2023版高三一轮总复习物理（新教材新高考）章末综合验收7机械振动机械波

1、 章末综合验收(七)一、单项选择题1下列关于声波的判断中，错误的是()A夏日雷声有时轰鸣不绝，这是声波的干涉现象B闻其声而不见其人，是声波的衍射现象C围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象D在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕，是声波的反射现象A夏日雷声不绝，是声波经过云层的多次反射的结果；闻其声而不见其人，是声波的衍射现象；音叉周围声音有强弱之分是声波干涉形成声音加强和减弱的稳定区域；在大房子里，余音缭绕，是声音的反射现象，因而B、C、D正确，A错误。2(2021北京市昌平区二模练习)如图所示，光滑直杆上弹簧连接的小球以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。以

2、O点为原点，选择由O指向B为正方向，建立Ox坐标轴。小球经过B点时开始计时，经过0.5 s首次到达A点。则小球在第一个周期内的振动图像为 ()ABCDA小球经过B点时开始计时，即t0时小球的位移为正向最大，经过0.5 s首次到达A点，位移为负向最大，且周期为T1 s，故A项图像正确。3某同学假期在公园里游玩时，看到岸边不远处一白色垃圾漂浮在水面上，远处一小船划过后，一列水波由远处传来，该同学想等着水波将白色垃圾推到岸边后，再将其拾起丢入垃圾箱，可是等了很久也不见白色垃圾被水波推向岸边。观察发现，水波的速度约为1.2 m/s，白色垃圾在水中上下振动时，从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时

3、间为6 s。下列说法正确的是()A该水波的周期为1.2 s B该水波的周期为1 sC该水波的波长为1.8 m D该水波的波长为1.2 mC从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时间为6 s，该水波的周期为eq f(6,51) s1.5 s，选项A、B错误；由vT可得波长等于1.8 m，选项C正确，D错误。4如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿y轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况，判断正确的是()Aa、b点振动加强，c、d点振动减弱Ba、c点振动加强，b、d点振动减弱Ca、d点振动

4、加强，b、c点振动减弱Da、b、c、d点的振动都加强B当两列波出现干涉现象时，要产生干涉图样，形成一条加强线，一条减弱线即加强线、减弱线彼此相间的稳定的干涉图样，在图中设定A、B、C、D四点，实线相交点，即波峰与波峰相遇，都是振动加强点，可知B、D决定的直线为加强线，过A、C且平行BD直线的两条直线也应是加强线，a、c两点在BD直线上，故a、c点是振动加强点，分别过b、d点且平行于BD直线的两条直线均在两加强线之间，应为减弱线，故b、d两点的振动是减弱的。5一水平长绳上系着一个弹簧和小球，弹簧和小球组成的系统固有频率为2 Hz，现让长绳两端P、Q同时以相同的振幅A上下各振动了一个周期，某时刻长

5、绳上形成的波形如图所示。两列波先后间隔一段时间经过弹簧所在的位置，观察到小球先后出现了两次振动，第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而第二次则产生了较强烈的振动，则()A有2个时刻长绳上会出现振动位移大小为2AB由Q振源产生的波在长绳上传播的速度约为4 m/sC由P振源产生的波先到达振动系统D两列波相遇时，在相遇区域会产生干涉现象A虽然这两列波的频率不同，不会产生稳定的干涉，但根据波的叠加原理，在长绳上一定会有这两列波的波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇的时刻，此时振动位移大小为2A，由于两列波的波长不等，波速相同，可知这两列波的波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇对应着2个不同的时刻，故A正确，

6、D错误；由于第一次振动时起振方向向上，故根据波形图可知，由Q振源产生的波先到达振动系统，第二次产生了较强烈的振动，是由于P振源产生的波到达振动系统，且有P振源的频率与其固有频率相接近，所以P振源的频率约为2 Hz，根据波速与波长、频率的关系可知，由P振源产生的波在长绳上传播的速度约等于vf12 m/s2 m/s，由同种介质中，机械波的波速相等，可知由Q振源产生的波在长绳上传播的速度也约等于2 m二、多项选择题6一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如图(a)所示，它的振动图像如图(b)所示，设向右为正方向，下列说法正确的是()(a)(b)AOB5 cmB第0.2 s末质点的速度方向是A

7、OC第0.4 s末质点的加速度方向是AOD第0.7 s末时质点位置在O点与A点之间AC由题图(b)可知振幅为5 cm，则OBOA5 cm，A项正确；由题图可知00.2 s内质点从B点向O点运动，第0.2 s末质点的速度方向是BO，B项错误；由题图可知第0.4 s末质点运动到A点处，则此时质点的加速度方向是AO，C项正确；由题图可知第0.7 s末时质点位置在O点与B点之间，D项错误。7小明在实验室做单摆实验时得到如图甲所示的单摆振动情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的左右最远位置。小明根据实验情况绘制了单摆的振动图像如图乙所示，若图中单摆向右摆动为正方向，取g2 m/s2，甲乙A此单摆

8、的振动频率是0.5 HzB根据图乙可知开始计时时摆球在C点C图中P点向正方向振动D根据已知数据可以求得此单摆的摆长为1.0 mAD由题图乙知周期T2.0 s，则频率feq f(1,T)0.5 Hz，所以A正确；由题图乙可知，t0时刻摆球在负向最大位移处，所以开始时摆球在B点，所以B错误；根据振动图像可知P点应该向负方向振动，所以C错误；由T2eq r(f(l,g)，得leq f(gT2,42)1.0 m，所以D正确。8(2021山东泰安市5月检测)有两列简谐横波的振幅都是10 cm，传播速度大小相同。O点是实线波的波源，实线波沿x轴正方向传播，波的频率为5 Hz；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻

9、实线波刚好传到x12 m处质点，虚线波刚好传到x0处质点，如图所示，则下列说法正确的是()A实线波和虚线波的周期之比为23B平衡位置为x6 m处的质点此刻振动速度为0C平衡位置为x6 m处的质点始终处于振动加强区，振幅为20 cmD从图示时刻起再经过0.5 s，x5 m处的质点的位移y0AD由题图知波长实4 m，虚6 m，由veq f(,T)得Teq f(,v)，波速v相同，则有T实T虚实虚23，故A正确；对于实线波，由题图知此时x6 m处的质点位于平衡位置向上振动，其振动速度最大，对于虚线波，由题图知此时x6 m处的质点位于平衡位置向上振动，其振动速度最大，根据叠加原理可得此时x6 m处的质

10、点振动速度最大，故B错误；两列波频率不同，不能形成稳定的干涉现象，不存在质点始终处于振动加强区，故C错误；根据feq f(1,T)可得T实eq f(1,5) s0.2 s，则0.5 s相当于eq f(5,2)个周期，对于实线波，t0时x5 m处的质点位于波峰，则从图示时刻起再经过eq f(5,2)个周期时质点位于波谷，则有y实10 cm，由于T实T虚23，则有T虚0.3 s,0.5 s相当于eq f(5,3)个周期，对于虚线波，t0时x5 m处的质点位移为负且向上运动，则从图示时刻起再经过eq f(5,3)个周期时位移y虚10 cm，故最终yy实y虚0，故D正确。三、非选择题9(2020全国卷

11、)用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_cm(保留1位小数)。(提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。)某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为_cm。解析结合题意知所求的距离近似等于弧长，则deq f(5,360)280.0 cm6.98 cm，结合题中保留1位小数和摆动最大角度小于5可知不能填7.0，应填6.9；由单摆的周期公式T2eq r(f(l,g)可知，单摆的周期与摆长的平方根成正比，即Teq r(l)，又由题意可知

12、旧单摆周期与新单摆周期的比为1011，则eq f(10,11)eq r(f(80.0 cm,l)，解得l96.8 cm。答案6.996.810(2021山东威海高三检测)在“用单摆测量重力加速度”的实验中：(1)需要记录的数据有：小钢球的直径d、_、_；(2)用标准游标卡尺测小钢球的直径如图甲所示，则直径d为_mm；甲(3)如图乙所示，某同学由测量数据作出LT2图像，根据图像求出重力加速度g_ m/s2(已知29.86，结果保留三位有效数字)。乙解析(1)根据单摆的周期公式T2eq r(f(L,g)知，要测重力加速度，需要测量小钢球的直径d、摆线长l从而得到单摆的摆长L；还要测量30次全振动的

13、总时间t从而得到单摆的周期T。(2)游标卡尺的主尺读数为18 mm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为60.1 mm0.6 mm，所以最终读数为18 mm0.6 mm18.6 mm。(3)根据单摆的周期公式T2eq r(f(L,g)得Leq f(g,42)T2由题图乙知LT2图像的斜率为keq f(1.20.6,52.55) m/s20.245 m/s2即eq f(g,42)0.245 m/s2，解得g9.66 m/s2(9.609.70 m/s2都正确)。答案(1)摆线长l30次全振动的总时间t(2)18.6(3)9.66(9.609.70均可)11一列沿x轴正方向传播

14、的简谐波，在t0时刻的波的图像如图所示。已知这列波在P点出现两次波峰的最短时间是0.4 s，求：(1)这列波的波速是多少？(2)经过多长时间质点R才能第一次到达波峰？(3)这段时间里质点R通过的路程是多少？解析P点出现两次波峰的最短时间显然是1个周期，即T0.4 s，R第1次到达波峰即x2 m处的波峰传到R。(1)由波速公式得veq f(,T)eq f(4,0.4) m/s10 m/s。(2)由t0时刻到R第1次到达波峰，波传播的距离s(92) m7 m，则teq f(s,v)eq f(7,10) s0.7 s。(3)波传到R点所用时间teq f(4,10) s0.4 s，R实际振动时间t1(0.70.4) s0.3 s因此R通过的路程为s路42eq f(0.3,0.4) cm6 cm。答案(1)10 m/s(2)0.7 s(3)6 cm12(2021湖北宜昌5月检测)如图(a)，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t10时刻和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x11 m和x24 m处的两质点，图(b)为质点Q的振动图像。求：(1)波的传播速度和t2的大小；(2)质点P的位移随时间变化的关系式。(a)(b)解析(1)由题图可知波长8 m质点振动的周期T0.2 s传播速度v