2023年度高二物理期末復(fù)習(xí)單元檢測機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械

第6頁機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波1．如下圖，一單擺懸于O點(diǎn)，擺長為L，假設(shè)在O點(diǎn)正下方的O′點(diǎn)釘一個(gè)光滑釘子，使OO′＝eq\f(L,2)，將單擺拉至A處由靜止釋放，小球?qū)⒃贏、B、C間來回振動(dòng)，假設(shè)振動(dòng)中擺線與豎直方向夾角小于5°，那么此擺的周期是________。2．(多項(xiàng)選擇)如下圖，A球振動(dòng)后，通過水平細(xì)繩迫使B、C振動(dòng)，振動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定時(shí)，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．只有A、C的振動(dòng)周期相等B．C的振幅比B的振幅小C．C的振幅比B的振幅大D．A、B、C的振動(dòng)周期相等E．C與A發(fā)生共振現(xiàn)象3．甲、乙兩彈簧振子的振動(dòng)圖象如下圖，那么可知()A．兩彈簧振子完全相同B.兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1C．振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大D．兩振子的振動(dòng)頻率之比f甲∶f乙＝1∶2E．振子乙速度為最大時(shí)，振子甲速度不一定為零4(多項(xiàng)選擇)如下圖為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖象，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．甲、乙兩單擺的擺長相等B．甲擺的振幅比乙擺大C．甲擺的機(jī)械能比乙擺大D．在t＝0.5s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺E．由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?．[波的干預(yù)現(xiàn)象](多項(xiàng)選擇)如下圖，實(shí)線與虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列簡諧橫波的波峰和波谷，此刻，M是波峰與波峰的相遇點(diǎn)。設(shè)這兩列波的振幅均為A，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A．此時(shí)刻位于O處的質(zhì)點(diǎn)正處于平衡位置B．P、N兩處的質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置C．隨著時(shí)間的推移，M處的質(zhì)點(diǎn)將向O處移動(dòng)D．從此時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，M處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)平衡位置，此時(shí)位移為零E．O、M連線的中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，其振幅為2A6．(多項(xiàng)選擇)一列簡諧橫波，某時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，從該時(shí)刻計(jì)時(shí)，波上質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖乙所示，那么()A．假設(shè)此波傳播過程中遇到頻率為1.25Hz的同類波，一定會(huì)發(fā)生干預(yù)，產(chǎn)生穩(wěn)定的干預(yù)圖樣B．假設(shè)此波傳播過程中遇到波長為20m的同類波，一定會(huì)發(fā)生干預(yù)，產(chǎn)生穩(wěn)定的干預(yù)圖樣C．假設(shè)此波傳播過程中遇到的障礙物的尺寸為2000m，可能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象D．該波的傳播速度為2.5m/sE．該波的傳播速度為25m/s7．如圖是水面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時(shí)刻兩列波的波峰(實(shí)線)和波谷(虛線)；S1的振幅A1＝4cm，S2的振幅A2＝3cm，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A．質(zhì)點(diǎn)D是振動(dòng)減弱點(diǎn)B．質(zhì)點(diǎn)A、D在該時(shí)刻的高度差為14cmC．再過半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)B、C是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)D．質(zhì)點(diǎn)C的振幅為1cmE．質(zhì)點(diǎn)C此刻以后將向下振動(dòng)8．如下圖是一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，圖中質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，此波的傳播速度為v＝4m/s，那么()A．此波沿x軸正方向傳播B．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為T＝1.0sC．x＝1.0m處質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝5cos(4t)cmD．x＝1.0m處質(zhì)點(diǎn)在0～2.5s內(nèi)通過的路程為50cmE．t＝0.25s時(shí)，x＝2.0m處質(zhì)點(diǎn)有最大正向加速度9．如圖甲所示，一水平放置的繩子上的五個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B、C、D、E間隔都為1m，從t＝0時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)C開始向上振動(dòng)，并依次帶動(dòng)各點(diǎn)振動(dòng)起來，其中質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)圖象如圖乙所示，t＝1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)B剛開始振動(dòng)，那么()A．B、D兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)始終相反B．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)負(fù)的最大位移處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)C通過的路程為25cmC．波速為v＝1m/sD．假設(shè)質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)頻率變大，那么波的傳播速度變大E．質(zhì)點(diǎn)A處于正的最大位移處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)E也處于正的最大位移處10．圖甲是一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波的圖象，圖乙是x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象，a、b是介質(zhì)中兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)的周期為2sB．這列波的波速是2m/sC．這列波沿x軸負(fù)方向傳播D．8s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)b通過的路程是40cmE．質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置11．一列自右向左傳播的簡諧橫波，在t＝0時(shí)刻的波形圖如圖5所示，此時(shí)坐標(biāo)為(1，0)的質(zhì)點(diǎn)剛好開始運(yùn)動(dòng)，在t＝0.3s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P在t＝0時(shí)刻后首次到達(dá)波峰位置，質(zhì)點(diǎn)Q的坐標(biāo)是(－3，0)，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A．在t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向B．這列波的傳播速度為eq\f(1,30)m/sC．在0～0.3s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)的路程為0.03mD．在t＝0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q首次到達(dá)波峰位置E．這列波的波源起振方向沿y軸正方向12．一列簡諧橫波，沿波的傳播方向依次有P、Q兩點(diǎn)，平衡位置相距5.5m，其振動(dòng)圖象如圖甲所示，實(shí)線為P點(diǎn)的振動(dòng)圖象，虛線為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象。(1)圖乙是t＝0時(shí)刻波形的一局部，假設(shè)波沿x軸正向傳播，試在給出的波形上用黑點(diǎn)標(biāo)明P、Q兩點(diǎn)的位置，并寫出P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)(橫坐標(biāo)用λ表示)；(2)求波的最大傳播速度。1.【答案】π(eq\r(\f(L,g))＋eq\r(\f(L,2g)))【解析】由A→B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1＝eq\f(T1,4)＝eq\f(π,2)eq\r(\f(L,g))，由B→C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2＝eq\f(T2,4)＝eq\f(π,2)eq\r(\f(L,2g))，由對(duì)稱性知此擺的周期T＝2(t1＋t2)＝π(eq\r(\f(L,g))＋eq\r(\f(L,2g)))。2.【答案】CDE【解析】A振動(dòng)后，水平細(xì)繩上驅(qū)動(dòng)力的周期TA＝2πeq\r(\f(lA,g))，迫使B、C做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于A施加的驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以TA＝TB＝TC，而TC固＝2πeq\r(\f(lC,g))＝TA，TB固＝2πeq\r(\f(lB,g))＞TA，故C共振，B不共振，C的振幅比B的振幅大，所以C、D、E正確。3.【答案】CDE【解析】從圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙＝2∶1，那么頻率之比f甲∶f乙＝1∶2，D正確；彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，周期不同，說明兩彈簧振子不同，A錯(cuò)誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以兩振子所受回復(fù)力(F＝－kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1，B錯(cuò)誤；由簡諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，在振子到達(dá)平衡位置時(shí)位移為零，速度最大，在振子到達(dá)最大位移處時(shí)，速度為零，從圖象中可以看出，在振子甲到達(dá)最大位移處時(shí)，振子乙恰好到達(dá)平衡位置，C正確；當(dāng)振子乙到達(dá)平衡位置時(shí)，振子甲有兩個(gè)可能的位置，一個(gè)是最大位移處，一個(gè)是平衡位置，E正確。4.【答案】ABD【解析】由振動(dòng)圖象可以看出，甲擺的振幅比乙擺的大，兩單擺的振動(dòng)周期相同，根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可得甲、乙兩單擺的擺長相等，但不知道擺長是多少，不能計(jì)算出重力加速度g，故A、B正確，E錯(cuò)誤；兩單擺的質(zhì)量未知，所以兩單擺的機(jī)械能無法比擬，故C錯(cuò)誤；在t＝0.5s時(shí)，乙擺有負(fù)向最大位移，即有正向最大加速度，而甲擺的位移為零，加速度為零，故D正確。5.【答案】BDE【解析】此時(shí)刻位于O處的質(zhì)點(diǎn)正處于波谷與波谷的相遇點(diǎn)，不在平衡位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；P、N兩處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰和波谷的相遇點(diǎn)，兩列波在這兩處的位移始終相反，合位移為0，選項(xiàng)B正確；質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從此時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，兩列波在M點(diǎn)的振動(dòng)均到達(dá)平衡位置，合位移為零，選項(xiàng)D正確；O、M連線的中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)的點(diǎn)，其振幅為2A，選項(xiàng)E正確。6.【答案】ABE【解析】由題圖甲可知，該波的波長為λ＝20m，由題圖乙可知，周期為T＝0.8s，頻率為f＝eq\f(1,T)＝1.25Hz。該波的傳播速度為v＝eq\f(λ,T)＝25m/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，E正確；根據(jù)干預(yù)的產(chǎn)生條件可知，假設(shè)此波傳播過程中遇到頻率為1.25Hz的同類波，一定會(huì)發(fā)生干預(yù)，產(chǎn)生穩(wěn)定的干預(yù)圖樣，而遇到波長為20m的同類波，也一定會(huì)發(fā)生干預(yù)，產(chǎn)生穩(wěn)定的干預(yù)圖樣，選項(xiàng)A、B正確；根據(jù)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，假設(shè)此波傳播過程中遇到的障礙物的尺寸為2000m，不可能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。7.【答案】BDE【解析】由圖象可知，D點(diǎn)為兩波谷相遇應(yīng)該是加強(qiáng)點(diǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；此時(shí)A點(diǎn)在加強(qiáng)后的最高點(diǎn)，D點(diǎn)在加強(qiáng)后的最低點(diǎn)，由合成疊加關(guān)系可知A、D質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的高度差為14cm，選項(xiàng)B正確；由于兩波的頻率相等，疊加后會(huì)形成穩(wěn)定的干預(yù)圖象，所以A、D點(diǎn)始終是加強(qiáng)點(diǎn)，B、C點(diǎn)始終是減弱點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)C為減弱點(diǎn)，振幅為兩振幅之差，為1cm，選項(xiàng)D正確；由題意可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)C將向下振動(dòng)，選項(xiàng)E正確。8.【答案】ABD【解析】因質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，由“上下坡法〞知波沿x軸正方向傳播，A對(duì)；由題圖知波長為λ＝4m，由λ＝vT知各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為T＝1.0s，B對(duì)；由題圖知x＝1.0m處質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝5cos(2πt)cm，C錯(cuò)；t＝2.5s＝2.5T，所以x＝1.0m處質(zhì)點(diǎn)在0～2.5s內(nèi)通過的路程為s＝2.5×4A＝50cm，D對(duì)；t＝0.25s＝eq\f(T,4)時(shí)，x＝2.0m處質(zhì)點(diǎn)正處于波峰，具有最大負(fù)向加速度，E錯(cuò)。9.【答案】BCE【解析】根據(jù)對(duì)稱性，B、D兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)始終一致，故A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)A起振方向與質(zhì)點(diǎn)C起振方向相同，質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)負(fù)的最大位移處，需振動(dòng)eq\f(3,4)T的時(shí)間，而波由質(zhì)點(diǎn)C傳到質(zhì)點(diǎn)A的時(shí)間為eq\f(1,2)T，那么質(zhì)點(diǎn)C通過的路程為s＝5A＝25cm，故B正確；波速v＝1m/s，C正確；波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定，故D錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)稱性，A、E兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同，故E正確。10.【答案】BDE【解析】由題圖知，此波的波長λ＝8m，周期T＝4s，所以波速v＝eq\f(λ,T)＝2m/s，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)振幅為5cm，一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為20cm，8s＝2T，8s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的路程是40cm，選項(xiàng)D正確；由振動(dòng)圖線可知t＝0時(shí)刻，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，所以波沿x軸正方向傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)榇藭r(shí)質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向向上，質(zhì)點(diǎn)b振動(dòng)方向向下，所以質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置，選項(xiàng)E正確。11.【答案】ADE【解析】根據(jù)t＝0時(shí)刻的波形圖，可知波長λ＝4cm，在t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)A正確；在t＝0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P在t＝0時(shí)刻后首次到達(dá)波峰位置，說明波動(dòng)周期T＝0.4s，這列波的傳播速度為v＝eq\f(λ,T)＝10cm/s＝0.1m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在0～0.3s時(shí)間，即eq\f(3,4)T時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)的路程為3個(gè)振幅，即3×8cm＝24cm＝0.24m，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在t＝0.5s時(shí)，波沿x軸負(fù)方向傳播了5cm，質(zhì)點(diǎn)Q首次到達(dá)波峰位置，選項(xiàng)D正確；根據(jù)波形