《专题十六 机械振动与机械波（试题部分）-精品文档资料整理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题十六 机械振动与机械波（试题部分）-精品文档资料整理.docx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、北京曲一线图书策划有限公司 2021版5年高考3年模拟A版专题十六机械振动与机械波考情探究课标解读考情分析备考指导考点内容机械振动1.通过实验,认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。2.通过实验,探究单摆的周期与摆长的定量关系。知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测量重力加速度的大小。3.通过实验,认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件及其应用。考查形式既可以是选择题,也可以为计算题,多以振动图像和波动图像为载体综合考查机械振动和机械波,以中等难度的题目为主。综合运用运动学、动力学和能的转化等方面的知识,讨论机械振动和机械波的特点和规律,以及它们之间的联系和区别。熟练掌握振
2、动的周期、能量、波速、波长和频率之间的关系,以及机械波的干涉、衍射等知识。复习备考中,要重点掌握以下内容:(1)机械振动的特点及规律;(2)波速、波长、频率间的关系;(3)波动图像与振动图像的综合问题及波的多解性问题;(4)用单摆测定重力加速度。机械波1.通过观察,认识波的特征。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率的关系。2.知道波的反射和折射现象。通过实验,了解波的干涉与衍射现象。3.通过实验,认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应的应用实例。真题探秘基础篇固本夯基基础集训考点一机械振动1.有一弹簧振子,振幅为0.8 cm,周期为0.5 s,初始时具
3、有负方向的最大加速度,则它的振动方程是()A.x=810-3 sin 4t+2 mB.x=810-3 sin 4t-2 mC.x=810-1 sin t+32 mD.x=810-1 sin 4t+2 m答案A2.光滑的水平面上放有质量分别为m和12m的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示,已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统能像一个整体一样地振动,系统的最大振幅为() A.fkB.2fkC.3fkD.4fk答案C3.(多选)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=10 sin (4t) cm,则下列关于质点运动的说法中正确的
4、是()A.质点做简谐运动的振幅为10 cmB.质点做简谐运动的周期为4 sC.在t=4 s时质点的速度最大D.在t=4 s时质点的位移最大答案AC4.(多选)小明在实验室做单摆实验时得到如图甲所示的单摆振动情形,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的左右最远位置,小明通过实验测得当地重力加速度为g=2 m/s2,并且根据实验情况绘制了单摆的振动图像如图乙所示,设图中单摆向右摆动为正方向,则下列选项正确的是()A.根据图乙可知开始计时时摆球在C点B.此单摆的振动频率是0.5 HzC.图中P点向正方向振动D.根据已知数据可以求得此单摆的摆长为1.0 m答案BD5.(多选)一弹簧振子做简谐运动,它
5、所受的回复力F随时间t变化的图线为正弦曲线,如图所示,下列说法错误的是()A.在02 s时间内,弹簧振子做加速运动B.在t1=3 s和t2=5 s时刻,弹簧振子的速度大小相等,方向相反C.在t2=5 s和t3=7 s时刻,弹簧振子的位移大小相等,方向相同D.在04 s时间内,t=2 s时刻弹簧振子所受回复力做功功率最大答案ABD考点二机械波6.(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形图如图所示。已知波速为0.4 m/s,且波刚传到c点。下列选项正确的是()A.波源的振动周期为0.2 sB.t=0时,质点c点沿y轴正方向运动C.在t=0时,质点a的加速度比质点b的加速度小D.质点
6、a比质点b先回到平衡位置E.t=0.1 s时,质点c将运动到x=12 cm处答案ABC7.(2019福建南平第一次质检)(多选)如图所示是水平面上两列频率相同的简谐波在某时刻的叠加情况,图中实线为波峰,虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2 cm,波速为2 m/s,波长为8 cm,E点是B、D和A、C连线的交点。下列说法中正确的是()A.A、C两处质点是振动减弱的点B.B、D两处质点在该时刻的竖直高度差是4 cmC.E处质点是振动减弱的点D.经0.02 s,B处质点通过的路程是8 cm答案AD8.(2018湖北四地七校联考)(多选)图(a)为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P是平衡位置在x=1
7、m处的质点,Q是平衡位置在x=4 m处的质点;图(b)为质点Q的振动图像,下列说法正确的是()A.波向左传播B.波速为40 m/sC.t=0.1 s时,质点P向y轴正方向运动D.从t=0到t=0.05 s,质点P运动的路程为20 cmE.从t=0到t=0.25 s,质点Q运动的路程为50 cm答案BCE综合篇知能转换综合集训拓展一简谐运动的五个特征1.(2018天津理综,8,6分)(多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则()A.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为23 sB.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为45
8、sC.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 sD.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s答案AD2.(多选)一简谐振子沿x轴振动,平衡位置在坐标原点。t=0时刻振子的位移x=-0.1 m;t=43 s 时刻x=0.1 m;t=4 s时刻x=0.1 m。该振子的振幅和周期可能为() A.0.1 m,83 sB.0.1 m,8 sC.0.2 m,83 sD.0.2 m,8 s答案ACD拓展二机械振动跟机械波的比较3.(多选)如图为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图,甲波向右传播,乙波向左传播。质点M位于x=0.2 m处,则()A.这两列波会发生干涉现象B.M点的振动总是减弱C.
9、M点将做振幅为30 cm的简谐运动D.由图示时刻开始,再经过14甲波周期,M点将位于波峰E.图示时刻x=0.1 m的质点偏离平衡位置的位移为10 cm答案ACE4.(2016天津理综,7,6分)(多选)在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动,其表达式为y=5 sin (2t),它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻波刚好传播到x=12 m处,波形图像如图所示,则()A.此后再经6 s该波传播到x=24 m处B.M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C.波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D.此后M点第一次到达y=-3 m处所需时间是2 s答案AB拓展三波的干涉、衍射和多普勒效
10、应5.(2019湖北宜昌一模)(多选)在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200 m/s,已知t=0时刻,波刚好传播到x=40 m处,如图所示,在x=400 m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是()A.波源开始振动时方向沿y轴正方向B.从t=0开始经0.15 s,x=40 m处的质点运动的路程为0.6 mC.接收器在t=1.8 s时才能接收到此波D.若波源向x轴正方向运动,接收器接收到波的频率可能为11 HzE.若该波与另一列频率为5 Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇,不能产生稳定的干涉图样答案BCE应用篇知行合一应用一用单摆测定重力加速度应用集训2015
11、天津理综,9(2)某同学利用单摆测量重力加速度。为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是。A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大如图所示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。实验时,由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期T2;最后用钢板刻度尺量出竖直
12、立柱上两标记点之间的距离L。用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g=。答案BC42LT12-T22应用二判断波的传播方向和质点的振动方向的方法应用集训2018河北石家庄调研,34(1),5分(多选)如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,P是参与波动的、离原点x1=2 m处的质点,Q是参与波动的、离原点x2=4 m处的质点。图乙是参与波动的某一质点的振动图像(所有参与波动的质点计时起点相同)。由图可知() A.从t=0到t=6 s,质点P通过的路程为0.6 mB.从t=0到t=6 s,质点Q通过的路程为12 mC.这列波的传播速度为v=2 m/sD.从t=0起,P质点
13、比Q质点先到达波峰E.乙图可能是甲图中质点Q的振动图像答案ACE应用三探究波传播的周期性和多解性问题的方法应用集训1.2019福建厦门质检,34(1),5分(多选)一列波沿x轴传播,t=2 s时刻的波形如图甲所示。 图乙是某质点的振动图像,则下列说法正确的是()甲乙 A.波的传播速度为1 m/sB.波如果向右传播,则图乙是x=0、4 m处质点的振动图像C.波如果向右传播,则图乙是x=2 m、6 m处质点的振动图像D.波如果向左传播,则图乙是x=0、4 m处质点的振动图像E.波如果向左传播,则图乙是x=2 m、6 m处质点的振动图像答案ABE2.2015课标,34(2),10分甲、乙两列简谐横波
14、在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v=25 cm/s。两列波在t=0时的波形曲线如图所示。求()t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标;()从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间。答案()x=(50+300n)cm,n=0,1,2,()0.1 s创新篇守正出奇创新集训如图所示,竖直轻弹簧下端固定在水平地面上,上端静止于B点。在B点正上方A点处,一质量为m的物块从静止开始自由下落,物块落在弹簧上,压缩弹簧,到达C点时,物块的速度为零。如果弹簧的形变始终未超过弹性限度,不计空气阻力,下列判断正确的是()A.物块在B点时动能最大B.
15、从A经B到C,再由C经B到A的全过程中,物块的加速度的最大值大于gC.从A经B到C,再由C经B到A的全过程中,物块做简谐运动D.如果将物块从B点由静止释放,物块仍能到达C点答案B5年高考A组基础题组1.2019课标,34(1),5分(多选)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是()A.不同质点的振幅都相同B.不同质点振动的频率都相同C.不同质点振动的相位都相同D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E.同
16、一质点处,两列波的相位差不随时间变化答案BDE2.2018课标,34(1),5分(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T0.20 s。下列说法正确的是()A.波速为0.40 m/sB.波长为0.08 mC.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m答案ACE3.2017课标,34(1),5分(多选)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5
17、s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波,下列说法正确的是()A.波长为2 mB.波速为6 m/sC.频率为1.5 HzD.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置答案BCE4.2016课标,34(1),5分(多选)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是()A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6 HzC.该水面波的波长为3 mD.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出
18、去E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移答案ACE5.2016课标,34(1),5分(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz,波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧,且P、Q和S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m。P、Q开始振动后,下列判断正确的是()A.P、Q两质点运动的方向始终相同B.P、Q两质点运动的方向始终相反C.当S恰好通过平衡位置时,P、Q两点也正好通过平衡位置D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰E.当S恰好通过平衡位置向
19、下运动时,Q在波峰答案BDE6.2018课标,34(1),5分声波在空气中的传播速度为340 m/s,在钢铁中的传播速度为4 900 m/s。一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s。桥的长度为m。若该声波在空气中的波长为,则它在钢铁中的波长为的倍。答案36524517B组综合题组1.(2017上海单科,10,4分)做简谐运动的单摆,其摆长不变,若摆球的质量增加为原来的94倍,摆球经过平衡位置的速度减为原来的23,则单摆振动的()A.周期不变,振幅不变B.周期不变,振幅变小C.周期改变,振幅不变D.周期改变,振幅变大答案B2.(
20、2019天津理综,7,6分)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=1 m和x2=7 m处质点的振动图像分别如图1、图2所示,则此列波的传播速率可能是() A.7 m/sB.2 m/sC.1.2 m/sD.1 m/s答案BC3.2019课标,34(1),5分(多选)一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=T2时刻,该波的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是()A.质点Q的振动图像与图(b)相同B.在t=0时刻,质点P的速率比质点Q的大C.在t=0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b
21、)所示E.在t=0时刻,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大答案CDE4.2017课标,34(1),5分如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0,-2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8,-2)的路程差为m,两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”)。答案2减弱加强5.2018课标,34(2),10分一列简谐横波在t=13 s时的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动
22、图像。求()波速及波的传播方向;()质点Q的平衡位置的x坐标。答案()18 cm/s沿x轴负方向传播()xQ=9 cm6.2016课标,34(2),10分一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10 cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5 cm处的两个质点。t=0时开始观测,此时质点O的位移为y=4 cm,质点A处于波峰位置;t=13 s时,质点O第一次回到平衡位置,t=1 s时,质点A第一次回到平衡位置。求()简谐波的周期、波速和波长;()质点O的位移随时间变化的关系式。答案()设振动周期为T。由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是14个周期,由此
23、可知T=4 s由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长,且波沿x轴正向传播,O在t=13 s时回到平衡位置,而A在t=1 s时回到平衡位置,时间相差23 s。两质点平衡位置的距离除传播时间,可得波的速度v=7.5 cm/s利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长=30 cm()设质点O的位移随时间变化的关系为y=A cos2tT+0将式及题给条件代入上式得4cm=Acos 00=Acos6+0解得0=3,A=8 cm质点O的位移随时间变化的关系式为y=0.08 cost2+3(国际单位制)或y=0.08 sint2+56(国际单位制)C组教师专用题组1.2015海南单科,16(1),4分(多
24、选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P的x坐标为3 m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s。下列说法正确的是()A.波速为4 m/sB.波的频率为1.25 HzC.x坐标为15 m的质点在t=0.6 s时恰好位于波谷D.x坐标为22 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波峰E.当质点P位于波峰时,x坐标为17 m的质点恰好位于波谷答案BDE2.(2017天津理综,5,6分)手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L。t=0时,O位于最高
25、点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是()A.该简谐波是纵波B.该简谐波的最大波长为2LC.t=T8时,P在平衡位置上方D.t=3T8时,P的速度方向竖直向上答案C3.(2015福建理综,16,6分)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v。若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是()答案D4.2015重庆理综,11(2),6分图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点P的振动周期为0.4 s。求该波的波速并判断P点此时的振动方向。答案2.5 m/s沿
26、y轴正向3年模拟时间:35分钟分值:35分一、单项选择题(每题3分,共12分)1.(2020届山东等级考模拟,4)某一列沿x轴传播的简谐横波,在t=T4时刻的波形图如图所示,P、Q为介质中的两质点,质点P正在向动能增大的方向运动。下列说法正确的是()A.波沿x轴正方向传播B.t=T4时刻,Q比P的速度大C.t=3T4时刻,Q到达平衡位置D.t=3T4时刻,P向y轴正方向运动答案D2.(2020届上海金山中学期中,5)一列横波某时刻的波形图如图甲所示,图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。下列说法正确的是()A.若波沿x轴正方向传播,则图乙表示的是质点N的振动图像B.若波沿x轴负方向传播
27、,则图乙表示的是质点K的振动图像C.若图乙表示的是质点L的振动图像,则波沿x轴正方向传播D.若图乙表示的是质点M的振动图像,则波沿x轴负方向传播答案C3.(2020届天津和平阶段性测试,10)如图甲所示是以O点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为该弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法正确的是()A.在t=0.2 s时,弹簧振子可能运动到B位置B.在t=0.1 s与t=0.3 s两个时刻,弹簧振子的速度相同C.从t=0到t=0.2 s的时间内,弹簧振子的动能持续地增加D.在t=0.2 s与t=0.6 s两个时刻,弹簧振子的加速度相同答案A4.(2018天津河东一模)一简谐横波沿
28、着x轴正方向在弹性绳上传播,振源的周期为0.4 s,波的振幅为0.4 m,在t0时刻的波形如图所示,则在t0+0.2 s时()A.质点P正处于波谷B.质点P正经过平衡位置向上运动C.质点Q通过的总路程为1.2 mD.质点M正处于波峰答案B二、多项选择题(每题4分,共16分)5.(2020届天津河西期中,9)A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播,在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示,经过时间t(t小于A波的周期TA),这两列简谐横波的波形分别变为图中丙、丁所示,则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是() A.12B.21C.13D.31答案AC6.(2019辽宁鞍山一中模拟,8)有一列沿x轴正方向
29、传播的横波,当x=0处的质点P位于波峰时,x=0.9 m处的质点Q正在平衡位置向下振动。在0.4 s内质点P运动的路程刚好等于2倍振幅。下列说法中正确的是()A.该横波的最大波长为3.6 mB.质点P的振动周期为0.8 sC.该横波的波速可能为1.5 m/sD.质点P和Q在振动过程中任意时刻位移都不可能相同E.质点P和Q在振动过程中某些时刻速度可能相同答案BCE7.(2019河北衡水中学模拟,7)一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为2 m/s,振幅A=2 cm,M、N是平衡位置相距3 m的两个质点,如图所示,在t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处,已知该波
30、的周期大于1 s,下列说法正确的是()A.该波的周期为6 sB.在t=0.5 s时,质点N正通过平衡位置沿y轴负方向运动C.从t=0到t=1 s,质点M运动的路程为2 cmD.在t=5.5 s到t=6 s,质点M运动路程为2 cmE.t=0.5 s时刻,处于M、N正中央的质点加速度与速度同向答案BDE8.(2019福建龙岩一模,34)图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波动图像,图乙为该波中x=2 m处质点P的振动图像,下列说法正确的是()A.该波沿x轴负方向传播B.波速为4 m/sC.t=2.5 s时,质点P恰好通过平衡位置D.质点P的振动方程为:y=0.2 sin 2t(cm)答案BCD三、非选择题(共7分)9.2019辽宁五校联考,34(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播,如图所示为波传播到x=5 m的M点时的波形图,从该时刻开始计时,该波的周期T=4 s,Q是位于x=10 m的质点,求:波由M点传到Q点所用的时间;在t=6 s时刻质点Q的位置坐标和x=3 m处的质点N在6 s内通过的路程。答案5 s(10 m,-5 cm)30 cm 第 13 页 共 13 页