2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十五 机械运动与机械波 B卷

2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练

专题十五 机械运动与机械波 B卷

1.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图,两质点平衡位置的坐标分别为,经过质点第二次到达平衡位置,则(   )

A.图中b质点的速度方向与加速度方向相反

B.若发生干涉现象,则该波所遇到的波的频率为8.75 Hz

C.从该时刻经1 s,质点a通过的路程为70 cm

D.在某一时刻,两质点的位移和速度可能相同

2.如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图,如图乙所示为该波中处质点P的振动图像.下列说法正确的是(   )

A.此波的波速为2 m/s  

B.此波沿x轴正方向传播

C.时质点P的速度最大 

D.时质点P的加速度最大

3.一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期为0.2 s,时的部分波形如图所示.下列说法不正确的是(   )

A.该波的传播速度为4.0 m/s

B.时,平衡位置在处的质点的振幅为6.0 cm

C.时,平衡位置在处的质点向y轴正方向运动

D.时,平衡位置在处的质点加速度向上最大

4.甲、乙两列波振幅分别为，在同一介质中相向传播，某时刻的波形图如图所示，处的质点再过1 s将第一次到达波谷，以下说法正确的是(   )

A.这两列波不能发生干涉现象

B.经过4 s两波会相遇

C.当两列波叠加时，处的质点振幅为A

D.当两列波叠加时，处的质点振动加强

5.如图所示，两列水波波源和的振幅分别为和A，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。下列说法正确的是(   )

A.两列波在相遇区域发生干涉 

B.波谷和波谷相遇处位移为零

C.C点的位移始终为零  

D.此刻C点和B点的位移大小分别是A和

6.如图所示为一列简谐横波在时刻的图像，质点b的振动方程为，下列说法正确的是(   )

A.该波向x轴正方向传播

B.经过0.25 s，质点c的位移为0.5 m

C.从时刻起，质点a比质点c先回到平衡位置

D.质点b在和的加速度大小之比为

7.在某种介质中,一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示,此时质点A在波峰位置,质点D刚要开始振动,质点C的振动图像如图乙所示;时刻在D点有一台机械波信号接收器(图中未画出),正以2 m/s的速度沿x轴正向匀速运动.下列说法正确的是(   )

A.质点D的起振方向沿y轴负方向

B.时质点B回到平衡位置

C.信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5 Hz

D.若改变振源的振动频率,则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变

8.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，质点P的平衡位置在处，从该时刻起，经过时间，第一次又出现图示的波形，则(   )

A.观察者从处开始沿x轴负方向运动时，接收到该波的频率小于5 Hz

B.该波传播途中遇到宽度为8 cm的障碍物时，能发生明显的衍射现象

C.从时刻起，经过0.05 s时间，质点P通过的路程为3 cm

D.从时刻起，经过0.125 s时间，P点刚好处在平衡位置处

9.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,时刻的波形如图所示,波速大小为,此时波刚好传到的位置,P为处的质点.下列说法中正确的是(   )

A.经过0.6 s波传播到P点

B.波刚传播到P点时,P点处的质点由平衡位置向上振动

C.从时刻到波刚传播到P点过程中,O点处质点运动的路程为30 cm

D.处的质点的振动方程为

10.一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s.关于该简谐横波，下列说法正确的是(   )

A.周期为1.5 s  

B.波速为6 m/s

C.时，处的质点处于平衡位置 

D.时，处的质点处于波峰

11.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，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处，波形图如图所示，则(   )

A.此后再经6 s该波传播到处

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点第一次到达处所需时间是2 s

12.两列横波沿着同一条弹性绳相向传播（绳沿x方向放置），振幅都是20 cm，实线表示的甲波沿x轴正方向传播，周期为2 s；虚线表示的乙波沿x轴负方向传播.时刻两列波的波形如图所示，则下列说法中正确的是(   )

A.乙波的波速为2 m/s

B.两列波在相遇区域发生干涉现象

C.时，平衡位置在的质点位于处，速度方向沿y轴负方向

D.平衡位置在的质点在时平移到处

13.如图所示，一沿水平方向做简谐运动的弹簧振子，振幅为L，下列说法正确的是(   )

A.从某时刻起，半个周期后小球的动能不变

B.从某时刻起，半个周期后小球的位移不变

C.从某时刻起，周期后弹簧和小球组成的系统机械能不变

D.从某时刻起，周期内小球的路程一定为L

14.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是(   )

A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线

B.若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比

C.图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该单摆摆长约为1 m

D.若摆长约为1 m，则图线Ⅰ是在地球上完成的

答案以及解析

1.答案：AB

解析：由于该波沿x轴正方向传播,因此b质点正沿y轴向下运动,加速度方向向上,A正确;若经过质点第二次到达平衡位置,则该波向右传播了3.5 m,因此波速,由题图可知,波长,根据可得,该波的频率,若发生干涉现象,则该波所遇到的波的频率为8.75 Hz，B正确;1 s时间内,质点振动了8.75个周期,质点每振动一个周期,运动的路程等于4倍振幅,若质点a初始位置在平衡位置或最大位移处,通过的路程为,而质点a初始时刻不在平衡位置或最大位移处,因此路程不是70 cm，C错误;两质点平衡位置间的距离是半个波长,因此振动过程中两质点的位移和速度总是大小相等,方向相反,D错误.

2.答案：C

解析：由题图可知,该简谐横波的周期,波长,则波速,选项A错误;处的质点P在时刻沿y轴向下振动,可知此波沿x轴负方向传播,选项B错误;时质点P运动到平衡位置沿y轴向上振动,偏离平衡位置的位移为零,速度最大,选项C正确;时质点P运动到平衡位置沿y轴向下振动,偏离平衡位置的位移为零,加速度为零,选项D错误.

3.答案：C

解析：根据题图可知,波长,所以波速,故A正确;根据题图可知,所有质点的振幅都相同,都等于6.0 cm,故B正确;根据波沿x轴负方向传播可知,时刻平衡位置在处的质点向y轴正方向运动,而,所以时刻该质点位于平衡位置且向y轴负方向运动,故C错误;因为,所以处的质点的振动状态和处的质点的振动状态相同,时处的质点处于波峰,所以与处的质点在0时刻处于波谷,具有向上的最大加速度,故D正确.

4.答案：D

解析：由题图可知，两列波的波长相同，且在同种介质中传播时两波的波速相同，则两波的频率相同，因此会发生干涉现象，选项A错误；由题图可知波长，由处的质点再过1 s将第一次到达波谷可知周期，则波速，两列波相遇所需时间，解得，选项B错误；和的质点振动情况相反，两质点到的距离相等，可知两列波在处相互减弱，因此在处的质点振幅为，选项C错误；和的质点振动情况相同，两质点到的距离相等，因此在处的质点振动加强，选项D正确.

5.答案：D

解析：由题图看出，波源形成的水波波长大于波源形成的水波波长，两列波在同一介质中传播，波速相等，由波速公式得知，两列波的频率不等，不会形成干涉现象，但能发生叠加现象，故A错误；两列水波波源和的振幅不相等，波谷和波谷相遇处位移大小为，并不为零，故B错误；因两列水波波源和的振幅分别为和A，由题图可知，此时C是波峰与波谷相遇，则位移大小为A，随着时间的推移，C的位移大小不断发生变化，不可能总为零，故C错误；根据两列水波波源和的振幅分别为和A，结合题图，可知，此时刻C点和B点的位移大小分别是A和，故D正确。

6.答案：D

解析：由质点b的振动方程知，时刻，质点b沿y轴负方向振动。由同侧法可知此列波沿x轴负方向传播，A错误；由质点b的振动方程知，振动周期与波的传播周期相等均为1 s，故经过0.25 s，即经过，质点c的位移为0.04 m，B错误；由此波沿x轴负方向传播，知时刻质点a沿y轴正方向振动，回到平衡位置的时间大于，故质点c先回到平衡位置，C错误；由简谐运动的规律可知，加速度之比即为位移之比，将和代入质点b的振动方程可求得，两时刻质点b的加速度之比为，D正确。

7.答案：C

解析：因时刻质点C从平衡位置向下振动,可知波沿x轴正向传播,则质点D的起振方向沿y轴正方向,选项A错误;由题图知,则波速为,当质点B回到平衡位置时,波至少向右传播1.5 m,则所需时间为,选项B错误;机械波的频率为,接收器远离波源运动,根据多普勒效应可知,信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5 Hz,选项C正确;机械波的传播速度只与介质有关,则若改变振源的振动频率,则形成的机械波在该介质中的传播速度不变,选项D错误.

8.答案：BD

解析：从该时刻起，经过时间，第一次又出现题图所示的波形，则该波的周期为，频率为5 Hz，根据多普勒效应可知，观察者从处开始沿x轴负方向运动时，接收到该波的频率大于5 Hz，A错误；该波的波长为8 cm，则传播途中遇到宽度为8 cm的障碍物时，能发生明显的衍射现象，B正确；从时刻起，经过的时间，由于质点P是从图示位置向上振动，可知质点P通过的路程大于，C错误；波速，从时刻起，经过0.125 s时间，波沿x轴正方向传播的距离，则此时P点刚好处在平衡位置处，D正确.

9.答案：AC

解析：简谐横波传播到P点的时间为,故A正确;根据波沿x轴正方向传播可知,时刻处的质点由平衡位置向下振动,则波源开始振动的方向向下,所以波刚传播到P点时,P点处的质点由平衡位置向下振动,故B错误;由题图可知,波长为,简谐横波的周期为,所以有,从时刻到波刚传播到P点过程中,O点处质点运动的路程为,故C正确;角速度为时刻处的质点的位移为,所以处的质点的振动方程为,故D错误.

10.答案：BC

解析：由图像知，波长，0.5 s内波沿x轴正方向传播的距离为，则波速，周期，根据周期可得，则，波速，选项A错误，B正确；时刻处的质点处于平衡位置，时，处的质点仍处于平衡位置，选项C正确；时刻，处质点处于波峰，故时，处的质点位于波谷，故D错误.

11.答案：AB

解析：由波源的振动方程得波的周期，由波动图像得波长，波速，则再经过6 s，波传播的距离为，故该波传到处，选项A正确；M点在此时振动方向向下，则第3 s末，即经过了，该点的振动方向沿y轴正方向，选项B正确；因波传到处时，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；由于，则质点从平衡位置向上运动到，所需时间，故M点从处第一次到达位置时，振动的时间为，选项D错误.

12.答案：AC

解析：据图像可知甲波的波长，根据波速解得甲波的波速为，甲、乙两波在同种介质中传播，所以波速相同，故A正确；甲、乙两波的波长不同，频率不同，所以不会发生稳定的干涉现象，故B错误；根据平移法，经过1.5 s后，对于处质点，甲波产生的位移为，速度为0，乙波产生的位移为0，速度沿y轴负方向，可知时，平衡位置在的质点位于处，速度方向沿y轴负方向，故C正确；质点不会随波迁移，故D错误.

13.答案：AC

解析：振子做简谐运动，经过半个周期后，振子的速率不变，故小球的动能不变，故A正确；对于简谐运动，由运动的对称性可知经过半个周期后位移大小相等，方向可能相反，故B错误；振动过程中只有弹簧弹力做功，弹性势能和动能相互转化，则弹簧和小球组成的系统机械能守恒，故C正确；振子振幅是L，若振子从平衡位置或最大位移处开始，四分之一个周期内振子通过的路程为L，若从任意位置起，四分之一个周期内振子通过的路程不一定是L，故D错误。

14.答案：ABC

解析：题图图线中振幅最大处对应频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等。从题图可以看出，两单摆的固有频率。根据周期公式可得，当两单摆分别在月球上和地球上做受迫振动且摆长相等时，g越大，f越大，所以，由于月球上的重力加速度比地球上的小，所以图线I表示月球上单摆的共振曲线，选项A正确。若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则g相同，两次摆长之比，所以B正确。图线Ⅱ若是在地球上完成的，将和代入频率的计算公式可解得，所以C正确，D错误。