2024年高考物理一轮复习课时检测七十四机械振动机械波含解析新人教版

PAGE6-机械振动机械波1.为了交通平安，常在马路上设置如图所示的减速带，一排等间距设置的减速带，可有效降低车速，称为洗衣板效应。假如某路面上的减速带的间距为1.5m，一辆固有频率为2Hz的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是()A．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为2HzB．当汽车以3m/s的速度行驶时最不颠簸C．当汽车以3m/s的速度行驶时颠簸最厉害D．汽车速度越大，颠簸就越厉害解析：选C当汽车以5m/s的速度行驶时，驱动力的周期为T＝eq\f(s,v)＝eq\f(1.5,5)s＝0.3s，所以频率为f＝eq\f(1,T)＝eq\f(10,3)Hz，故A错误；当汽车以3m/s的速度行驶时，驱动力的频率为f＝eq\f(v,s)＝eq\f(3,1.5)Hz＝2Hz，此时驱动力的频率和汽车的固有频率相同，颠簸最厉害，故C正确，B错误；当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振，振动的振幅最大，颠簸最厉害，故D错误。2．(2024年1月新高考8省联考·重庆卷)如图所示，a、b、c、d是一简谐横波上的质点，某时刻a、d位于平衡位置且相距为9m，c在波谷，该波的波速为2m/s。若此时a经平衡位置向上振动，则()A．此波向右传播B．b点振动周期为3sC．c点运动速度大小为2m/sD．此波在a、d两点之间传播需3s解析：选B此时a经平衡位置向上振动，依据“上下坡法”可知，波是向左传播的，故A错误；由题图1可知，这列波的波长为λ＝eq\f(2,3)xad＝6m，波的周期为T＝eq\f(λ,v)＝3s，故B正确；c点在波谷，所以此时c点运动速度大小为0，故C错误；此波在a、d两点之间传播所需时间t＝eq\f(xad,v)＝4.5s，故D错误。3．(多选)一列机械波在t＝0时刻第一次形成的波形如图所示，质点A、P、B、C、Q在x轴上的位置分别为1cm、1.5cm、3cm、4cm、19cm。从今时起先，质点B到达波峰的时间比质点C早了0.5s。下列说法正确的是()A．t＝0时刻，质点P向上振动B．振源振动的频率为0.5HzC．该波的波速为2m/sD．t＝9s时，质点Q处于波峰位置解析：选ABDt＝0时刻，因波向右传播，依据“上下坡”法可知，质点P向上振动，则A正确；B比C超前运动eq\f(1,4)个周期，即eq\f(T,4)＝0.5s，则周期T＝2s，频率f＝eq\f(1,T)＝0.5Hz，则B正确；由题图知λ＝4cm，v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4×10－2,2)m/s＝0.02m/s，则C错误；由第一波峰传到Q点历时：t＝eq\f(19－1×10－2,0.02)s＝9s，则D正确。4．(多选)甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速度”的试验，回来后共同绘制了T2­L图像，如图甲中A、B所示，此外甲同学还顺便利用其试验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法正确的是()A．单摆的固有周期由摆长和所处环境的重力加速度共同确定B．由图甲分析可知，A图线所对应的试验地点重力加速度较大C．若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的重力加速度D．假如甲同学增大摆长，他得到的共振曲线的峰将向左移动解析：选ACD单摆的固有周期公式为T＝2πeq\r(\f(L,g))，L为摆长，g为当地重力加速度，A正确；依据T＝2πeq\r(\f(L,g))，得T2＝eq\f(4π2,g)L，所以T2­L图像的斜率k＝eq\f(4π2,g)，题图甲中A图线的斜率大于B图线的斜率，故A图线对应的重力加速度较小，故B错误；若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中，摆球处于完全失重状态，不能在竖直平面内来回摇摆，故C正确；依据T＝2πeq\r(\f(L,g))，若在同一地点增大摆长，则单摆固有周期变大，固有频率变小，则发生共振时的驱动力频率变小，共振曲线的峰向左移动，D正确。5．(多选)关于多普勒效应，下列说法正确的是()A．多普勒效应是由于波的干涉引起的B．发生多普勒效应时，波源的频率并未发生变更C．多普勒效应是由于波源与视察者之间有相对运动而发生的D．若声源向视察者靠近，则视察者接收到的频率大于声源发出声波的频率解析：选BCD多普勒效应是由于波源与视察者之间发生相对运动而产生的，其波源的频率不发生变更，是视察者接收到的频率发生变更，故B、C正确，A错误；当声源向视察者靠近时，视察者接收到的频率大于声源发出声波的频率，D正确。6.有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图像如图所示。下列关于图甲、乙、丙、丁的推断正确的是(选项中v、F、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度)()A．甲可作为该物体的v­t图像B．乙可作为该物体的F­t图像C．丙可作为该物体的F­t图像D．丁可作为该物体的a­t图像解析：选C在简谐运动中，速度与位移是互余的关系，故图乙可作为v­t图像，A、B错误；由F＝－kx可知，回复力的图像与位移图像的相位相反，故丙可作为F­t图像，C正确；又由F＝ma可知a与F的图像形态相同，丙可作为a­t图像，D错误。7．(多选)如图所示，A、B两处为在同一匀称介质中且振动频率均为f的振源，两振源的振动步调完全相同，O点为两振源连线的中点。已知两振源在该介质中形成的机械波的振幅均为A、波速均为v，AB＝a，两振源的振动方向与初相位均相同。下列说法正确的是()A．当O点起先振动后其振动频率等于振源的振动频率fB．当O点起先振动后其振动频率等于振源的振动频率2C．当O点起先振动后其振幅等于2D．当两振源之间的距离a＝neq\f(v,f)(n＝1,2,3，…)时，O点起先振动后其振幅肯定小于2A解析：选AC在机械波传播的过程中，各质点的振动频率均等于振源的振动频率，即当O点起先振动后其振动频率等于振源的振动频率f，A正确，B错误；由叠加原理可知，当O点起先振动后振幅应等于两列机械波的振幅之和，即为2A，C正确；因为O点为两振源连线的中点，到两振源的距离差等于零，因此O点为振动加强点，其振幅始终为28.(2024·天津等级考)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图所示。t＝eq\f(T,4)时()A．质点a速度方向沿y轴负方向B．质点b沿x轴正方向迁移了1mC．质点c的加速度为零D．质点d的位移为－5cm解析：选Ct＝eq\f(T,4)时，质点a沿y轴正方向运动到平衡位置，其速度方向沿y轴正方向，选项A错误；依据简谐横波的传播特点可知，质点只在平衡位置旁边上下振动，不会随波迁移，选项B错误；t＝eq\f(T,4)时，质点c运动到平衡位置，所受合外力为零，加速度为零，选项C正确；t＝eq\f(T,4)时，质点d运动到正的最大位移处，位移为5cm，选项D错误。9．(2024·全国卷Ⅲ)如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和t＝0.1s时的波形图。已知平衡位置在x＝6m处的质点，在0到0.1s时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为________s，波速为________m/s，传播方向沿x轴________(填“正方向”或“负方向”)。解析：由题意知，x＝6m处的质点在0到0.1s时间内的运动方向不变，知该质点在该时间内振动的时间小于半个周期，结合波形图可知该时间应为eq\f(1,4)个周期，明显该时间内x＝6m处的质点沿y轴负方向运动，则由波的传播方向以及质点振动方向的关系可推断，该简谐横波沿x轴负方向传播；又由eq\f(1,4)T＝0.1s，得T＝0.4s，由波速与波长、周期的关系得v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,0.4)m/s＝10m/s。答案：0.410负方向[潜能激发]10．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点。下列说法正确的是()A．这列波的波速可能为50m/sB．质点a在这段时间内通过的路程肯定小于30cmC．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cmD．若周期T＝0.8s，从t＋0.4s时刻起先计时，则质点c的振动方程为x＝0.1sinπt(m)解析：选AC由波形图可知波长λ＝40m，且0.6s＝nT＋eq\f(3,4)T(n＝0,1,2，…)，解得周期T＝eq\f(2.4,4n＋3)s(n＝0,1，2，…)。当n＝0时，T＝0.8s，波速v＝eq\f(λ,T)＝50m/s，选项A正确。由传播方向沿x轴正方向可知质点a在t时刻向上运动，当n＝0时，T＝0.8s，则质点a在这段时间内通过的路程小于30cm；当n＝1时，T＝eq\f(24,70)s，质点a在这段时间内通过的路程大于30cm，选项B错误。若n＝1，则T＝eq\f(24,70)s，波传播到c点所用时间为eq\f(1,4)T,0.6s＝eq\f(7T,4)，质点c振动的时间为eq\f(7,4)T－eq\f(1,4)T＝eq\f(3,2)T，故在这段时间内质点c通过的路程则为6A＝60cm，选项C正确。若T＝0.8s，从t＋0.4s时刻起先计时，则质点c的振动方程为y＝0.1·coseq\f(5,2)πt(m)，选项D错误。11．(多选)图甲为某沿x轴方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，a、b、c、d是横波上的四个质点；图乙是质点d的振动图像，则下列说法正确的是()A．t＝0时质点a的速度大小比质点c的小B．波沿x轴负方向传播C．波速为2.5cm/sD．从t＝0时刻起先质点b比质点c先回到平衡位置解析：选AD由振动图像t＝0时刻d点向下振动可知，波源在左侧，波沿x轴正方向传播，t＝0时质点a的速度大小为零，质点c速度不为零，即t＝0时质点a的速度大小比质点c的小，故A正确，B错误；由图像可知波动周期为T＝2s，波长为λ＝4m，则波速为v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,2)m/s＝2m/s，故C错误；从t＝0时刻起先质点b和质点c到平衡位置的位移相同，b向平衡位置运动，c远离平衡位置，故b先回到平衡位置，故D正确。12．如图甲所示，在匀称介质中P、Q两质点相距d＝0.4m，质点P的振动图像如图乙所示。已知t＝0时刻，P、Q两质点都在平衡位置，且P、Q之间只有一个波峰。求：(1)波的传播速度；(2)质点Q下一次出现在波谷的时间。解析：(1)由题图乙可得该波的周期T＝0.2s。若P、Q间没有波谷，P、Q间距离等于半个波长，即λ＝0.8m，波速v＝eq\f(λ,T)＝4m/s；若P、Q间有一个波谷，P、Q间距离等于一个波长，即λ＝0.4m，波速v＝eq\f(λ,T)＝2m/s；若P、Q间有两个波谷，则eq\f(3,2)λ＝0.4m，即λ