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1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理机械振动与机械波典型例题届高中物理机械振动与机械波典型例题 单选题 1、如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，实线为t10 时刻的波形图，虚线为t20.25s 时刻的波形图，则该波传播速度的大小可能为（）A18m/sB20m/sC22m/sD24m/s 答案：C 解析：一列简谐横波沿x轴负方向传播，则传播的距离为 =2+1.5m 那么波速为 =2+1.50.25m s（n0，1，2，3）当n0 时，则v16m/s，当n1 时，则v214m/s，当n2 时，则v322m/s，当n3 时，则v430m/s，故 C 正确，ABD 错误。故选 C。2、一弹簧振子做简谐运动的图象如图所示，则下列说法正确的是（）2 A它的振幅为 0.1cmB它在 0.15s 和 0.25s 时速度相等 C它在 0.5s 内通过的路程为 0.4 mD它在 0.1s 和 0.3s 时位移相等 答案：B 解析：A由简谐运动图像可知，振幅为 =0.1m 故 A 错误；B图像的斜率表示速度，在 0.15s 和 0.25s 时，图像的斜率相同，所以速度相同，故 B 正确；C图像在一个周期 0.4s 内通过的路程为 =4=0.4m 所以在 0.5s 内通过的路程大于 0.4m，故 C 错误；D由图像可知，在 0.1s 和 0.3s 时位移大小相等，方向相反，故 D 错误。故选 B。3、一位游客在长寿湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为 20cm，周期为 3.0s。当船到达平衡位置时，甲板刚好与码头地面平齐。已知地面与甲板的高度差不超过 102cm 时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（）A0.5sB1.0sC1.5sD2.0s 答案：C 解析：3 假设t=0 时刻船刚好到达平衡位置且向上运动，则船的振动方程可写为 =sin2=20sin23(cm)在一个周期内|=102cm的时刻为 1=38s，2=98s，3=158s，4=218s 其中满足题意要求的时间范围是01、23、4，所以在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是 =4 38s=1.5s 故选 C。4、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 4 =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。5 故选 C。5、B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0 时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为 1107 Hz，下列说法不正确的是（）A01.2510-7s内质点M运动的路程为 2 mm B质点M第一次位移为 0.2mm 的时刻是7610-7s C超声波在血管中的传播速度为 1.4103 m/s Dt=1.510-7s时质点N恰好处于波谷 答案：B 解析：A由题可知，质点 M 运动的路程为 =4=1.25 107 107 4 0.4mm=2mm A 正确，不符合题意；BC超声波在血管中的传播速度为 =14 105 107m/s=1.4 103m/s 根据传播方向可知，质点 M 开始振动的方向沿y轴负方向。当坐标为=283 102mm 的质点的振动形式传到M点时，质点M第一次位移为 0.2mm，此时波向前传播 =(7+3.53)105m=496 105m 6 所用时间 =496 1.4 103s 5.8 103s B 错误，符合题意；C 正确，不符合题意；D质点 N 第一次到达波谷的时间为 =(35 14)1051.4 103s=1.5 107s D 正确，不符合题意。故选 B。6、下列说法错误的是（）A海市蜃楼是由于光的折射和全反射而形成的 B防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，这层薄膜可以通过光的干涉作用，将有害蓝光的波段进行反射 C光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质 D汽车在通过等距的减速带时，车速越快越容易发生共振 答案：D 解析：A海市蜃楼是由于光的折射和全反射而产生的，故 A 正确，不符合题意；B防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，通过对有害波段的蓝光发射，通过薄膜干涉减弱蓝光的通过率，故 B 正确，不符合题意；C全反射是光由光密介质进入光疏介质时发生的光学现象，光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质，故 C 正确，不符合题意；D当汽车的固频率等于减速带产生的驱动力频率时，汽车会发生共振，振动最强烈，并不是车速越快越容易7 发生共振，故 D 错误，符合题意。故选 D。7、一列沿x轴正方向传播的横波，其振幅为A，波长为，某一时刻的波形图如图所示，在该时刻某质点的坐标为（，0），经过四分之一周期后，该质点坐标为（）A（54，0）B（，A）C（，-A）D（54，-A）答案：C 解析：介质中质点只在平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，所以经过四分之一周期，其横坐标仍为；又横波x轴正方向传播，可判断该时刻质点的振动方向向下，所以经过四分之一周期，其纵坐标为-A。故选 C。多选题 8、如图所示为一列沿 x 轴传播的简谐波在t=0 时刻的波形图，质点A位于xA=2 m 处，质点B位于xB=3 m 处。t=2 s 时，质点B第一次出现在波峰位置；t=3 s 时，质点A第一次出现在波峰位置。则 A波速为 1 m/s 8 B波的周期为 4 s C波沿x轴正方向传播 Dt=0.5s 时，质点A和质点B的加速度相同 答案：ABD 解析：ABC.t=2 s 时，质点B第一次出现在波峰位置；t=3 s 时，质点A第一次出现在波峰位置。故波向负方向传播，且 14=1s 周期为 4s，波速为 1m/s，故 AB 正确 C 错误。D.t=0.5s 时，A、B质点的位置均为y=-322,所以加速度相同，故 D 正确。9、图甲为一列简谐横波在=0.1s时刻的波形图，P是平衡位置在=1m处的质点，Q是平衡位置在=4m处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（）A从=0.1s到=0.25s，该波沿x轴负方向传播了 6m B在=0.175s时刻，质点P恰好到达平衡位置 C从=0.1s到=0.25s，质点P通过的路程为 30cm D质点Q做简谐运动的表达式为=0.1sin20(m)E在=0.05s时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的小 9 答案：ABE 解析：A由题图乙知，在=0.1s时，质点Q沿y轴负方向运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，由题图甲知波长 =8m 由题图乙知周期 =0.2s 则波速 =80.2m/s=40m/s 从=0.1s到=0.25s波经过的时间为 =0.15s 则该波沿x轴负方向传播的距离为 =40 0.15m=6m A 正确；BP、Q两点沿x轴方向的距离为 =3m 则Q点的振动形式传播到P点所需时间为 =0.075s 则 =0.1s+0.075s=0.175s B 正确；10 C=0.1s时质点P正沿y轴正方向运动，从=0.1s到=0.25s经过的时间为 =0.15s=34 由于=0.1s时刻质点P不在平衡位置，也不在波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是 3=30cm C 错误；D质点Q做简谐运动的表达式为 =sin2=0.1sin20.2(m)=0.1sin10(m)D 错误；E在=0.05s时，质点Q位干波峰位置，此时质点P既不在波峰也不在波谷，所以位于波峰位置的质点Q的加速度一定大于质点P此时的加速度，E 正确。故选 ABE。10、装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面范围足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压 4cm 后放手，忽略阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为 0.5s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管，下列说法正确的是（）A回复力等于重力和浮力的合力 B振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒 C振动频率与按压的深度有关 11 D在t1t2时间内，位移减小，加速度减小，速度增大 答案：AD 解析：A装有一定量液体的玻璃管只受到重力和浮力，所以它做简谐运动的回复力等于重力和浮力的合力，故 A 正确；B在玻璃管振动过程中，浮力对玻璃管做功，所以它的机械能不守恒，故 B 错误；C由于玻璃管做简谐运动，与弹簧振子的振动相似，结合简谐运动的特点可知，其振动周期与振幅无关，故 C错误；D由题图乙可知，在t1t2时间内，位移减小，加速度减小，玻璃管向着平衡位置加速运动，所以速度增大，故 D 正确。故选 AD。填空题 11、两列振动方向、_及其他振动情况相同的波叠加后将发生干涉现象。而波能绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射，能观察到明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸与_相比差不多或更小。答案：频率 波长 解析：1两列振动方向、频率及其他振动情况相同的波叠加后将发生干涉现象；2而波能绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射，能观察到明显衍射现象的条件是障碍物（或小孔、狭缝等）的尺寸与波长相差不多或比波长小。12、如图，有一列简谐横波沿轴正方向传播，振幅为，波速为 1m/s。、是平衡位置相距 2m的两个质点，在=0时，通过其平衡位置沿轴正方向运动，位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于 2s。则该波的波长为_m，经过169s，走过的路程为_（用含有的式子表示），在=23s到=1s，点正在_（填“靠近”或“远离”）平衡位置。12 答案：83 2.5A 远离 解析：1由题意得 34=2m 可知 =83m 23周期为 =83s 质点 N 的振动方程为=sin(34+2)=0时，N 位于正向最大位移处，=169s时，N 位于2处，N 走过的路程为 2.5A，可以判断出=23s到=1s，N 点正在远离平衡位置。13、图甲为一列简谐横波在t=2.5s 时刻的波形图，P是平衡位置在x=2m处的质点，图乙为质点P的振动图像，可知该简谐横波沿x轴_（选填“正”或“负”）方向传播，传播速度为_m/s。13 答案：负 23（0.67，0.7 等也可得分）解析：1由图乙振动图像可知，=2.5s质点P向下振动，结合图甲可知该简谐横波沿x轴负方向传播；2由图甲可知波长为=4m，由图可知乙周期为=6s，故该简谐横波传播速度为 =46m/s=23m/s