2021届高考一轮物理：机械振动与机械波含答案

2021届高考一轮物理：机械振动与机械波含答案

*机械振动与机械波*

一、选择题

1、如图，细绳一端固定于悬挂点O,另一端系一小球。在悬挂点正下方A点

处钉一个钉子。小球从B点由静止释放，摆到最低点C的时间为t”从C点向

右摆到最高点的时间为t2。摆动过程中，如果摆角始终小于5。，不计空气阻力。

下列说法正确的是（）

A.t!=t2,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小

B.tl>t2,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小

C.ti>t2,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变

D.t!=t2,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变

A.火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振

B.若驱动力的频率为5Hz,则受迫振动稳定后的振动频率一定为5Hz

C.当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大

D.一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两

个

E.受迫振动系统的机械能守恒

3、（多选）下列关于简谐运动的说法正确的是（）

A.速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全

振动

B.位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同

C.一个全振动指的是动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程

D.位移减小时，加速度减小，速度增大

E.物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位

置时，速度方向与位移方向相同

4、（多选）如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处

不能发生明显衍射。下列措施可能使波发生较为明显衍射的是（）

ICD

A.增大波源的振动频率

B.减小波源的振动频率

C.增大障碍物的长度

D.减小障碍物的长度

E.波源远离障碍物运动

5、（多选）关于机械振动与机械波，下列说法正确的是（）

A.机械波的频率等于振源的振动频率

B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等

C.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定

D.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离

E.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向

6、（多选）关于单摆，下列说法正确的是（）

A.将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变大

B.单摆的周期公式是由惠更斯总结得出的

C.将单摆的摆角从4。改为2。，单摆的周期变小

D.当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大

E.当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零

7、（多选）如图所示为受迫振动的演示装置，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球,

可以用一个单摆（称为“驱动摆”）驱动另外几个单摆。下列说法正确的是（）

6。

0

AOCE

A.某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不同而加速度一定相

同

B.如果驱动摆的摆长为L,则其他单摆的振动周期都等于

C.如果驱动摆的摆长为L,振幅为A,若某个单摆的摆长大于L,振幅也大于

A

D.如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大

E.驱动摆只把振动形式传播给其他单摆，不传播能量

8、（多选）如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形

的三个顶点上，已知ab=6m,ac=8m。在ti=O时刻a、b同时开始振动，振

动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t2=4s时c点开始

振动，则下列说法正确的是（）

甲乙

A.该机械波的传播速度大小为2m/s

B.该列波的波长是2m

C.两列波相遇后，c点振动加强

D.两列波相遇后，c点振动减弱

E.两列波相遇后，c点振动先加强后减弱

9、（多选）下列说法正确的是（）

A.声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波

波速

B.在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度

C.机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长小的障碍物能发生明显衍射

D.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测

出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，利用了多

普勒效应原理

E.围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象

*10、（多选）关于简谐运动的周期，以下说法正确的是（）

A.间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同

B.间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同

C.半个周期内物体的动能变化一定为零

D.一个周期内物体的势能变化一定为零

E.经过一个周期质点通过的路程变为零

*11、（多选）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为*=人金和则关

于该质点，下列说法正确的是（）

A.振动的周期为8s

B.第1s末与第3s末的位移相同

C.第1s末与第3s末的速度相同

D.第3s末至第5s末各时刻的位移方向都相同

E.第3s末至第5s末各时刻的速度方向都相同

二、非选择题

1、思考辨析（正确的画“，错误的画“义”）

（1）简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置。（）

（2）做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移都是相同

的。（）

⑶公式x=Asin3t说明是从平衡位置开始计时。（）

（4）简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹。（）

（5）物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。（）

（6）物体受迫振动的频率与驱动力的频率无关。（）

2、思考辨析（正确的画“，错误的画“X”）

（1）在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移。（）

（2）机械波的频率等于振源的振动频率。（）

（3）通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移。（）

（4）机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。（）

（5）两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。（）

（6）一切波都能发生衍射现象。（）

（7）多普勒效应说明波源的频率发生变化。（）

2021届高考一轮物理：机械振动与机械波含答案

*机械振动与机械波*

一、选择题

1、如图，细绳一端固定于悬挂点O,另一端系一小球。在悬挂点正下方A点

处钉一个钉子。小球从B点由静止释放，摆到最低点C的时间为5从C点向

右摆到最高点的时间为t2。摆动过程中，如果摆角始终小于5。，不计空气阻力。

下列说法正确的是（）

A.ti=t2,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小

B.ti>t2,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小

C.ti>t2,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变

D.tl=t2,摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变

答案C

解析因摆角始终小于5。，则小球在钉子两边摆动时均可看做单摆，因为在左

侧摆动时摆长较长，根据丁=2兀虚可知周期较大，因摆球在钉子两边摆动的

时间ti、t2均为对应摆周期的/可知口=%左>%右=12；摆线碰钉子的瞬间，

由于水平方向受力为零，可知小球的速率不变。故选C。

2、（多选）关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（）

A.火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振

B.若驱动力的频率为5Hz,则受迫振动稳定后的振动频率一定为5Hz

C.当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大

D.一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两

个

E.受迫振动系统的机械能守恒

【答案】BCD［火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，选项A错误；对

于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5Hz,则振动系统稳定后的振动频率

也一定为5Hz,选项B正确；由共振的定义可知，选项C正确；根据共振现象

可知，选项D正确；受迫振动系统，驱动力做功，系统的机械能不守恒，选项

E错误。］

3、（多选）下列关于简谐运动的说法正确的是（）

A.速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全

振动

B.位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同

C.一个全振动指的是动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程

D.位移减小时，加速度减小，速度增大

E.物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位

置时，速度方向与位移方向相同

ADE［速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一

次全振动，故A正确；回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反，但

速度方向可以与位移方向相同，也可以相反，物体运动方向指向平衡位置时，

速度的方向与位移的方向相反，背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，

故B错误，E正确；一次全振动过程中，动能和势能均会有两次恢复为原来的

大小，故C错误；当位移减小时，回复力减小，则加速度在减小，物体正在返

回平衡位置，速度在增大，故D正确。］

4、（多选）如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处

不能发生明显衍射。下列措施可能使波发生较为明显衍射的是（）

I0

A.增大波源的振动频率

B.减小波源的振动频率

C.增大障碍物的长度

D.减小障碍物的长度

E.波源远离障碍物运动

BDE［不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，只要增大波长即

可满足题目要求。由入=半知，v不变，减小f,人增大,故A、C错，B、D对;

波源远离障碍物将产生多普勒效应，等效于增大波长，衍射明显，故E对。］

5、（多选）关于机械振动与机械波，下列说法正确的是（）

A.机械波的频率等于振源的振动频率

B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等

C.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定

D.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离

E.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向

ACD［机械波的频率是振源的振动频率，由振源决定的，故A正确；机械波的

传播速度与介质有关，与振源的振动速度无关，故B错误；机械波在介质中传

播的速度由介质本身决定，故C正确；由v=^可知，在一个周期内，沿波的传

播方向，振动在介质中传播一个波长的距离，故D正确；波分横波与纵波，纵

波的质点振动方向与波的传播方在同一条直线上，横波的质点振动方向与波的

传播方向垂直，故E错误。］

6、（多选）关于单摆，下列说法正确的是（）

A.将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变大

B.单摆的周期公式是由惠更斯总结得出的

C.将单摆的摆角从4。改为2。，单摆的周期变小

D.当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大

E.当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零

【答案】ABD［将单摆由沈阳移至广州，因重力加速度减小，根据

可知，单摆周期变大，A正确；单摆的周期公式是由惠更斯总结得出的，B正

确；单摆的周期与摆角无关，将单摆的摆角从4。改为2。，单摆的周期不变，C

错误；当单摆的摆球运动到平衡位置时，重力势能最小，摆球的速度最大，D

正确；当单摆的摆球运动到平衡位置时摆球速度最大，有向心加速度，则受到

的合力不为零，E错误。］

7、（多选）如图所示为受迫振动的演示装置，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球,

可以用一个单摆（称为“驱动摆”）驱动另外几个单摆。下列说法正确的是（）

A6u6

YOCE

AB___________

A.某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不同而加速度一定相

同

B.如果驱动摆的摆长为L,则其他单摆的振动周期都等于

C.如果驱动摆的摆长为L,振幅为A,若某个单摆的摆长大于L,振幅也大于

A

D.如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大

E.驱动摆只把振动形式传播给其他单摆，不传播能量

ABD［某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度大小相等但方向可能不

Fk

同，根据F=-kx可得，加速度a=m=—mx,故加速度一定相同，A正确；

如果驱动摆的摆长为L,根据单摆的周期公式有而其他单摆都是

受迫振动，故其振动周期都等于驱动摆的周期，B正确；当受迫振动的单摆的

固有周期等于驱动摆的周期时，受迫振动的振幅最大，故某个单摆的摆长大，

振幅不一定也大，C错误；同一地区，单摆的固有频率只取决于单摆的摆长，

则只有摆长等于驱动摆的摆长时，单摆的振幅能够达到最大，这种现象称为共

振，受迫振动不仅传播运动形式，还传播能量和信息，D正确，E错误。］

8、（多选）如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形

的三个顶点上，已知ab=6m,ac=8m。在ti=0时刻a、b同时开始振动，振

动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t2=4s时c点开始

振动，则下列说法正确的是（）

A.该机械波的传播速度大小为2m/s

B.该列波的波长是2m

C.两列波相遇后，c点振动加强

D.两列波相遇后，c点振动减弱

E.两列波相遇后，c点振动先加强后减弱

ABC［a点振动产生的机械波最先到达c点，则根据关系式v=；可知波速v=^

入

=2m/s,选项A正确；由于v=亍，则入=vT=2m/sX1s=2m,选项B正确；

a波比b波早到达c点的时间t=+*°m；8m=1即两列波到达c点时，

使c点振动加强，产生共振，由于两列机械波频率相同相干涉，故c总是振动

加强点，选项C正确，选项D、E错误。］

9、（多选）下列说法正确的是（）

A.声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波

波速

B.在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度

C.机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长小的障碍物能发生明显衍射

D.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测

出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，利用了多

普勒效应原理

E.围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象

CDE［声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速与声源发出的声波

波速相等，故A错误；对于机械波，某个质点的振动速度与波的传播速度不同,

两者相互垂直是横波，两者相互平行是纵波，故B错误；只有当障碍物的尺寸

与机械波的波长差不多或比机械波的波长小，才会发生明显的衍射现象，当障

碍物的尺寸比机械波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显，故C

正确；向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，

测出发射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用

多普勒效应原理，故D正确；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，

是声波叠加产生干涉现象的结果，故E正确。］

*10、（多选）关于简谐运动的周期，以下说法正确的是（）

A.间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同

B.间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同

C.半个周期内物体的动能变化一定为零

D.一个周期内物体的势能变化一定为零

E.经过一个周期质点通过的路程变为零

【答案】ACD［根据周期的定义可知，物体完成一次全振动，所有的物理量都

恢复到初始状态，故A选项正确；当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量都变

得大小相等，方向相反，且物体的速度和加速度不同时为零，故B选项错误，

C、D选项正确；经过一个周期，质点通过的路程为4A,故E错误。］

*11、（多选）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为*=人或11条，则关

于该质点，下列说法正确的是（）

A.振动的周期为8s

B.第1s末与第3s末的位移相同

C.第1s末与第3s末的速度相同

D.第3s末至第5s末各时刻的位移方向都相同

E.第3s末至第5s末各时刻的速度方向都相同

一712兀

ABE［由关系式可知3=arad/s,T=-=8s,A对；将t=ls和t=3s代入

关系式中求得两时刻位移相同，B对；可以作出质点的振动图象，得第1s末和

第3s末的速度方向不同，C错；得第3s末至第5s末各时刻质点的位移方向

相反，而速度的方向相同，D错，E对。］

二、非选择题

1、思考辨析（正确的画“，错误的画“义”）

（1）简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置。