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1 (每日一练每日一练)()(文末附答案文末附答案)2022)2022 届高中物理机械振动与机械波专项训练届高中物理机械振动与机械波专项训练 单选题 1、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 D摆球在t3时刻的速度大于t2时刻的速度 2、如图甲所示是演示简谐运动图像的装置，当漏斗下面的薄木板 N 被匀速地拉出时，振动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系。板上的直线OO1代表时间轴，图乙中是两个摆中的沙在各自板上形成的曲线，若板 N1和板 N2拉动的速度v1和v2的关系为v22v1，则板 N1、N2上曲线所代表的周期T1和T2的关系为（）2 AT2T1BT22T1CT24T1DT214T1 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 4、一列简谐横波t=0 时刻的波形如图所示，其中MN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 5、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 3 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 6、关于简谐运动的回复力，以下说法正确的是（）A简谐运动的回复力一定是合力 B简谐运动公式Fkx中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的长度 C做简谐运动的物体的加速度方向与位移方向总是相反 D做简谐运动的物体每次经过平衡位置合力一定为零 7、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=1.5107s时质点N恰好处于波谷 多选题 8、一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距 0.45 m，如图所示是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是（）4 A4.5 m/sB3.0 m/sC1.5 m/sD0.5 m/s 9、如图所示，下列说法中正确的是（）A此列波的振幅是 0.1m Bx=15cm 处质点的位移是 0.1m C若A的速度沿y轴正方向，则B的速度亦沿y轴正方向 DA的加速度沿y轴的负方向，而B、C的加速度沿y轴的正方向 10、劲度系数为 20N/m 的水平弹簧振子，它的振动图像如图所示，则图线上的P点反映出此时刻（）A弹簧振子的运动方向沿x轴正向 B弹簧振子的运动方向沿x轴负向 C由t0 到图线上P点时刻振子所经过的路程为 37.5cm D由t0 到图线上P点所示时刻的这段时间内，振子运动的位移为 2.5cm 5 填空题 11、如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正、负方向传插、波速均为 8m/s，t=0 时刻两列波的前端分别传播到x=-2m 处和x=8m 处。则当两列波在空间中发生干涉时，x=0 处为振动的_点（选填“加强”或“减弱”）；t=1s 时，x=0 处的质点位移为_cm。12、在某种介质中，一列简谐横波沿x轴传播，在t=0 时刻的波形图如图甲所示，图中质点 B 的振动图像如图乙所示。该简谐横波的波速v=_m/s；t=0.5 s 时，质点 A 沿_方向振动（选填“y轴正”“y轴负”）。13、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恰好第一次回到平衡位置，则 C 点在t=0 时的振动方向为_，该波的波速为_。6 2022 届高中物理机械振动与机械波_00F 参考答案 1、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。2、答案：D 解析：在木板上由摆动着的漏斗中漏出的沙形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的规律，即沙摆的振动图像。由于拉动木板的速度不同，所以 N1、N2上两条曲线的时间轴（横轴）的单位长度代表的时间不等。如果确定了 N1、N2上两条曲线的时间轴的单位长度与时间的对应关系后，就可以确定各条曲线代表的沙摆完成一次全振动所需的时间，即振动周期，从而可以确定T1、T2的关系。由题图可知，薄木板被匀速拉出的距离相同，且v22v1，则木板 N1上时间轴单位长度代表的时间t1是木板 N2上时间轴单位长度代表的时间t2的两倍，即 t12t2 由题图乙可知 T1t1，T212t2 从而得出 7 T14T2 故选 D。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、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 4m =12m 0.5s 8 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。5、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。9 6、答案：C 解析：A根据简谐运动的定义可知，物体做简谐运动时，回复力为 =k是比例系数，x是物体相对平衡位置的位移，可知回复力不一定是合力，也可以是某个力的分力，故 A 错误；B物体做简谐运动时，回复力为F=-kx，k是比例系数，x是物体相对平衡位置的位移，不是弹簧的长度，故B 错误；C回复力方向总是指向平衡位置，与位移方向相反，根据牛顿第二定律，加速度的方向与合外力的方向相同，所以做简谐运动的物体的加速度方向与位移方向总是相反，故 C 正确；D做简谐运动的物体每次经过平衡位置回复力一定为零，合力不一定为零，故 D 错误。故选 C。7、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 10 =(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；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。8、答案：AD 解析：由题图可知周期为 0.4 s。由题意可知质点A、B间最简单波形如图所示，A、B间距和波长的关系为 x=(+14)（n=0，1，2，）由公式 v=解得 v=4.54+1 m/s（n=0，1，2，）当n=0 时，v=4.5 m/s；当n=2 时，v=0.5 m/s。故选 AD。11 9、答案：ACD 解析：A振幅等于y的最大值，由图知，此列波的振幅是 0.1m，故 A 正确；B此时x=15cm 处质点的位移是-0.1m，故 B 错误；C此时A、B的速度方向相同，若A的速度沿y轴正方向，则B的速度亦沿y轴正方向，故 C 正确；D根据 =知质点的加速度方向与位移方向相反，所以此时A的加速度沿y轴的负方向，而B、C的加速度沿y轴的正方向，故 D 正确。故选 ACD。10、答案：AC 解析：ABP点稍后的时刻，质点的正向位移大于xP2.5cm，所以可以判定弹簧振子在时刻tP运动方向沿x轴正方向，B 错误 A 正确；C由图像知，在 03.5s 这段时间内，振子所通过的路程为74 4 5cm=35cm 则 3.5s 末到tP的这段时间 t内再通过 2.5cm，所以路程 =37.5cm C 正确；12 D位移是矢量，振动的位移是指振动质点相对于平衡位置的距离，P点所在位置为2.5cm.但运动的位移则是指质点在某段时间的初、末两时刻位置的变化，在t0 时刻振子在5cm 处，在tP时刻振子在2.5cm 处，所以其运动的位移为2.5cm，其大小为 2.5cm，方向沿x轴负方向，D 错误。故选 AC。11、答案：加强 0 解析：1由图可知，两列波的波长均为 =4m =0处的质点到两列波的前端的路程差为 =8m 2m=6m=32 因两列波的起振方向相反，所以=0处质点为振动加强点；2两列波的周期均为 =0.5s 乙波传到=0处的时间=1s 所以=1s时刚好传到=0处，处于平衡位置，甲波传到=0处的时间=0.25s 则=1s时，=0处质点振动的时间 =0.75s=112 13 也处于平衡位置，所以，x=0 处的质点位移为 0.12、答案：10 y轴负 解析：12由波动图像可知，在=0时刻，质点在平衡位置，由振动图像可知，从=0开始质点 B 由平衡位置沿轴负方向振动，所以该波沿轴正方向传播。由波动图像可知波长为：=4，由振动图像可知周期为：=0.4，则波速为 =10m/s 且沿轴正方向传播；t=0.5s 时波沿x轴正方向向前通过 5 米位移，做出新的波形图，即可得知质点 A 沿 y 轴负方向振动（或由其他方法也可判断质点 A 沿 y 轴负方向振动）。13、答案：向上 1m/s 解析：1波向右传播，在t=0 时，根据“逆向波形法”可判断 C 的振动方向向上；2依题意结合题图知，当t=1s 时，质点C恰好第一次回到平衡位置，说明波向右传播了 1m，故波的传播速度为 1m/s。