江苏版高考物理复习专题八机械振动与机械波练习含答案

这是一份江苏版高考物理复习专题八机械振动与机械波练习含答案，共14页。试卷主要包含了7 m等内容，欢迎下载使用。

考点一 机械振动
1.(2021江苏,4,4分)如图所示,半径为R的圆盘边缘有一钉子B,在水平光线下,圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P,以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。t=0时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘,角速度为ω,则P做简谐运动的表达式为( )
A.x=R sin ωt-π2 B.x=R sin ωt+π2
C.x=2R sin ωt-π2 D.x=2R sin ωt+π2
答案 B
2.(2022浙江1月选考,6,3分)图甲中的装置水平放置,将小球从平衡位置O拉到A后释放,小球在O点附近来回振动;图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作,下列说法正确的是( )
A.甲图中的小球将保持静止
B.甲图中的小球仍将来回振动
C.乙图中的小球仍将来回摆动
D.乙图中的小球将做匀速圆周运动
答案 B
3.[2019课标Ⅱ,34(1),5分]如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O点处,在O点正下方34l的O'处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是( )


答案 A
4.(2022浙江6月选考,11,3分)如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动,小球将做周期为T的往复运动,则( )
A.小球做简谐运动
B.小球动能的变化周期为T2
C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T
D.小球的初速度为v2时,其运动周期为2T
答案 B
考点二 机械波
5.(2023新课标,14,6分)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的( )
A.波速和波长均不同 B.频率和波速均不同
C.波长和周期均不同 D.周期和频率均不同
答案 A
6.(2022天津,5,5分)在同一均匀介质中,分别位于坐标原点和x=7 m处的两个波源O和P,沿y轴振动,形成了两列相向传播的简谐横波a和 b,某时刻a和b分别传播到x=3 m和x=5 m处,波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.a与b的频率之比为2∶1
B.O与P开始振动的时刻相同
C.a与b相遇后会出现干涉现象
D.O开始振动时沿y轴正方向运动
答案 A
7.(2022北京,6,3分)在如图所示的xOy坐标系中,一条弹性绳沿x轴放置,图中小黑点代表绳上的质点,相邻质点的间距为a。t=0时,x=0处的质点P0开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。t=34T时的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.t=0时,质点P0沿y轴负方向运动
B.t=34T时,质点P4的速度最大
C.t=34T时,质点P3和P5相位相同
D.该列绳波的波速为8aT
答案 D
8.(2023广东,4,4分)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中的传播速度为1 500 m/s,若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波,下列说法正确的是( )
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中,波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
答案 B
9.(2023浙江6月选考,11,3分)如图所示,置于管口T前的声源发出一列单一频率声波,分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。先调节A、B两管等长,O处探测到声波强度为400个单位,然后将A管拉长d=15 cm,在O处第一次探测到声波强度最小,其强度为100个单位。已知声波强度与声波振幅平方成正比,不计声波在管道中传播的能量损失,则( )
A.声波的波长λ=15 cm
B.声波的波长λ=30 cm
C.两声波的振幅之比为3∶1
D.两声波的振幅之比为2∶1
答案 C

考点一 机械振动
1.(2023届常州高级中学月考,6)两个简谐运动的表达式分别为xA=10 sin 4πt+π4 cm,xB=8 sin (4πt+π) cm,下列说法正确的是( )
A.振动A的相位超前振动B的相位34π
B.振动A的相位滞后振动B的相位34π
C.振动A的相位滞后振动B的相位54π
D.两个振动没有位移相等的时刻
答案 B
2.(2024届扬州期初模拟,3)轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号轿车的“车身-悬挂系统”的固有周期是0.5 s,这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带,如图所示,已知相邻两条减速带间的距离为1.0 m,该车经过该减速带过程中,下列说法正确的是( )
A.当轿车以30 km/h的速度通过减速带时,车身上下振动的频率为2 Hz
B.轿车通过减速带的速度大小不同,车身上下振动的幅度也必然不同
C.轿车通过减速带的速度越大,车身上下颠簸得越剧烈
D.当轿车以7.2 km/h的速度通过减速带时,车身上下颠簸得最剧烈
答案 D
3.(2023届盐城中学期末,7)如图所示,在电场强度为E的水平匀强电场中,有一足够大的绝缘光滑水平面,一根长为L的绝缘轻软细绳一端固定在平面上的O点,另一端系有一个质量为m、带电荷量为+q的小球A(可看作质点)。当小球A在水平面上静止时,细绳被拉直且与OO'重合,OO'的方向与电场方向平行。在水平面内将小球由平衡位置拉开一小段距离,保持细绳拉直,直至细绳与OO'间有一个小角度θ后由静止释放,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球A在运动过程中的加速度大小恒为a=qEm
B.细绳通过OO'后小球A速度为0时,细绳与OO'的夹角大于θ
C.细绳通过OO'时小球A的速度与其质量m无关
D.小球A释放后经历π2mLqE的时间,细绳会与OO'重合
答案 D
考点二 机械波
4.(2024届徐州部分学校期初,2)如图所示,在均匀介质中,A、B是振动情况完全相同的两个波源,其简谐运动表达式为x=0.1 sin 20πt m,形成的机械波的波速都是10 m/s。介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m,则 ( )
A.波的波长为2 m B.波的周期为10 s C.P点是振动加强点 D.P点是振动减弱点
答案 C
5.(2024届南京学情调研,6)如图所示,S点为振源,其频率为50 Hz,所产生的横波向右传播,波速为40 m/s,P、Q是传播路径中的两点,已知SP=4.6 m,SQ=5.0 m,当S通过平衡位置向上运动时( )
A.P、Q都在波谷 B.P在波峰,Q在波谷
C.P在波谷,Q在波峰 D.P通过平衡位置向上运动,Q通过平衡位置向下运动
答案 B
6.(2023届扬州中学月考,6)在同一均匀介质中,有A、B两列孤立波相向传播,振幅分别为A1、A2,某时刻的波形和位置如图所示,则下列说法正确的有( )
A.波A的周期大于波B的周期 B.两列波在传播到x=5 m处开始相遇
C.x=6 m的质点在振动过程中振幅为A1+A2 D.x=6.5 m的质点在振动过程中振幅为A1+A2
答案 D
7.(2023届南京师大附中模拟,7)图甲为超声波悬浮仪,上方圆柱体发出超声波,下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后,会出现振幅几乎为0的点——节点,小水珠能在节点处附近保持悬浮状态,图乙为某时刻两列超声波的波形图,P、Q为波源,波刚传播到M(-1.5 cm,0)、N(0.5 cm,0)处。已知声波传播的速度为340 m/s。下列说法正确的是( )

A.该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为340 Hz
B.小水珠悬浮时,受到的声波压力为0
C.两列波充分叠加后,小水珠不可以悬浮在M(-1.5 cm,0)附近
D.经过t=1×10-4 s,M沿x轴正方向移动3.4 cm
答案 C
8.(2023届重庆西南大学附中改编)在纸面上有两波源S1和S2相距3 m,频率均为2 Hz,以S1为原点建立如图所示的坐标系,t=0时波源S1从平衡位置开始垂直纸面向上做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t=0.25 s时波源S2也开始垂直纸面向上做简谐运动,在t=0.75 s时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则( )
A.波的传播速度为4 m/s B.虚线x=1.5 m为振动加强区
C.t=1.0 s时波谷与波谷相遇的点共有3个 D.t=1.0 s后S1和S2连线上有2个振动减弱的位置
答案 A
9.(2023届苏锡常镇三模,13)湖面上停着A、B两条小船,两船平衡位置连线的中点有个浮标。一列波速v=4 m/s的水波在湖面上沿AB连线从A向B传播,每条小船每分钟上下浮动20次。t=0时,A船位于波峰,B船恰好在平衡位置,且正在向下运动,已知两船间只有一个波谷。求:
(1)两船平衡位置间的距离x;
(2)浮标恰好位于平衡位置的时刻。
答案 (1)9 m (2)12n+38 s(n=0,1,2,3,…)
微专题专练
微专题9 振动图像与波的图像的综合应用
1.(波速公式与图像结合)(2024届镇江一中期初,4)一条轻长绳放置在水平桌面上,俯视图如图甲所示,用手握住长绳的一端O,从t=0时刻开始用手带动O点沿垂直绳的方向(图甲中y轴方向)在水平面内做简谐运动,0~6 s内O点的振动图像如图乙所示。T=4 s时轻长绳上的波形图可能正确的是( )



答案 B
2.(机械波的传播和振动特点分析)(2021北京,3,3分)一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是( )
A.该简谐横波沿x轴负方向传播
B.此时K质点沿y轴正方向运动
C.此时K质点的速度比L质点的小
D.此时K质点的加速度比L质点的小
答案 D
3.(机械波传播+质点振动分析)(2024届苏州常熟、张家港、昆山、太仓调研,6)一列沿x轴正方向传播的简谐波,t=0时刻的波形如图所示,t=10 s时质点d第一次位于波峰位置,下列说法正确的是( )
A.波上各质点的起振方向向上
B.波的传播速度大小为2 m/s
C.0~7 s内a、b两质点运动路程均为0.7 m
D.质点b的振动方程为yb=-10 cs πt cm
答案 C
4.(根据振动情况判断波的图像)(2023北京,4,3分)位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。 t=0时波源开始振动,其位移y随时间t变化的关系式为y= A sin 2πTt, 则t=T时的波形图为 ( )
A B
C D
答案 D
5.(根据传播情况判断振动图像)(2024届南京临江高级中学检测,7)图(a)表示一列简谐横波沿直线传播,图(b)画出了两质点A、B的振动图像,已知A、B平衡位置之间的距离为四分之一波长,波的传播方向为B→A。可以表示质点A的振动图线的是( )

A.只有第1条曲线
B.只有第2条曲线
C.两条曲线中的任意一条都可以
D.两条曲线都不可以
答案 A
6.(根据传播情况判断振动图像)(2023湖北,7,4分)一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100 cm,振幅为8 cm。介质中有a和b两个质点,其平衡位置分别位于x=-403 cm和x=120 cm处。某时刻b质点的位移为y=4 cm,且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时,a质点的振动图像为( )
A
B
C
D
答案 A
7.(机械波传播+空间周期性)(2021辽宁,7,4分)一列沿x轴负方向传播的简谐横波,t=2 s时的波形如图(a)所示,x=2 m处质点的振动图像如图(b)所示,则波速可能是( )
A.15 m/s B.25 m/s C.35 m/s D.45 m/s
答案 A
8.(两种图像结合的相关计算)(2023届南京三模,12)图甲为一列简谐横波在t=0时的波形图,Q是平衡位置x=4 m的质点,图乙为质点Q的振动图像。求:

(1)波的传播速度及方向;
(2)质点Q在5 s内通过的路程。
答案 (1)4 m/s 沿x轴正方向 (2)1 m
9.(振动图像与波的图像综合)[2018课标Ⅰ,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的振动图像。求
(ⅰ)波速及波的传播方向;
(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标。
答案 (ⅰ)18 cm/s 沿x轴负方向传播 (ⅱ)9 cm