1、高考物理重点难点知识测试题共2套机械振动 机械波 专题研究高考物理重点难点知识测试题（共2套）机械振动 机械波 专题研究一、基础知识题组1简谐运动的图象悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期为2 s，从最低点的位置向上运动时开始计时，它的振动图象如图所示，由图1216可知()图1216At1.25 s时振子的加速度为正，速度为正Bt1.7 s时振子的加速度为负，速度为负Ct1.0 s时振子的速度为零，加速度为负的最大值Dt1.5 s时振子的速度为零，加速度为负的最大值解析：弹簧振子振动时，加速度的方向总是指向平衡位置，且在最大位移处，加速度值最大，在平衡位置处加速度的值为0，由图可知，t1.25 s
2、时，振子的加速度为负，t1.7 s时振子的加速度为正，t1.5 s时振子的加速度为零，故A、B、D均错误，只有C正确答案：C图12172类单摆问题的分析如图1217所示，光滑槽的半径R远大于小球运动的弧长，今有两个小球(视为质点)同时由静止释放，其中甲球开始时离圆槽最低点O较远些则它们第一次相遇的地点是在()AO点BO点偏左CO点偏右D无法确定，因为两小球的质量关系未知解析：由于光滑槽的半径远大于小球运动的弧长，所以两小球的运动与单摆摆球在10时所做运动相同即这两个小球都做简谐运动，且其等效摆长相等，都等效于以圆心为悬点、以槽的半径为摆长的单摆由T2知两球从最大位置到达最低点所经过的时间是相同
3、的，都是，故小球第一次相遇的地点是在O点，故选项A正确答案：A3受迫振动和共振的理解图1218如图1218所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，先让A摆动起来(摆角不超过5)，下列结论正确的是()AE摆发生振动，其余摆均不动B所有的摆以相同的频率振动C所有的摆以相同的摆角振动D以上说法均不正确解析：A摆摆动起来以后，做简谐运动，振动过程中通过张紧的绳给其余各摆施以周期性的驱动力，因而B、C、D、E四摆均做受迫振动，故A错做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率即A摆的频率，与各摆的固有频率无关，故所有摆均以相同的频率振动，B对如果受迫振动物体的固有频率等于驱动力的频率时，会发生共振现象，振
4、幅最大，故只有E球会发生共振，故C不正确，只有B正确答案：B二、规律方法题组图12194简谐运动与力学知识结合(多选)如图1219所示两木块A和B叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，A与B之间的最大静摩擦力为Ffm，B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子，为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则()A它们的振幅不能大于FfmB它们的振幅不能大于FfmC它们的最大加速度不能大于D它们的最大加速度不能大于解析：为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，在最大振幅时，是加速度的最大时刻，这时对A研究则有；Ffmmam，得am，故C错误，D正确；对整体研究，最大振幅即为弹簧的最大形变量，kA(Mm)
5、am，得AFfm，A错误，B正确答案：BD高考模拟创新1(2015年高考上海卷)质点运动的位移x与时间t的关系如图所示，其中做机械振动的是() 解析：机械振动是指物体在某一平衡位置附近做来回往复运动，质点运动的位移x与时间t的关系如题图所示，故A、B、C正确，D错误答案：ABC2(2014年高考浙江卷)一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s.当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐地面与甲板的高度差不超过10cm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()A0.5sB0.75s C1.0s
6、 D1.5s解析：由于振幅A为20cm，振动方程为yAsint(平衡位置计时，)，由于高度差不超过10cm，游客能舒服地登船，代入数据可知，在一个振动周期内，临界时刻为t1，t2T，所以在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是t t2t11.0s.答案：C3.图12119(2015年高考北京卷)用单摆测定重力加速度的实验装置如图12119所示(1)组装单摆时，应在下列器材中选用_(选填选项前的字母)A长度为1 m左右的细线B长度为30 cm左右的细线图12120C直径为1.8 cm的塑料球D直径为1.8 cm的铁球(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力
7、加速度g_(用L、n、t表示)(3)下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力加速度g/(ms2)9.749.73请计算出第3组实验中的T_s，g_m/s2.(4)用多组实验数据做出T2L图像，也可以求出重力加速度g.已知三位同学做出的T2L图线的示意图如图12120中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值则相对于图线b，下列分析正确的是_(选填选项前的字母)A出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端
8、的距离记为摆长LB出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C图线c对应的g值小于图线b对应的g值图12121 (5)某同学在家里测重力加速度他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图12121所示，由于家里只有一根量程为30 cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2.由此可得重力加速度g_(用l1、l2、T1、T2表示)解析：(1)单摆的模型应是轻质绳下端系一质点，所以要求摆线要轻且尽量长，摆球应体积尽
9、量小而质量较大为宜，所以应选择AD.(2)单摆完成n次全振动的时间为t，所以单摆的周期T，利用单摆周期公式则有：T2，解得：g.(3)根据T，可求得此次实验中单摆振动的周期T100.5/502.01 s.利用单摆周期公式可计算得出g9.76 m/s2.(4)由单摆周期公式可推得：T2L，对照一次函数方程ykxb，由图中c图线的斜率偏小可知，其g值应偏大，故选项C错误；对应于同一摆长，c图线的T2值偏小，即其周期偏小，故选项B正确同时，对于a图线，由于出现了T2轴的截距，表明在摆长L0时，其周期T不为零，说明L的测量值偏小，即可能是误将悬点到小球上端的距离记为了摆长L，所以选项A错误(5)设A点
10、到重心的距离为l0，当OA间的长度为l1时，单摆的摆长L1l0l1，此时根据单摆的周期公式应有T12.当OA间的长度为l2时，单摆的摆长L2l0l2，此时根据单摆的周期公式应有T22.两式联立解得：g.答案：(1)AD(2)(3)2.019.76(4)B(5) 一、基础知识题组1机械波的特点(多选)对于机械波，下列说法正确的是()A各质点都在各自的平衡位置附近振动B相邻质点间必有相互作用力C前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D各质点随波的传播而迁移解析：根据机械波的物理模型，振源的振动使其周围质点依次振动，各质点能够依次振动，是因为相邻质点间存在相互作用力，
11、沿波的传播方向，后一质点的振动必落后于前一质点，而且质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，随波一起传出去的是能量和振动形式正确答案为ABC.答案：ABC2波的图象(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示下列说法正确的是()图1221A由波形图可知该波的波长为4 mB由波形图可知x2 m处的质点Q该时刻位移为0.2 mC经周期后质点P运动到Q点D经周期后质点R的速度变为零解析：相邻两波峰的距离或者相邻两波谷的距离即为波长，由题图可知波长4 m，A正确；因此此时Q在波谷，而振幅A0.2 m，所以Q的位移为0.2 m，B错误；波的传播只是传播振动的形式而不是质点的传播，所以P点只
12、是在它的平衡位置处上下振动，C错；由波的图象可以判断出质点R向下振动，经到达波谷，此时速度为0，D正确故本题选AD.答案：AD3波长、波速、频率的关系如图1222所示，位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()图1222Af12f2，v1v2Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df10.5f2，v1v2解析：因为机械波的波速由介质决定，频率由振源决定，所以f1f2；由图知：132L，得122，由vf得v12v2，故C正确答案：C二、规律方法题组图12234(多选)如图1223所示，a
13、、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s时a第一次到达最高点下列说法正确的是()A在t6 s时刻波恰好传到质点d处B在t5 s时刻质点c恰好到达最高点C质点b开始振动后，其振动周期为4 sD在4 st6 s的时间间隔内质点c向上运动E当质点d向下运动时，质点b一定向上运动解析：由题意知，3 s内a振动了个周期，得T4 s，又v2 m/s，故8 mt6 s时，svt12 m，波刚好传到d处，A、C项正确波传到c点的时间t3 s，故T4 s时c
14、位于最低点，t5 s时位于平衡位置，t6 s时位于最高点，B项错误，D项正确b与d相隔10 m，即，振动时相位不相反，E项错误答案：ACD高考模拟创新1(2015年高考天津卷)图12210甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa2 m和xb6 m，图12210乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象下列说法正确的是()图12210A该波沿x方向传播，波速为1 m/sB质点a经4 s振动的路程为4 mC此时刻质点a的速度沿y方向D质点a在t2 s时速度为零解析：A选项错误，由图乙可知b质点向y轴正方向运动，结合图甲由同侧法可知波沿x轴负方向传播；当然，由图乙可知波的周期为8
15、 s，由图甲可知波的波长为8 m，因此波速vm/s1 m/s.B选项错误，4 s是半个周期，因此，质点a通过的路程为2倍振幅，即1 mC选项错误，因为波沿x轴负方向传播，由同侧法可知质点a的振动方向沿y方向D选项正确，经过2 s即四分之一周期，质点a刚好运动到负向最大位移处，所以此时刻速度为零答案：D2(2015年高考上海卷)一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v，周期为T，振幅为A.绳上两质点M、N的平衡位置相距波长，N位于M右方设向上为正，在t0时M位移为，且 向上运动；经时间t(tT)，M位移仍为，但向下运动，则()A在t时刻，N恰好在波谷位置B在t时刻，N位移为负，速度向上C在t时刻，N
16、位移为负，速度向下 D在2t时刻，N位移为，速度向下解析：因为波向右传播，当时M在波峰位置时，N点在平衡位置且向下振动，当M点由波峰向平衡位置运动过程中，N点就由平衡位置向波谷运动，所以经过时间t，M点的位置是时，N点在平衡位置下方，向下运动，还没有到达波谷，故A、B错误，C正确；M点经过时间从运动到波峰，所以从运动到平衡位置的时间小于，所以，M点从平衡位置向下运动，到返回平衡位置向上运动过程中，N点就从波谷向波峰运动，经过2t后，M点在平衡位置的下方，所以N点速度方向向上，所以D错误答案：C3(2014年高考课标全国卷)图12211甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在
17、x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图12211乙为质点Q的振动图象下列说法正确的是_图12211A在t0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cmE质点Q简谐运动的表达式为y0.10 sin 10 t(国际单位制)解析：根据甲、乙两图可以读出该波的波长和周期，从而求出波速，t0.10 s时Q点在平衡位置上，由乙图知下一时刻向下振动，从而确定了该波向左传播根据时间与周期的关系，分析质点P的位置和加
18、速度，求出通过的路程根据xvt求解波传播的距离根据图象读出振幅A，结合数学知识写出Q点的振动方程A.图乙为质点Q的振动图象，则知在t0.10 s时，质点Q正从平衡位置向波谷运动，所以点Q向y轴负方向运动，故A错误；B.在t0.10 s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，此时P点正向上运动，由图乙读出周期T0.2 s，从t0.10 s到t0.25 s经过的时间为t0.15 sT，则在t0.25 s时，质点P位于x轴下方，加速度方向与y轴正方向相同，故B正确；C.由甲图知波长8 m，则波速为：vm/s40 m/s，从t0.10 s到0.25 s经过的时间为t0.15
19、 s，该波沿x轴负方向传播的距离为xvt400.15 m6 m，故C正确；D.从t0.10 s到0.25 s经过的时间为t0.15 sT由于t0.10 s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是3A30 cm，故D错误；E.质点Q简谐运动的表达式为yAsint0.1 sint(m)y0.10 sin10 t(m)，故E正确答案：BCE4(2015年高考课标全国卷)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向)，P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间已知波源自t0时由平衡位置开始向上振动，周期T
20、1 s，振幅A5 cm.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置求：(1)P、Q间的距离；(2)从t0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程解析：(1)由题意，O、P两点间的距离与波长之间满足OP，波速v与波长的关系为v在t5 s的时间间隔内，波传播的路程为vt.由题意有vtPQ(式中PQ为P、Q的距离)故PQ133 cm(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t1tT波源从平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A.由题意可知， t125故t1时间内，波源运动的路程为s25A125 cm答案：(1)133 cm(2)125 cm
