高考热点17　机械振动　机械波练习题

这是一份高考热点17　机械振动　机械波练习题，共5页。试卷主要包含了5 Hz等内容，欢迎下载使用。

图1
A．此时能明显观察到波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象
答案 D
解析 因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，A正确；波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，B正确；如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，C正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据λ＝eq \f(v,f)知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，D错误．
2．(2021·山东济宁市高三一模)有两位同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自利用那里的实验室中DIS系统探究了单摆周期T和摆长L的关系．然后通过互联网交流实验数据，并用计算机绘制了如图2甲所示的T2－L图像．另外，去“复旦大学”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图像，如图乙所示．下列说法正确的是( )
图2
A．甲图中“南开大学”的同学所测得的实验结果对应的图线是A
B．甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度的倒数
C．由乙图可知，a、b两摆球振动周期之比为3∶2
D．由乙图可知，t＝1 s时b球振动方向沿y轴负方向
答案 D
解析 根据T＝2πeq \r(\f(L,g))，得T2＝eq \f(4π2L,g)，知图线的斜率k＝eq \f(4π2,g)，图线B的斜率较小，则图线B对应的重力加速度较大，可知甲图中“南开大学”的同学所测得的实验结果对应的图像是B，故A、B错误；周期等于完成一次全振动的时间，由题图乙可知，a、b两摆球振动周期之比为2∶3，故C错误；由题图乙可知，t＝1 s时，b球处于平衡位置向y轴负方向运动，故D正确．
3. (2019·北京卷·13)一列简谐横波某时刻的波形如图3所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则( )
图3
A．此刻a的加速度最小
B．此刻b的速度最小
C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动
D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置
答案 C
4.(2021·重庆市高三上第一次联合诊断检测)如图4所示，在直角坐标系xOy中，位于坐标原点O的振源振动产生沿x轴正向传播的简谐横波，振幅为A，M、N为x轴上相距d的两质点．t＝0时，振源开始沿－y方向振动；t＝t0时，振源第一次到达y＝A处，此时质点M开始振动；当质点M第一次到达y＝－A处时，质点N开始振动．则该简谐横波的传播速度大小为( )
图4
A.eq \f(d,t0) B.eq \f(2d,t0)
C.eq \f(3d,t0) D.eq \f(4d,t0)
答案 C
解析 由题意可知，eq \f(3,4)T＝t0，故T＝eq \f(4,3)t0，所有质点起振方向与波源相同，故从M传到N所需要的时间为eq \f(T,4)即eq \f(1,3)t0，则有v＝eq \f(d,\f(1,3)t0)＝eq \f(3d,t0)，故选C.
5．(2021·山东青岛市高三期末)如图5甲，为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，图乙为从t＝0时刻开始计时质点P运动的v－t图像，沿y轴正向为振动正方向，下列说法中正确的是( )
图5
A．该列简谐横波沿x轴正方向传播
B．该列简谐横波沿x轴传播的速度为1.25 m/s
C．t＝0时刻质点P离开平衡位置的位移为eq \r(2) cm
D．从t＝0开始，经过2 s，质点Q将沿x轴移动2 m
答案 C
解析 根据题图甲、乙可知，该列简谐横波沿x轴负方向传播，所以A错误；由题图可知波长λ＝4 m，周期T＝4 s，则有v＝eq \f(λ,T)＝1 m/s，所以B错误；由题图乙知P点经过0.5 s时达到最大的速度，P点运动到平衡位置，此时P点振动了eq \f(1,8)个周期，则P点在t＝0时刻时离开平衡位置的位移为x＝Asin ωt＝2sin eq \f(2π,8)＝eq \r(2) cm，所以C正确；质点只能在平衡位置做上下振动，不会随波迁移，所以D错误．
6.(2021·山东淄博市一模)如图6所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向(垂直xOy平面)做简谐运动的点波源S1(1,0)和S2(5,0)，振动方程分别为zS1＝Asin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(πt＋\f(π,2)))、zS2＝Asin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(πt－\f(π,2))).两列波的波速均为1 m/s，两列波在点B(5,3)和点C(3,2)相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互( )
图6
A．加强、加强 B．减弱、减弱
C．加强、减弱 D．减弱、加强
答案 B
解析 由于C点到两波源的距离相等，两列波从波源传到C点的路程差为ΔsC＝0，为波长的整数倍，由两波源的振动方程可知两波的振动方向相反，所以C为振动减弱点，则A、D错误；两列波从波源传到B点的路程差为ΔsB＝eq \r(32＋42) m－3 m＝2 m，由振动方程可知两列波的振动周期为T＝eq \f(2π,π)＝2 s，波长为λ＝vT＝1×2 m＝2 m，两列波从波源传播到B点的路程差为波长的整数倍，所以B点为振动减弱点，所以B正确，C错误．
7．(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＝5sin (eq \f(π,2)t)，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，波形图如图7所示，则( )
图7
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
解析 波的周期T＝eq \f(2π,ω)＝eq \f(2π,\f(π,2)) s＝4 s，波长λ＝8 m，波速v＝eq \f(λ,T)＝2 m/s，则再经过6 s，波传播的距离为x＝vt＝12 m，该波传到x＝24 m处，选项A正确；M点在此时振动方向沿y轴负方向，则此后第3 s末，即经过了eq \f(3,4)T，该点的振动方向沿y轴正方向，选项B正确；因波传到x＝12 m处时，质点向y轴正方向振动，故波源开始振动时的运动方向沿y轴正方向，选项C错误；M点第一次到达y＝－3 m位置时，所需的时间小于eq \f(T,2)＝2 s，选项D错误．
8. (2021·山东潍坊市高三下3月一模)一列简谐波在t＝0时刻的波形如图8所示，质点A、P、B、C对应x坐标分别为1 m、1.5 m、3 m、4 m．从此时开始，质点C首次到达波峰的时间比质点P首次到达波峰早了0.5 s．下列说法正确的是( )
图8
A．波源的起振方向沿y轴向下
B．波沿x轴正方向传播
C．波源振动的频率为2.5 Hz
D．之后的0.4 s内质点P运动的路程为10 cm
答案 D
解析 题图中质点C比质点P首次到达波峰早了0.5 s，所以C点应向上振动，P点应向下振动，波源的起振方向沿y轴向上，波沿x轴负方向传播，故A、B错误；C比P超前运动eq \f(5,8)个周期，即eq \f(5,8)T＝0.5 s，质点振动周期为0.8 s，波源振动的频率为1.25 Hz，故C错误；由题图知振幅A＝5 cm，周期T＝0.8 s，之后的0.4 s内质点P运动的路程为s＝2A＝10 cm，故D正确．