江苏版物理高考总复习专题十五 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十五 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.认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。2.知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。3.认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件及其应用。由近几年考情分析可见,本专题对知识点的考查比较离散,相对来说,单摆、机械波的相关知识考查频率较高。从题型看,选择、填空、计算均有可能,基本上是每年只考一个知识点,难度中等。主要考查考生的科学推理素养。本专题的知识点较多复习时要抓住知识的特点,提高复习效率,如复习简谐运动和机械波时要抓住它们的对称性和周期性

2、;对于受迫振动、波的干涉、衍射、多普勒效应等现象,要特别注意现象产生的条件和现象的特点;对于振动图像和波动图像的理解,注意进行比较对照,可达到事半功倍之效。同时要多关注理论联系实际的问题,提升模型建构素养和分析推理的能力。机械波1.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。3.了解波的干涉与衍射现象。4.认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。【真题探秘】基础篇【基础集训】考点一机械振动1.2018江苏徐州调研,12B(1)如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向,振子的位移x随时间t的

3、变化如图乙所示,下列说法正确的是() A.t=0.8 s时,振子的速度方向向左B.t=0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处C.t=0.4 s和t=1.2 s时,振子的加速度完全相同D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的速度逐渐减小1.答案A2.一个单摆做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示,则()A.此单摆的固有周期约为0.5 sB.此单摆的摆长约为1 mC.若摆长增大,单摆的固有频率增大D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动2.答案B考点二机械波3.(多选)小明同学用两根不同材质的绳a、b系在一起演示机械波,他在a绳左端有规律地上下抖动绳子,某时刻绳上呈

4、现如图所示波形,则由此可以看出()A.此时a绳最左端的振动方向向下B.绳a中的机械波周期小于绳b中的机械波周期C.绳a中机械波的传播速度小于绳b中的传播速度D.若绳子左端抖动得越快,波传播速度将越大3.答案AC4.2018江苏南通调研,12B(1)下述关于机械波的说法中,正确的是()A.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B.发生干涉现象时,介质中振动加强的质点,振动的振幅最大,减弱点振幅可能为零C.在一个周期内,介质中质点所走过的路程等于波长D.某一频率的声波,从空气进入水中时,波长和频率均增大4.答案B5.2018江苏百校联考,12B(3)一列横波沿x轴正方向传播,在t1=0时刻的波形

5、图如图中实线所示,在t2=1.0 s时刻的波形图如图中虚线所示,已知这列波的周期大于1.0 s,求这列波传播的速度。5.答案6 m/s综合篇【综合集训】拓展一对简谐运动的进一步认识1.(2020届江苏南师大附中期中,8)(多选)质点以O为平衡位置,在A、B间做简谐运动,以下说法中错误的是()A.质点离开平衡位置O做匀减速运动B.质点通过O点时,加速度方向发生改变C.回复力的方向总跟质点的速度方向相反D.质点在A和B处的加速度为零1.答案ACD2.2018江苏连云港调研,12B(1)(多选)一质点做简谐运动的位移x与时间的关系如图所示,由图可知()A.频率是2 HzB.振幅是5 cmC.t=1.

6、7 s时的加速度为正,速度为负D.t=0.5 s时质点所受的回复力为零2.答案CD3.2018江苏镇江月考,12B(3)一质点做简谐运动,其位移和时间关系如图所示。求t=0.2510-2 s时的位移;在t=1.510-2 s到t=210-2 s的振动过程中,质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化?在t=0到t=8.510-2 s时间内,质点的路程、位移各多大?3.答案-2 cm变大变大变小变小变大34 cm2 cm拓展二振动与波动的比较4.2018江苏宿迁调研,12B(1)(多选)质点O振动形成的简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻的波形图如图甲所示,当波传到x=3 m处的质点P时开始计时,

7、质点P的振动图像如图乙所示,则()A.该波的频率为25 HzB.该波的传播速度为2 m/sC.质点O开始振动时沿y轴正方向D.从t时刻起,经过0.015 s,质点P将回到平衡位置4.答案AD5.2018江苏苏州调研,12B(1)一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播,A、B间的距离为3 m,如图甲所示。若质点B的振动图像如图乙所示,则从t=0开始质点A的振动图像为()5.答案D拓展三波的传播方向与质点振动方向的判断6.2015重庆理综,11(2),6分图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点P的振动周期为0.4 s。求该波的波速并判断P点此时的振动方向。6.答案2.

8、5 m/s沿y轴正向7.2018江苏苏锡常镇一模联考,12B(2)如图所示为频率f=1 Hz的波源产生的横波,图中虚线左侧为A介质,右侧为B介质,则该波在A、B两种介质中传播的速度大小之比vAvB=;若图示时刻为t=0时刻,且此时x=14 m处的质点振动方向向上,则t=1.75 s时,处于x=6 m的质点位移为cm。7.答案2358.2018江苏如皋调研,12B(3)一列横波沿x轴传播,图中实线表示某时刻的波形,虚线表示从该时刻起0.005 s时的波形。如果周期大于0.005 s,则当波向右传播时,波速为多大?如果周期小于0.005 s,则当波速为6 000 m/s时,求波的传播方向。8.答案

9、400 m/s向左传播应用篇应用一单摆周期公式的应用【应用集训】1.2018江苏苏锡常镇四市联考,12B(1)(多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像,下列说法正确的是()A.甲摆的摆长比乙长B.甲摆的振幅比乙大C.甲、乙两单摆的摆长相等D.由图像可以求出当地的重力加速度答案BC2.(2020届江苏淮安月考,5)惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟,图乙所示为摆的结构示意图,圆盘固定在摆杆上,螺母可以沿摆杆上下移动。在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了,下列说法正确的是()A.甲地的重力加速度较大,若要调准可将螺母适当向

10、下移动B.甲地的重力加速度较大,若要调准可将螺母适当向上移动C.乙地的重力加速度较大,若要调准可将螺母适当向下移动D.乙地的重力加速度较大,若要调准可将螺母适当向上移动答案C应用二波动问题的多解性【应用集训】1.(2020届江苏南京期中,7)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,图甲是t=0时刻的波形图,图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是()A.13 mB.23C.1 mD.43 答案BD2.(2020届江苏苏州月考,8)(多选)一列横波沿x轴正方向传播,在t与t+0.8 s两时刻,在x轴上-33 m区间内的两波形图正好重合,如图所示。则下列

11、说法中正确的是()A.质点振动周期一定为0.8 sB.该波的波速可能为10 m/sC.从t时刻开始计时,x=1 m处的质点比x=-1 m处的质点先到达波峰位置D.在(t+0.4 s)时刻,x=-2 m处的质点位移不可能为零答案BD【五年高考】A组基础题组1.2019江苏单科,13B(1)(多选)一单摆做简谐运动,在偏角增大的过程中,摆球的()A.位移增大B.速度增大C.回复力增大D.机械能增大1.答案AC2.2019课标,34(1)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

12、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(2.答案A3.2015江苏单科,12B(1)(多选)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比()A.波速变大B.波速不变C.频率变高D.频率不变3.答案BC4.(2017北京理综,15,6分)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是()A.t=1 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值B.t=2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值C.t=3 s时,

13、振子的速度为负的最大值,加速度为零D.t=4 s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值4.答案A5.2017江苏单科,12B(2)野生大象群也有自己的“语言”。研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音,发现以2倍速度快速播放录音时,能听到比正常播放时更多的声音。播放速度变为原来的2倍时,播出声波的(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍,声波传播速度(选填“变大”、“变小”或“不变”)。5.答案频率不变6.2018江苏单科,12B(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=0和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图像如图所示。已知该波的波长大于0.6 m,求其波速和波长。6.答案2 m/s0

14、.8 m7.2016浙江自选,13(2),6分如图所示,在t=0时刻,位于波源O处的质点从平衡位置开始向上振动,形成沿x轴正方向传播的一列简谐横波,波长为8 m。位于P处的质点在t=1.5 s 时开始向上运动,当t=2.5 s时第一次达到正最大位移。求波的周期T;波速v;O、P之间的距离。7.答案4 s2 m/s3 mB组综合题组1.(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1.答案C2.2019课

15、标,34(1)(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P与其平衡位置的距离比质点Q的大2.答案CDE3.2019课标,34(1)(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

16、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3.答案BDE4.(2019天津理综,7,6分)(多选)一列简谐横波沿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/s4.答案BC5.2018课标,34(1),5分(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20

17、 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T0.20 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为0.32 m5.答案ACEC组教师专用题组1.2013江苏单科,12B(1)如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz。现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz,则把手转动的频率为() A.1 HzB.3 HzC.4 HzD.5 Hz

18、答案A2.(2017上海单科,10,4分)做简谐运动的单摆,其摆长不变,若摆球的质量增加为原来的94倍,摆球经过平衡位置的速度减为原来的23,则单摆振动的(A.周期不变,振幅不变B.周期不变,振幅变小C.周期改变,振幅不变D.周期改变,振幅变大答案B3.(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

19、C4.2017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BCE5.2016课标,34(1),5分(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz,波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧,且P、Q和S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的

20、平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m。P、Q开始振动后,下列判断正确的是()A.P、Q两质点运动的方向始终相同B.P、Q两质点运动的方向始终相反C.当S恰好通过平衡位置时,P、Q两点也正好通过平衡位置D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰答案BDE6.(2014浙江理综,17,6分)一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20 cm,周期为3.0 s。当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10 cm时,游客能舒服地登船。在一个周期内,游客能

21、舒服登船的时间是()A.0.5 sB.0.75 sC.1.0 sD.1.5 s答案C7.(2014北京理综,17,6分)一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为,周期为T。t=0时刻的波形如图1所示,a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是()A.t=0时质点a的速度比质点b的大B.t=0时质点a的加速度比质点b的小C.图2可以表示质点a的振动D.图2可以表示质点b的振动答案D8.2017课标,34(1),5分如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐运动的点波源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.

22、00 m/s。两列波从波源传播到点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9.2018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365245【三年模拟】时间:20分钟分值40分一、单项选择题(每小题3分,共9分)1.(2019江苏南

23、师大附中期中,3)关于振动和波,下列说法中正确的是()A.物体发生振动,一定会产生波B.物体做简谐运动的条件是存在回复力C.振动物体运动到平衡位置时,合外力为零D.当一个弹簧振子做简谐运动时,振子受到的回复力不一定和弹簧的形变量成正比1.答案D2.(2020届江苏盐城月考,4)一简谐横波在 t=0 时刻的波形如图所示,质点 a的振动方向在图中已标出。下列说法正确的是()A.该波沿 x轴负方向传播B.从该时刻起经过一个周期,a、b、c三点中c经过的路程点最大C.从这一时刻开始,第一次最快回到平衡位置的是 c点D.若 t=0.2 s 时质点 c第一次到达波谷,则此波的传播速度为50 m/s2.答案

24、C3.2018江苏南京调研,12B(1)如图所示,弹簧振子在B、C间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm,若振子从B到C的运动时间是1 s,则下列说法正确的是() A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是1 s,振幅是10 cmC.经过两次全振动,振子通过的路程是20 cmD.从B开始经过3 s,振子通过的路程是30 cm3.答案D二、多项选择题(每小题4分,共16分)4.(2020届江苏连云港高中月考,6)如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一小球(小球可以看成质点)。在O点正下方,距O点3l4处的P点固定一颗小钉子。现将小球拉到A点处,轻绳被拉直,然后由静止释放小球。B点是小球运动的最低位置,C点(图中未标出)是小球能够到达的左侧最高位置。已知A点与B点之间的高度差为h,hL。A、B、P、O在同一竖直平面内。当地的重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是(A.C点与B点高度差小于hB.C点与B点高度差等于hC.小球摆动的周期等于