2022届高中物理机械振动与机械波经典知识题库.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经典知识题库届高中物理机械振动与机械波经典知识题库 单选题 1、用单摆测定重力加速度，根据的原理是（）A由g422看出，T一定时，g与l成正比 B由于单摆的振动周期T和摆长l可用实验测定，利用g422可算出当地的重力加速度 C由g422看出，l一定时，g与T2成反比 D同一地区单摆的周期不变，不同地区的重力加速度与周期的平方成反比 答案：B 解析：ACD重力加速度g是由所处的地理位置的情况来决定的，与摆长和周期的大小无关，故 ACD 错误；B根据单摆的周期公式 =2 可得 =422 可知测出单摆的周期和摆长，可以求出当地的重力加速度，故 B 正确。故选 B。2、关于图片中的物理现象，描述不正确的是（）2 A甲图，水波由深水区传播至浅水区，波速方向改变，属于波的反射现象 B乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象 C丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象 D丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应 答案：A 解析：A水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，A 错误；B乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象，B 正确；C丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象，C 正确；D丙图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应，D 正确。故选 A。3、一列向右传播的横波在t=0 时的波形如图所示，A、B两质点间距为 8m，B、C两质点平衡位置的间距为 3m，当t=1s 时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（）A9m/sB10m/sC11m/sD12m/s 3 答案：A 解析：由图可知，波长 =8m 波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是(+1)m或(+5)m(=0,1,2)，则波速 =(8+1)或(8+5)(=0,1,2)当=0时 =1m/s或=5m/s 当=1时 =9m/s或=13m/s 故 A 可能，BCD 不可能。故选 A。4、如图所示为单摆做阻尼振动的位移x随时间t变化的图像，t1、t2时刻的位移大小均为 2cm，t3时刻的位移大于 2cm。关于摆球在t1、t2和t3时刻的速度、重力势能、动能、机械能的分析，下列说法正确的是（）A摆球在t1时刻的机械能等于t2时刻的机械能 B摆球在t1时刻的动能等于t2时刻的动能 C摆球在t1时刻的重力势能等于t2时刻的重力势能 4 D摆球在t3时刻的速度大于t2时刻的速度 答案：C 解析：C摆球在t1时刻到最低点的高度等于t2时刻到最低点的高度，所以摆球在t1时刻的重力势能等于t2时刻的重力势能，C 正确；B摆球在t1时刻的速度大于t2时刻的速度，所以摆球在t1时刻的动能大于t2时刻的动能，B 错误；A由于阻力做功，摆球在t1时刻的机械能大于t2时刻的机械能，A 错误；D摆球在t3时刻的速度等于零，t2时刻的速度不等于零，所以摆球在t3时刻的速度小于t2时刻的速度，D 错误。故选 C。5、一列简谐横波t=0 时刻的波形如图所示，其中M、N为平衡位置在x1=3m 和x2=9m 的两个质点。已知质点M比质点N提前 0.5s 回到平衡位置，下列说法正确的是（）A简谐波沿x轴正方向传播 B波传播速度的大小为 2m/s Ct=1s 时，M、N的速率相等 Dt=1s 时，M、N的运动方向相同 答案：C 解析：A由题意可知t=0 时M沿y轴负方向运动，N沿y轴正方向运动，所以M应位于波传播方向波形的上坡上，N应位于波传播方向波形的下坡上，即波沿x轴负方向传播，选项 A 错误；B设波的传播速度为v，由题意可知 5 4m =12m 0.5s 解得 =4m/s 选项 B 错误；CD由图可知波长=8m 则波的周期为 =2s 从t=0 到t=1s 经过了半个周期，根据振动的特点可知t=1s 时M、N的位移相同，速率相同，而运动方向相反，选项 C 正确，D 错误。故选 C。6、下列有关机械振动和机械波的说法不正确的是（）A隔墙有耳是因为波的衍射现象 B单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关 C学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是因为波的干涉 D在两列波的叠加区域，若质点到两列波源的距离相等，该质点的振动一定加强 答案：D 解析：A.隔墙有耳是因为波绕过障碍物继续传播,即波的衍射现象,A 正确;B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期是由驱动力的周期决定的,与单摆的摆长无关,B 正确;C.音叉振动时会产生干涉的声波,在音叉周围产生强弱相间的区域学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的6 声音,C 正确;D.在两列波的叠加区域，某质点到两列波源的距离相等,若两个波源初相位相同,该质点的振动一定加强,而若两个波源初相位相反,则该点振动减弱,D 错误;故选 D。7、下列说法正确的是（）A“闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象，这体现了声波的衍射 B在地球上测量出星球上某些元素发出的光波频率，若其小于地球上这些元素静止时的发光频率，则利用多普勒效应可以推知该星球在靠近地球 C空气中产生的声波是纵波，纵波中的质点振动方向与波的传播方向相同 D单摆的周期与振幅无关，所以无论静止释放摆球时的摆角为多少，周期不变 答案：A 解析：A“闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象，这体现了声波的衍射，A 正确；B波源远离时，接收的频率变小，B 错误；C纵波中的质点振动方向有时与波的传播方向相同，有时则相反，C 错误；D小角度单摆才可近似为简谐运动，此时周期与摆角无关，然而若摆角很大，就不再是单摆周期，D 错误。故选 A。多选题 8、如图，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，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin（2.5t）m。t=0 时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s 时，小球恰好与物块处于同一高度。重力加速度的大小g取 10m/s2。以下判断正确的是（）7 Ah=1.7m B简谐运动的周期是 0.8s C0.6s 内物块运动的路程为 0.2m Dt=0.4s 时，物块与小球运动方向相反 答案：AB 解析：AB由物块简谐运动的表达式 y=0.1sin（2.5t）m 可知=2.5rad/s =2=0.8s 当 t=0.6s 时 y=0.1m 对小球 +|=122 8 解得 h=1.7m 故 AB 正确；CD物块在 0.6s 内运动的路程为 0.3m，当 t=0.4s 时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向相同，故 C、D 错误。故选 AB。9、关于共振的防止和利用，应做到（）A利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率 B防止共振危害时，应尽量使驱动力频率接近或等于振动物体的固有频率 C利用共振时，应使驱动力的频率大于或小于振动物体的固有频率 D防止共振危害时，应尽量使驱动力频率远离振动物体的固有频率 答案：AD 解析：AC受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以利用共振时，驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率，A正确，C 错误；BD受迫振动的频率等于驱动力的频率，防止共振危害时，应尽量使驱动力频率远离振动物体的固有频率，B错误，D 正确。故选 AD。10、某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其振动图像如图所示，则（）9 A弹簧振子在t=0 到t=10 s 内路程为 0.5 m B简谐运动的频率是 0.125 Hz C弹簧振子在第 4 s 末的位移为零 D在第 3 s 末与第 5 s 末弹簧振子的速度方向相同 E第 5 s 末，弹簧振子的速度与加速度均为正值 答案：BCD 解析：A弹簧振子在t=0 到t=10 s 内路程为 5A，即 2.5 m，选项 A 错误；B简谐运动的周期T=8 s，则频率是 =1=0.125Hz 选项 B 正确；C弹簧振子第 4 s 末在平衡位置，位移为零，选项 C 正确；D因x-t图像的斜率表示速度，可知在第 3 s 末与第 5 s 末弹簧振子的速度方向不变，选项 D 正确；E第 5 s 末，弹簧振子的速度沿y轴负方向，加速度沿y轴正方向，选项 E 错误。故选 BCD。填空题 11、如图所示的简谐横波，波源位于坐标原点O，=0时刻波恰好传到质点P，质点P与波源O的距离为1.75m，已知波的频率为 10Hz，介质中质点振幅为 4cm，波的传播速度为_m/s，质点P起振后 0.125s 通10 过的路程为_m，坐标为 12.25m 的质点起振时刻为_s。答案：14 0.2 0.75 解析：1由题图知 54=1.75m 则波长 =1.4m 由 =得波速 =1.4 10m/s=14m/s 2振动的周期 =1=0.1s 由于=0.1250.1=54 质点P在 0.125s 内运动的路程 11 =54 4=0.2m 3坐标为 12.25m 的质点起振时刻为 =12.25 1.7514s=0.75s 12、在x轴上=1m处有一波源形成一列沿x轴正方向传播的简谐波，=0时刻的波形如图中实线所示，此时=1m处的质点 B 恰好起振，质点 B 的起振方向是_。=1s时，在1m 1m间的波形图如图中虚线所示，该波的周期为_s。点(7m,0)第一次处在波谷的时刻是_s。答案：沿y轴负方向 44+3(=0,1,2,)134+3(=0,1,2,)解析：1由题图可知，质点 B 的起振方向是沿y轴负方向；2根据题意，有 +34=1s 则 =44+3s(=0,1,2,)3由于=2m，波速 =4+32m/s(=0,1,2,)点(7m,0)处在波谷的时刻 =6.5=134+3s(=0,1,2,)12 13、如图所示，将摆长为L的单摆摆球拉离平衡位置一个很小的角度到A点后由静止释放，重力加速度为g，则摆球从A第一次运动到最左端B所用的时间为_；若将该装置从上海移到广州进行同样的操作，上述运动时间将_。（选填“变大”、“变小”或“不变”）答案：变大 解析：1因为将单摆摆球拉离平衡位置一个很小的角度到A点后由静止释后，摆球做简谐运动，则摆球从A第一次运动到最左端B所用的时间为周期的一半，由单摆周期公式=2得=2因重力加速度随纬度的增高而增大，即将该装置从上海移到广州，重力加速度减小，故摆球从A第一次运动到最左端B所用的时间变大。