2019高考物理二轮小题狂做专练二十八：机械振动与机械波（含答案解析）

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1、1 【铜仁一中月考】下列说法正确的是( )A简谐运动的周期与振幅无关B在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式 Fkx 中，F 为振动物体受到的合外力，k 为弹簧的劲度系数C在波传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度D在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽E在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多2 【齐鲁名校 2019 届高三第一次联考】关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是( )A波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象C “闻其声而不见其人”，说明声波也能发生衍射D频率不相同的两列波也能

2、发生干涉E声波、电磁波等一切波都能发生衍射和干涉现象3 【2018 全国 III 卷】一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t = 0 和 t = 0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期 T 0.20 s。下列说法正确的是( )A波速为 0.40 m/sB波长为 0.08 mCx = 0.08 m 的质点在 t = 0.70 s 时位于波谷Dx = 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 m4 【济南质量监控】一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )A质

3、点振动的频率为 4 HzB在 10 s 内质点经过的路程是 20 cmC在 5 s 末，质点的速度为零，加速度最大Dt1.5 s 和 t2.5 s 两个时刻质点的位移和速度方向都相反Et1.5 s 和 t4.5 s 两时刻质点的位移大小相等，都是 cm25 【2019 届模拟仿真卷】一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点 P 的速度为 v，经过 1.0 s 它的速度大小、方向第一次与 v 相同，再经过 0.2 s 它的速度大小、方向第二次与 v 相同，则下列判断中正确的是( )一、选择题二十八 机械振动与机械波A波沿 x 轴负方向传播，波速为 5 m/sB波沿 x 轴正方向传播，波速为

4、 5 m/sC若某时刻质点 M 到达波谷处，则质点 P 一定到达波峰处D质点 M 与质点 Q 的位移大小总是相等、方向总是相反E从图示位置开始计时，在 2.0 s 时刻，质点 P 的位移为 20 cm6 【合肥模拟】某实验小组在研究单摆时改进了实验方案，将一力传感器连接到计算机上。图甲中 O 点为单摆的固定悬点，现将摆球(可视为质点 )拉至 A 点，此时细线处于张紧状态，静止释放摆球，则摆球将在竖直平面内的 A、C 之间来回摆动，其中 B 点为最低位置，AOB=COB=， 小于 5且大小未知。同时由计算机得到了摆线对摆球的拉力大小 F 随时间 t 变化的曲线，如图乙所示(图中所标字母均为已知量

5、)，且图中t=0 时刻为摆球从 A 点开始运动的时刻。已知摆长为 l，重力加速度为 g。根据题中( 包括图中)所给的信息，下列说法正确的是( )A该单摆的周期为 t2B可求出摆球的质量C不能求出摆球在最低点 B 时的速度大小D若在地球的两极做该实验，则测得单摆的周期最大E若增加摆球的质量，单摆的周期不变7 【寿县一中调研】图（a）为一列简谐横波在 t0.20 s 时刻的波形图，P 是平衡位置在 x1.0 m 处的质点，Q 是平衡位置在 x4.0 m 处的质点；图（b）为质点 Q 的振动图象，下列说法正确的是 ( )A在 t0.10 s 时，质点 Q 向 y 轴负方向运动B在 t0.25 s 时

6、，质点 P 的加速度方向与 y 轴正方向相同C从 t0.10 s 到 t0.25 s ，该波沿 x 轴负方向传播了 6 mD从 t0.10 s 到 t0.25 s，质点 P 通过的路程为 30 cmE质点 Q 简谐运动的表达式为 y0.10sin10t（m ）8 【武汉联考】一列简谐横波在 t0 时刻的波形图如图中实线所示，从此刻起，经 0.2 s 波形图如图中虚线所示，波传播的速度为 5 m/s，下列说法正确的是( )A这列波沿 x 轴正方向传播Bt0 时刻质点 a 沿 y 轴正方向运动C若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为 1.25 HzDx2 m 处

7、的质点的位移表达式为 y0.4sin (2.5t) (m)E从 t0 时刻开始质点 a 经 0.4 s 通过的路程为 0.8 m9 【眉山一中月考】一列简谐横波图象如图所示，t 1 时刻的波形如图中实线所示，t 2 时刻的波形如图中虚线所示，已知 tt 2t 10.5 s，问：(1)这列波的可能波速的表达式？(2)若波向左传播，且 3T t4T，波速为多大?(3)若波速 v68 m/s，则波向哪个方向传播?10 【2018 全国 III 卷】一列简诺横波在 s 时的13t波形图如图(a)所示，P、Q 是介质中的两个质点，图(b)是质点 Q 的振动图像。求：(1)波速及波的传播方向；(2)质点

8、Q 的平衡位置的 x 坐标。二、非选择题1 【解析】简谐运动的周期由振动系统内部因素决定，与振动幅度无关，故 A 正确；在简谐运动的回复力表达式 F=-kx 中，对于弹簧振子，F 为振动物体受到的合外力， k 为弹簧的劲度系数，故 B 正确；对于机械波，某个质点的振动速度与波的传播速度不同，横波两者垂直，纵波两者平行，故 C 错误；在双缝干涉实验中，根据干涉条纹间距公式 ，同种条件下，因紫光波长小于红光，则用紫光做实验比红光做实验得到的=条纹更窄，故 D 错误；在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，根据明显衍射的条件可知，狭缝宽度必须比波长小或者相差不太多，故 E 正确。【答案】ABE2 【解

9、析】当障碍物的尺寸比波长相差不多或者更小时才能观察到明显的衍射现象，选项 A 错误，B 正确。声波波长在 1.7cm-17m 之间，所以声波可以绕过一般的障碍物， “闻其声而不见其人”，就是说明声波也能发生衍射，C 正确。波的频率相同是干涉的必要条件， D 错误。干涉和衍射是波的特有现象，声波、电磁波等一切波都能发生衍射和干涉现象，选项 E 正确。【答案】BCE3 【解析】试题分析：本题考查波动图象、波速计算、波动传播及其相关的知识点。根据波形图可知，波长 =16 cm = 0.16 m，选项 B 错误；根据 t = 0 时刻和 t = 0.20 s 时刻的波形图和该波的周期 T 0.20 s

10、 可知，可知该波的庋期 T = 0.40 s，波速 v = /T = 0.40 ms，选项 A 正确；简谐波沿 x 轴正方向传播，x = 0.08 m 的质点在 t = 0 时刻沿 y 轴正方向运动，在 t = 0.70 s 时位于波谷，在 t = 0.12 s 时位于 y 0的某位置(不是位于波谷)，选项 C 正确 D 错误；若此波传入另一介质中，周期 T 不变，其波速变为 v = 0.80 m/s，由 = vT 可得它在该介质中的波长为 = 0.800.4 m = 0.32 m，选项 E 正确。【答案】ACE4 【解析】由题图可知，振幅 A2 cm，周期 T4 s，频率 f 0.25 Hz

11、，A 错误；t10 s2.5T，故 10 s1T内质点经过的路程 s10A20 cm，B 正确，t5 s 时，质点位移最大，速度为零，加速度最大，C 正确；t1.5 s 和 t2.5 s 两个时刻的位移方向相反，但速度方向相同，D 错误；由 xAsin t2sin t cm 可知，2t1.5 s 和 t4.5 s 两个时刻的位移大小相等，都为 cm，E 正确。2【答案】BCE5 【解析】由图读出波长 ，根据题意分析得到该波的周期 ，则波速为 而且=6 =1.2 = 61.2=5/图示时刻 P 点运动方向沿 轴负方向，则沿 轴负方向传播，故 A 正确，B 错误；质点 M 与 P 平衡位置间相 距

12、半个波长，振动情况总是相反，M 质点到达波谷处，P 质点一定到达波峰处，故 C 正确；图示时刻，质点M 与质点 Q 的位移大小相等、方向相反，但它们平衡位置之间的距离不是半个波长的奇数倍，位移不是总是答案与解析相反，故 D 错误；波的周期 ，从图示位置开始计时，在 时刻质点 P 正处于波峰位置，故位移为=1.2 2.0，故 E 正确。20【答案】ACE6 【解析】由题图乙可知单摆的周期 T=t2，故选项 A 正确；在 B 点拉力 F 有最大值，根据牛顿第二定律Fmax-mg=m ；在 A、C 两点拉力 F 有最小值，F min=mgcos ，由 A 点到 B 点根据机械能守恒定律有 mgl(1

13、-2cos )= mv2，由此可求得摆球的质量 m= ，v= ，故选项 B 正确，选项 C 错误；地球的12 +23 2(-)+2两极重力加速度最大，若在地球的两极做该实验，单摆周期为 T=2 ，所以测得周期最小，故选项 D 错误；根据单摆周期公式可知，摆球的周期与摆球质量无关，故选项 E 正确。【答案】ABE7 【解析】图（b）为质点 Q 的振动图象，则知在 t=0.10s 时，质点 Q 正从平衡位置向波谷运动，所以点 Q向 y 轴负方向运动，故 A 正确；在 t=0.20s 时，质点 Q 沿 y 轴正方向运动，根据“上下坡法”，可知该波沿 x轴正方向传播，此时 P 点正向下运动。由图 b

14、读出周期 T=0.2s，从 t=0.10s 到 t=0.25s 经过的时间为，则在 t=0.25s 时，质点 P 位于 x 轴下方，加速度方向与 y 轴正方向相同，故 B 正确；由甲图=0.15=34知波长 ，则波速为： ，从 t=0.10s 到=0.25s 经过的时间为 ，该波沿 x=8 =80.2/=40/ =0.15轴正方向传播的距离为 ，故 C 正确；从 t=0.10s 到=0.25s 经过的时间为=400.15=6，由于 t=0.10s 时刻质点 P 不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点 P 通过的路程不是=0.15=343A=30cm，故 D 错误；质点 Q 简谐运动的表达式为 ，

15、故 E 正确。=2=0.120.2()=0.1010()【答案】ABE8 【解析】由波形图可知，该波的波长 ，则波的周期为 ，则 ，在这段时间内=4m =0.8s =0.2s=14波传播的距离为 ，则该波沿 x 轴负方向传播，A 错误；根据波传播方向和质点振动方向的对应关系，=14可以判断质点 a 在 t=0 时刻正沿 y 轴负向运动，故 B 错误；能发生稳定干涉的两列波的一定频率相等，该列波的频率为 ，故 C 正确；由题可知，A=0.4m， ，设 x2 m 处的质点=1=10.8Hz=1.25Hz =2=2.5rad/s的位移表达式为 ，在 t=0 时刻正经过平衡位置沿 y 轴负方向振动，在

16、 时，=0.4(2.5+) =14=0.2y=-0.4，则 ，故表达式为 m，D 正确； ，则质点 a 的路程为= =0.4(2.5+) =0.4=122A=0.8m，E 正确。【答案】CDE9 【解析】 （1）若波向右传播，根据波形的周期性， （n=0，1，2，）=8+20.5/ 16+4/同理可得，若波向左传播，v=16n+12m/s（n=0，1，2，）（2）若波向左传播，且 3Tt 4T，则由 v=16n+12m/s 得：v=163+12m/s=60m/s（3）假设波向右传播，v=68m/s 根据 v=16n+4m/s 得，68=16n+4，n=4，假设成立，故波向右传播.10 【解析】 （1）由图（a）可以看出，该波的波长为 36cm由图（b）可以看出，周期为 T=2 s波速为 8cm/svT由图（b）知，当 13t时，Q 点向上运动，结合图（a）可得，波沿负方向传播。（2）设质点 P、 Q 平衡位置的 x 坐标分别为 xP、x Q。由图（ a）知，x=0 处 sin302Ay（ ）因此 0cm36x由图（b）知，在 t=0 时 Q 点处于平衡位置，经 1s3t，其振动状态向 x 轴负方向传播至 P 点处，由此及式有 6cQPxvt由式得，质点 Q 的平衡位置的 x 坐标为 xQ = 9 cm