2022届高中物理机械振动与机械波笔记重点大全.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理机械振动与机械波笔记重点大全届高中物理机械振动与机械波笔记重点大全 单选题 1、图中 1、2、3 分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则（）A2 与 1 的波长、频率相等，波速不等 B2 与 1 的波速、频率相等，波长不等 C3 与 1 的波速、频率、波长均相等 D3 与 1 的频率相等，波速、波长均不等 答案：D 解析：AB波线 1、2 都在介质a中传播，故 1、2 的频率、波速、波长均相等，故 AB 错误；CD波线 1、3 是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由 =得波长不同，故 C 错误，D 正确。故选 D。2、如图甲所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O处的波源垂直xOy平面振动后，产生的简谐横波2 在xOy平面内传播，实线圆、虚线圆分别表示t=0 时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，图乙为图甲中质点A的振动图像，z轴垂直于xOy水平面，且正方向为竖直向上，则下列说法不正确的是（）A此机械波的波长是 2m B此机械波的传播速度为 10m/s Ct=0.2s 时，机械波恰好传至B处 D在t=0 至t=0.85s 这段时间内，C质点运动的路程为 12cm 答案：C 解析：A由图甲可知波峰到波谷的距离为 1m，故波的波长为=2m 故 A 正确，不符合题意；B图乙为质点的振动图象则 T=0.2s 根据波速计算公式有 v=10m/s 故 B 正确，不符合题意；C因为t=0 时刻平面内只有一圈波谷，而此时O也处于波峰，由此可以判断波的起振方向向上且波刚开始传3 播时O处于平衡位置，由此可以判断波传播了 1.25 个波长，用时 0.25s，t=0 时刻波刚好传播到 2.5m 处，则机械波恰好传至B处的时间点为=4 2.510s=0.15s 故 C 错误，符合题意；D质点到波源的距离为 =32+42m=5m 波传播到C点所用的时间为=2.5=0.25s 由图像可知波的振幅为 =1cm 故从=0到=0.85s过程中，质点运动的路程为 =4=0.85 0.250.2 4 1cm=12cm 故 D 正确，不符合题意。故选 C。3、下列说法正确的是（）A由质点简谐运动的图像可知质点振动的振幅和频率 B两列水波在水面上相遇叠加时，必然能形成干涉图样 C单摆的振动周期与摆球质量和振幅有关 D机械波从一种介质传播到另一种介质时，频率变化，速度变化 答案：A 解析：4 A质点的简谐运动的图像是x-t图像，则max等于振幅，频率 =1 A 正确；B两列水波只有频率相等时，在水面上相遇叠加时，才能发生干涉现象，B 错误；C根据单摆的振动周期公式 =2 可知，与摆球质量和振幅无关，C 错误；D由于机械波的波速与介质有关，而频率与波源有关，所以机械波从一种介质传播到另外一种介质是，波速改变，而频率不变，D 错误。故选 A。4、一列沿 x 轴传播的简谐横波，在 t=0.1s 时的波形如图甲所示，P、Q 是波上的两个质点，此时质点 P 沿 y 轴负方向运动。图 乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是（）A该波沿 x 轴负方向传播 B图 2 乙可能为 Q 点的振动图像 Ct=0.15s 时，质点 P 沿 y 轴正方向运动 D该波的波速为 80m/s 5 答案：B 解析：A已知条件知道P点沿y轴负方向运动，根据同侧法可知波向x轴正方向传播，故 A 错误；B根据同测法可知，Q点在 0.1s 时刻沿y轴正方向运动，所以乙图可能是Q点的振动图像，故 B 正确；C根据振动图可知周期是 0.2s，所以 0.15s 时是波在经过 0.05s，即再经过四分之一个周期，根据图像可知P点在平衡位置下方沿y轴负方向运动，故 C 错误；D根据图像可知波长是 8m，周期是 0.2s，所以波速 =80.2m/s=40m/s 故 D 错误。故选 B。5、如图所示，为一质点的振动图像，曲线满足正弦变化规律，则下列说法中正确的是（）A该振动为简谐振动 B该振动振幅为 10cm C前 0.08s 内，质点发生的位移为 20cm D0.04s 末，质点的振动方向沿x轴正向 答案：A 解析：A该图像表示质点的位移随时间周期性变化的规律，是简谐振动，故 A 正确；6 B由图可知该振幅为 5cm，故 B 错误；C由图可知质点的周期为 0.08s，所以在 0.08s 末，质点又回到了平衡位置，所以前 0.08s 内，质点发生的位移为 0，故 C 错误；D根据振动规律可知，0.04s 末质点的振动方向沿x轴负向，故 D 错误。故选 A。6、如图所示，甲质点在x1轴上做简谐运动，O1为其平衡位置，A1、B1为其所能达到的最远处。乙质点沿x2轴从A2点开始做初速度为零的匀加速直线运动。已知A1O1=A2O2，甲、乙两质点分别经过O1、O2时速率相等，设甲质点从A1运动到O1的时间为t1，乙质点从A2运动到O2的时间为t2，则（）At1=t2Bt1t2 Ct1t2D无法比较t1、t2 答案：C 解析：已知A1O1=A2O2，甲、乙两质点分别经过O1、O2时速率相等，结合题意，作出甲质点从A1到O1与乙质点从A2到O2过程的v-t图像，如图所示 容易得出 7 t1t2 故选 C。7、如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动，以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为=0.1sin(2.5)m。=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小=10m/s2。以下判断正确的是（）A=1.75m B0.6 s 内物块运动的路程是 0.2 m C简谐运动的周期是 0.8 s D=0.4 s时，物块与小球运动方向相反 答案：C 解析：At=0.6s 时，物块的位移为 y=0.1sin(2.50.6)m=0.1m 则对小球+|=122 解得 h=1.7m A 错误；8 C简谐运动的周期是 =2=22.5s=0.8s C 正确；B0.6s 相当于34，故物块运动的路程是 s=3A=0.3m B 错误；D0.4s 相当于2，此时物块在平衡位置向下振动，故此时物块与小球运动方向相同，D 错误。故选 C。多选题 8、一列沿x轴传播的简谐横波在t=0 时刻的波形如图甲所示，图乙是位于x=1m 的质点N此后的振动图像，Q是位于x=10m 处的质点。则下列说法正确的是（）A波沿x轴正方向传播 B在 6s6.5s 时间内，质点M的速度在增大，加速度在减小 C在t=9s 时，质点N运动到Q点 D在t=10s 时，质点 Q通过的路程为 24cm 答案：AD 解析：9 A由图乙可知质点N的起振方向向下，由波的上坡下下坡上法则可得知波沿x轴正方向传播，故 A 正确；B由甲图结合 A 选项可知，0 时刻质点在平衡位置开始向上振动，由乙图可知，振动的周期T为 4s，所以在t=6s 时，刚好经过32,回到平衡位置，在 6s6.5s 时间内，在远离平衡位置，有速度减小，加速度增大，故 B 错误；C横波中质点只会上下振动，不会随波移动，故 C 错误；D由 =带入数据计算可得波速 =1m/s 波从M传到Q点需要 7s，此后Q上下振动，所以Q在t=10s 内振动的路程为 s=34A=24cm 故 D 正确。故选 AD。9、如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是（）A女同学从A向运动过程中，她感觉哨声音调变高 B女同学在从点向左运动过程中，她感觉哨声音调变低 C女同学在从点向右运动过程中，她感觉哨声音调不变 10 D女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高 答案：AB 解析：A女同学从A向运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，故 A 正确；B女同学在从点向左运动过程中，她逐渐远离声源，她感觉到音调变低，故 B 正确；C女同学在从点向右运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，故 C 错误；D女同学从向运动过程中，她逐渐远离声源，她感觉到哨声音调变低，故 D 错误。故选 AB。10、如图所示，O处的波源做简谐运动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播的速度=4m/s.=0时刻，波刚好传播到=12m处，已知sin37=0.6，下列说法正确的是（）AO处的波源做简谐运动的表达式为=5sin(cm)B=117180s时质点P位于波谷处 C=7.0ss 时质点Q受到的合外力最大，方向沿y轴负方向 D=5.3s时=33.5m处质点的振动方向沿y轴负方向 E波源的起振方向沿着y轴正向 答案：ACE 解析：A由题给波动图像可知该波的振幅为 11 =5cm 波长为=8m 该波的波速为 =4m/s 由 =可得 =2s =2=rad/s 则波源做简谐运动的表达式为 =sin=5sin(cm)A 正确：B由=0时刻的波动图像可知=3745m 质点O把振动形式传播到质点P所用的时间为 1=143745s 质点O从=0时刻开始，第一次振动到波谷所用的时间为 2=14=14 2s 所以质点P从=0时刻开始，第一次振动到波谷所用的时间为 12 =1+2=127180s B 错误；C=7.0s时质点Q运动到波峰，具有沿y轴负方向的最大加速度，由牛顿第二定律可知=7.0s时质点Q受到的合外力最大，方向沿y轴负方向，C 正确；D=5.3s时，波沿x轴正方向传播距离为 =4 5.3m=21.2m 即该波传播到 =12m+21.2m=33.2m 处，=33.5m处的质点还未振动，D 错误；所有质点的起振方向均相同，=0时刻，波刚好传播到=12m处，该处质点此时的振动方向即为起振方向，由上下坡法可知，该波源起振方向沿着y轴正向，E 正确。故选 ACE。填空题 11、水平弹簧振子，下端装有一根记录笔，在水平桌面上铺记录纸，当振子振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的图像，1、2、1、2为纸上印记的位置坐标，则此弹簧振子的振幅为_，周期为_。13 答案：1+22 2(21)5 解析：由图知振幅 =1+22 记录纸匀速运动，2 1为 2.5 个波长，则周期 =2(2 1)5 12、正在修建的房顶上固定的一根不可伸长的细线垂到三楼窗沿下，某同学应用单摆原理测量窗的上沿到房顶的高度，先将线的下端系上一个小球，发现当小球静止时，细线恰好与窗子上沿接触且保持竖直，他打开窗子，让小球在垂直于墙的竖直平面内摆动，如图所示，从小球第 1 次通过图中的B点开始计时，第 21 次通过B点用时 30 s；球在最低点B时，球心到窗上沿的距离为 1 m，当地重力加速度g取 2（m/s2）；根据以上数据可得小球运动的周期T_ s；房顶到窗上沿的高度h_ m。14 答案：3.0 3.0 解析：1从小球第 1 次通过图中的 B 点开始计时，第 21 次通过 B 点用时 30s，故周期为:=12=2 1=2 3021 1s=3.0s 2本题单摆为复合摆，当摆长为 L 时，小摆周期为 1=2 当摆长为(+)时，大摆周期为 2=2+故单摆周期为 =12(1+2)联立解得 =3.0m 13、某物体发出的声音在空气中的波长为 1 m，波速为 340 m/s，在海水中的波长为 4.5 m。（1）该波的频率为_Hz。15 （2）若物体在海面上发出的声音经 0.5 s 听到回声，则海水深为多少_。答案：340 382.5m 解析：（1）1由 =得频率为 =340Hz（2）2因为波从空气到海里，频率不变，则在海水中速度为 =1530m s 所以海水深度为 =2=1530 0.25m=382.5m