人教版2022年高中物理机械振动与机械波知识汇总笔记.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年高中物理机械振动与机械波知识汇总笔记年高中物理机械振动与机械波知识汇总笔记 单选题 1、下列运动属于受迫振动的是（）A用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动 B打点计时器通电后，振针的振动 C秋千的自由摆动 D弹簧振子拉离平衡位置后释放，振子上下振动 答案：B 解析：受迫振动是在外来周期性力的持续作用下，振动系统发生的振动称为受迫振动；A敲击后的钟不再受驱动力，其振动是自由振动，不属于受迫振动，故 A 错误；B电磁式打点计时器接通电源后，振针的振动受电源的驱动，属于受迫振动，振荡频率等于交流电的频率，故 B 正确；C秋千的自由摆动，不属于受迫振动，故 C 错误；D弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动，属于自由振动，不属于受迫振动，故 D 错误；故选 B。2、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（）2 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 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；3 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。3、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。4、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 4 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。5、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；5 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发生共振，故 D 错误，符合题意。故选 D。6、某质点的振动图像如图所示，该质点的速度方向始终沿x轴正方向的时间段为（）At=02sBt=13sCt=24sDt=35s 答案：C 解析：A02s 内质点的速度方向始终沿x轴负方向，故 A 不符合题意；B13s 内质点的速度方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向，故 B 不符合题意；C24s 内质点的速度方向始终沿x轴正方向，故 C 符合题意；D35s 内质点的速度方向先沿x轴正方向，后沿x轴负方向，故 D 不符合题意。故选 C。7、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 6 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 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。多选题 8、一频率为 600 Hz 的声源以 20 rad/s 的角速度沿一半径为 0.80 m 的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，下列判断正确的是（）A观察者接收到声源在A点发出声音的频率大于 600 Hz 7 B观察者接收到声源在B点发出声音的频率等于 600 Hz C观察者接收到声源在C点发出声音的频率等于 600 Hz D观察者接收到声源在D点发出声音的频率小于 600 Hz 答案：AB 解析：根据多普勒效应，当声源和观测者相向运动时，观测者接收到的声音的频率高于声源；当声源和观测者相背运动时，观测者接收到的声音的频率低于声源。把速度方向标出来，A点有接近的趋势，频率变大；C点有远离的趋势，频率变小；B、D点速度方向垂直于OP，频率不变，故 AB 正确，CD 错误。故选 AB。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 答案：ABE 8 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；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 9 =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 10 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、如图，a、b是均匀媒质中x轴上相距为 12m 的 2 个质点，一列简谐横波以 2m/s 的波速沿x轴正向传播，在t=0 时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s 时a第一次到达最高点。这列波的周期为_s，质点b在t=_s 时刻第一次振动到最高点。答案：4 9 解析：12由质点a由平衡位置开始竖直向下运动，=3s时a第一次到达最高点，可知=3s 34=3s 即 11 =4s 从质点a传递振动状态到b点经历时间为 1=122s=6s 之后b开始振动到最高点经历时间 2=34=3s 即b第一次振动到最高点对应时刻为 9s。12、甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t=0 时刻，两列波恰好在x=1m 处相遇，已知乙波传播一个波长的时间为 0.5s，则甲波在介质中传播的速度为_m/s；两列波叠加后，x=1m 处的质点的振幅为_cm。答案：8 12 解析：1由图可得波长为 =4m 所以乙波的波速为 =8m s 因为甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，所以两波波速相等，故甲波在介质中传播的速度为8m s。2因为两列波波速相等，波长相等，所以由图可知，x=1m 处为峰峰相遇，谷谷相遇，所以x=1m 处为振动加12 强点，所以x=1m 处的质点的振幅为 =1+2=12cm