广东版高考物理总复习专题十六机械振动与机械波（试题练）教学讲练

1、物理高考总复习PAGE PAGE 20学好数理化，走遍天下都不怕专题十六机械振动与机械波备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容机械振动1.通过实验,认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。2.通过实验,探究单摆的周期与摆长的定量关系。知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测量重力加速度的大小。3.通过实验,认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件及其应用考查内容:1.描述简谐运动的物理量,简谐运动的图像和振动规律。2.波的形成特点;从波的图像中分析波的传播特点与质点的振动特点。3.波的叠加。4.波的传播的多解性与不确定性问题。命题趋势:多以振动图像和波动图像为载体综合

2、考查机械振动和机械波,命题取向的大方向保持稳定,具体细节、考向会有一定变化1.本专题难度适中,因此在复习备考中应保证记牢、练熟,力争满分。2.熟练掌握波动图像和振动图像机械波1.通过观察,认识波的特征。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率的关系。2.知道波的反射和折射现象。通过实验,了解波的干涉与衍射现象。3.通过实验,认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应的应用实例【真题探秘】基础篇【基础集训】考点一机械振动1.关于简谐运动,下列说法正确的是()A.在平衡位置所受的合外力一定为零B.在平衡位置时势能一定为零C.单摆的回复力是重力和悬线拉力的合力D.振

3、幅与最大位移不相同答案D2.(多选)如图甲所示,水平的光滑杆上有一弹簧振子,振子以O点为平衡位置,在a、b两点之间做简谐运动,其振动图像如图乙所示。由振动图像可以得知()A.振子的振动周期等于2t1B.在t=0时刻,振子的位置在a点C.在t=t1时刻,振子的速度为零D.在t=t1时刻,振子的速度最大E.从t1到t2,振子正从O点向b点运动答案ADE3.(多选)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=A sin4t,则质点(A.第1 s末与第3 s末的位移相同B.第1 s末与第3 s末的速度相同C.3 s末至5 s末的位移方向都相同D.3 s末至5 s末的速度方向都相同答案AD4.(多选

4、)某振动系统的固有频率为f0,在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f,若驱动力的振幅保持不变,下列说法正确的是()A.当ff0时,该振动系统的振幅随f减小而增大C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0D.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f答案BD考点二机械波5.(多选)关于多勒普效应,下列说法中正确的是()A.设波源相对介质不动,观察者远离波源,则接收到机械波的频率减小B.设波源相对介质不动,观察者靠近波源,则接收到机械波的频率增大C.设观察者相对介质不动,波源靠近观察者时,观察者接收到的频率减小D.设观察者相对介质不动,波源远离观察者时,观察者接收到的频率增大答案AB

5、6.(多选)一列简谐横波沿x轴传播,甲、乙两图分别为传播方向上相距3 m的两质点的振动图像,如果波长大于1.5 m,则波的传播速度大小可能为() A.30 m/sB.15 m/sC.10 m/sD.6 m/s答案AC7.如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,当Q处质点在t=0时的振动状态传到P点时,则()A.1 cmx0.20 s。下列说法正确的是()A.波速为0.40 m/sB.波长为0.08 mC.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长

6、为0.32 m答案ACE3.(2019北京理综,13,6分)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则()A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动D.若波沿x轴负方向传播,a比c先回到平衡位置答案C4.2016课标,34(1),5分(多选)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是。A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6 HzC.该水面波的波长为3 mD.水面波没有将该同学推向岸边

7、,是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移答案ACE水面波是一种机械波,传播过程中各质点只在平衡位置上下往复运动,不随波的传播而迁移,因此水面波不会将该同学推向岸边,故D错,A、E均正确。由题意可知该波的周期T=159 s=53 s,频率f=1T=0.6 Hz,波长=vT=1.853 m=3 m,故5.2019课标,34(1),5分(多选)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上

8、振动的质点,下列说法正确的是()A.不同质点的振幅都相同B.不同质点振动的频率都相同C.不同质点振动的相位都相同D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化答案BDE6.2019课标,34(1),5分(多选)一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=T2时刻,该波的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是。A.质点Q的振动图像与图(b)相同B.在t=0时刻,质点P的速率比质点Q的大C.在t=0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示E.在t=0时刻,质点

9、P与其平衡位置的距离比质点Q的大答案CDEB组综合题组1.2019课标,34(1),5分如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O点处,在O点正下方34l的O处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2)后由静止释放,并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是(答案A2.(2018天津理综,8,6分)(多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则() A.

10、若振幅为0.1 m,振子的周期可能为23 sB.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为45 C.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 sD.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s答案AD3.2017课标,34(1),5分(多选)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波,下列说法正确的是()A.波长为2 mB.波速为6 m/sC.频率为1.5 HzD.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置答案BCE4.(2019天津理综,7,6分)(多选)一列简

11、谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=1 m和x2=7 m处质点的振动图像分别如图1、图2所示,则此列波的传播速率可能是()A.7 m/sB.2 m/sC.1.2 m/sD.1 m/s答案BC5.2016课标,34(2),10分一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10 cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5 cm处的两个质点。t=0时开始观测,此时质点O的位移为y=4 cm,质点A处于波峰位置;t=13 s时,质点O第一次回到平衡位置,t=1 s时,质点A()简谐波的周期、波速和波长;()质点O的位移随时间变化的关系式。答案()设振动周期为T。由于质点A在0到1 s内由最大位

12、移处第一次回到平衡位置,经历的是14个周期,T=4 s由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长,且波沿x轴正向传播,O在t=13 s时回到平衡位置,而A在t=1 s时回到平衡位置,时间相差23 s。两质点平衡位置的距离除以传播时间v=7.5 cm/s利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长=30 cm()设质点O的位移随时间变化的关系为y=A cos2将式及题给条件代入上式得4cm解得0=3,A=8 cm质点O的位移随时间变化的关系式为y=0.08 cost2+或y=0.08 sint2+6.2018课标,34(2),10分一列简谐横波在t=13 s时的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的

13、两个质点。图(b)是质点Q()波速及波的传播方向;()质点Q的平衡位置的x坐标。答案()18 cm/s沿x轴负方向传播()xQ=9 cmC组教师专用题组1.(2017天津理综,5,6分)手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L。t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是()A.该简谐波是纵波B.该简谐波的最大波长为2LC.t=T8时,PD.t=3T8时答案C2.(2016北京理综,15,6分)如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点

14、,建立Ox轴。向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为()答案A3.2018课标,34(1),5分声波在空气中的传播速度为340 m/s,在钢铁中的传播速度为4 900 m/s。一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s。桥的长度为m。若该声波在空气中的波长为,则它在钢铁中的波长为的倍。答案3652454.2017课标,34(1),5分如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0,-2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波

15、源传播到点A(8,-2)的路程差为m,两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”)。答案2减弱加强5.2015课标,34(2),10分甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v=25 cm/s。两列波在t=0时的波形曲线如图所示。求()t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标;()从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间。答案()x=(50+300n)cm,n=0,1,2,()0.1 s【三年模拟】时间:40分钟分值:55分一、选择题(每

16、小题5分,共35分)1.2019珠海一模,34(1)(多选)关于振动和波动,下列说法正确的是()A.做简谐运动的物体,经过同一位置时,加速度可能不同B.在受迫振动中,驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C.在波的干涉中,振动加强的点不一定处在波峰或波谷的叠加处D.波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的频率会发生变化E.在波的传播方向上对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长答案BCD2.2019惠州4月模拟,34(1)(多选)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图,若已知这列波周期为1 s,则下列判断中正确的是()A.这列波的振幅为0.8 cmB.这列波的波速为5

17、m/sC.图示时刻x=2 m处的质点沿y轴正方向运动D.此后经半个周期时间质点P将向右迁移半个波长E.图示时刻x=3 m处质点的加速度最大答案ACE3.2019深圳一模,34(1)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,甲图中A、B两质点平衡位置间的距离为2 m,且小于一个波长,乙图为A、B两质点的振动图像。由此可知()A.B质点在一个周期内通过的路程为8 cmB.该简谐横波的周期为4 sC.该简谐横波的波速为4 m/sD.t=1.5 s时A、B两质点的位移相同E.t=1.5 s时A、B两质点的振动速度相同答案ABE4.2019揭阳二模,34(1)(多选)如图所示,a、b两列沿x轴传播的简谐横波

18、,t=0时刻的波形如图所示,两列波传播的速度大小均为v=2 m/s。a波的振幅为2 cm,沿x轴正向传播,b波的振幅为1 cm,沿x轴负方向传播,下列说法中正确的是()A.横波a的周期为2 sB.x=1 m处的质点的振幅为1 cmC.t=0.5 s时刻,x=2 m处的质点位移为-3 cmD.t=0.5 s时刻,x=1 m处的质点向y轴负方向振动E.t=1.0 s时刻,x=2 m处的质点位移大小等于3 cm答案ABD5.2020届湛江调研,34(1)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,O质点为波源,t=0时刻波源开始振动,t=4 s时波形如图所示。下列说法正确的是()A.该简谐横波的周期为0.5 sB.该简谐横波的波速等于0.5 m/sC.波恰好传到C质点时,B通过的路程为10 cmD.t=8 s时该波传播到x轴上的质点D,D质点运动方向向上E.当质点C第一次出现在波峰位置时,质点B恰好出现在波谷位置答案BDE6.2020届肇庆第一次统考,34(1)(多选)如图所示,图甲为一列简谐横波在t=1 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置x=4.0 m处的质点,图乙为质点Q的振动图像,下列说法正确的是()A.该横波沿x轴正方向传播B.该波的传播速度是4 m/sC.t=2.5 s时质点P的加速度方向为y轴正