2017年高考物理试题分项版汇编系列专题16机械振动与机械波含解析

1专题16机械振动与机械波一、单选题1．有一个正在摆动的秒摆（2Ts），若取摆球正从平衡位置向左运动时开始计时，那么当1.6Ts时，以下对摆球的运动情况及其切向加速度变化情况的正确的是（）A.正在向左做减速运动，加速度正在增大B.正在向右做减速运动，加速度正在增大C.正在向右做加速运动，加速度正在减小D.正在向左做加速运动，加速度正在减小【答案】D【点睛】明确秒摆的周期为2s，根据时间判断摆球所在的位置，再根据简谐运动的知识可得速度及加速度的变化情况。2．P、Q、M是某弹性绳上的三个质点，沿绳建立x坐标轴。一简谐横波正在沿x轴的正方向传播，振源的周期为0.4s。在t=0时刻的波形如图所示，则在t=0.2s时，（）。A.质点P处于波谷B.质点Q处于波峰C.质点P处于平衡位置且向上运动D.质点M处于平衡位置且向上运动【答案】C【解析】简谐横波沿x轴的正方向传播，t=0时刻质点P的速度向下，t=0.2s=2T，P点经过平衡位置向上运动．故A错误，C正确．波从P传到Q的时间为14T=0.1s，t=0.2s时，质点Q已经振动了0.1s=4T，而质点Q的起振方向向下，则在t=0.2s时质点Q处于波谷．故B错误．在t=0.2s时波传到M点，此时M点的振动方向向下，选项D错误；故选C.23．一个质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系图线如图所示，在t=4s时，质点的（）A.速度为正的最大值，加速度为零B.速度为负的最大值，加速度为零C.速度为零，加速度为正的最大值D.速度为零，加速度为负的最大值【答案】B【解析】由图象可知，在t=4s时，质点位于平衡位置在向负方向运动，此时速度为负的最大值，加速度为零；故ACD错误B正确。4．某单摆由1m长的摆线连接一个直径2cm的铁球组成，关于单摆周期，下列说法中正确的是（）A.用大球替代小球，单摆的周期不变x.kwB.摆角从5°改为3°，单摆的周期会变小C.用等大的铜球替代铁球，单摆的周期不变D.将单摆从赤道移到北极，单摆的周期会变大【答案】C【解析】用大球替代小球，单摆摆长变长，由单摆周期公式T=2πLg可知，单摆的周期变大，故A错误；由单摆周期公式T=2πLg可知，在小摆角情况下，单摆做简谐运动的周期与摆角无关，摆角从5°改为3°时，单摆周期不变，故B错误；用等大球替代，单摆摆长不变，由单摆周期公式T=2πLg可知，单摆的周期不变，故C正确；将单摆从赤道移到北极，重力加速度g变大，由单摆周期公式T=2πLg可知，单摆周期变小，故D错误；故选C．5．对所有的机械波和电磁波，正确的是A.都能产生干涉、衍射现象B.在同一介质中传播速度相同C.都能在真空中传播D.传播都不依靠别的介质【答案】A【解析】干涉、衍射是一切波特有的现象，故A正确；机械波与电磁波是两种不同种类的波，在同一种介质中传播速度截然不同，故B错误；电磁波在真空中传播速度最大，而机械能的传播需要介质，机械波不能在真空中传3播，故C错误；电磁波的传播不需要介质，故D错误。所以A正确，BCD错误。6．下列关于波的说法中，正确的是（）A.次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象B.海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有反应，但狗显得烦噪不安，这是因为次声波传播速度比超声波大C.当声源相对于观察者匀速远离时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低D.发生多普勒效应的原因是因为声源的频率发生了变化【答案】A【解析】波长越长越容易发生衍射，次声波的波长比超声波的波长长，故次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象，故A正确．海啸发生时，发出很强的次声波，狗能接受到次声波，但人无法接受次声波，故B错误．根据多普勒效应，当声源相对于观察者匀速远离时，观察者听到的声音的音调变低，故C错误．产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动，声源的频率没有变化，是接受到的频率发生了变化，故D错误；故选A．点睛：本题要注意多普勒效应现象的特点、适用范围，对于多普勒效应，要知道在波源与观察者靠近时观察者接收到的波的频率变高，而在波源与观察者远离时接收频率变低；即高亢表示远离，低沉表示靠近．7．图中的实线表示t时刻的一列简谐横波的图像，虚线则表示(t+△t)时刻该波的图像。设T为该波的周期，则△t的取值(其中n=0，1，2，3…)：A.若波沿x轴正方向传播，△t=(n+)TB.若波沿x轴负方向传播，△t=(n+)TC.若波沿x轴正方向传播，△t=(n+)TD.若波沿x轴负方向传播，△t=(n+1)T【答案】C【解析】若波沿x轴正方向传播，则经过△t传播的距离为(n+)λ，对应的时间是(n+)T；选项C正确，A错误；若波沿x轴负方向传播，则经过△t传播的距离为(n+)λ，对应的时间是(n+)T；选项BD错误；故选C.8．下图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象,从图象可知()4A.两摆球质量相等B.两单摆的摆长相等C.两单摆相位相差πD.在相同的时间内,两摆球通过的路程总有s甲=2s乙【答案】B9．下列叙述中正确的有()A.在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度都是不相同的B.两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化C.光的偏振现象说明光波是纵波x.kwD.当观察者向波源靠近时，接收到的波的频率增大，但波源自身的频率不变【答案】D【解析】试题分析：根据光速不变原理，判断在不同参考系中，光在真空中的速度．两列波相叠加产生干涉现象，形成稳定的加强区和减弱区．光的偏转现象说明光是横波．热物体红外辐射比冷物体红外辐射强，夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射．根据光速不变原理，在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度都是相同的，A错误；两列波相叠加产生干涉现象，加强区始终是加强区，减弱区始终是减弱区，B错误；光的偏振现象说明光波是横波，C错误；夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射，故D正确．10．秋千的吊绳有些磨损，在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千：5A.在下摆过程中B.在上摆过程中C.摆到最高点时D.摆到最低点时【答案】D【解析】试题分析：单摆在摆动的过程中，靠径向的合力提供向心力，通过牛顿第二定律分析哪个位置拉力最大．因为单摆在摆动过程中，靠径向的合力提供向心力，设单摆偏离竖直位置的夹角为θ，则有：T﹣mgcosθ=m，因为最低点时，速度最大，θ最小，则绳子的拉力最大，所以摆动最低点时绳最容易断裂．故D正确，A、B、C错误．故选：D．视频11．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ．若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=时刻的波形曲线为（）A.B.C.D.【答案】A【解析】试题分析：由x=0点处质点的振动图象可知该质点的运动情况，得出时刻的运动性质即可得出符合题意的选项．解：从振动图上可以看出x=0处的质点在t=时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确．故选A．【点评】本题要求学生能正确的分析振动图象和波动图象；难点在于能否由波动图象中得出物体的运动方向．12．在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A。M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已6知该波的周期大于1s。则()A.该波的周期为35sB.在t=13s时，N的速度一定为2m/sC.从t=0到t=1s，M向右移动了2mD.从t=13s到t=23s，M的动能逐渐增大【答案】D13．一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图1所示，此后，若经过周期4T开始计时，则图2描述的是()A.a处质点的振动图象B.b处质点的振动图象C.c处质点的振动图象D.d处质点的振动图象【答案】B【解析】由题图1可以判断此时质点a向上振动，质点b处于波谷位置，质点c向下振动，质点d处于波峰位置，经过14周期后，质点a处于波峰，质点b处于平衡位置且正向下振动，质点c处于波谷位置，质点d处于平衡位置且正向下振动，可以判断题图2表示b质点的振动图象，选项B正确。714．频率一定的声源在空气中沿背离静止的接收器的方向匀速运动，设声源的速度为u，声波的速度为v，且uv，接收器接收到的频率为f，则当u增大时()A.f增大，v增大B.f增大，v不变C.f不变，v增大D.f减小，v不变【答案】D【解析】首先，无论u如何变化，声波的速度v不变；随着u的增大，接收器在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收器接收到的频率减小。综上可知，D正确。15．关于机械波，下列说法中正确的是()A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的振动形式传播出去的同时，也可以传递信息D.传播机械波的介质一定是可以自由流动的【答案】C【解析】试题分析：机械波是机械振动在介质中的传播过程，是传递能量和信息的一种方式，A错误C正确；参与振动的质点只在其平衡位置上下振动，不随波的迁移而发生移动，BD错误；故选C考点：考查了对机械波的理解点评：机械波产生的条件是振源与介质．质点不随波迁移，且质点的振动方向与波的传播方向来区分横波与纵波．波形成的特点是：带动、重复、滞后16．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A.若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B.质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C.质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D.质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】D【解析】试题分析：若位移为负值，则恢复力为负值，加速度也一定为负值，但是速度不一定为负值，选项A错误；质点通过平衡位置时，加速度为零，速度最大，选项B错误；质点每次通过平衡位置时，加速度一定相同且均为零，速度大小相同，但是方向不一定相同，故速度不一定相同，选项C错误，D正确；故选D．考点：简谐运动8【名师点睛】此题是对简谐振动特点的考查；要知道加速度和恢复力具有正比同向的关系，而恢复力和位移具有正比反向的关系；而速度最大时加速度最小，此时物体的位移为零.17．一单摆由甲地移到乙地后,发现走时变快了,其变快的原因及调整的方法是()A.g甲g乙,将摆长缩短B.g甲g乙,将摆长放长C.g甲g乙,将摆长缩短D.g甲g乙,将摆长放长【答案】B18．右图为某质点沿x轴做简谐运动的图象,下列说法中正确的是()A.在t=4s时质点速度最大,加速度为0B.在t=1s时,质点速度和加速度都达到最大值C.在0到1s时间内,质点速度和加速度方向相同D.在t=2s时,质点的位移沿x轴负方向,加速度也沿x轴负方向【答案】C【解析】试题分析：根据加速度与位移方向相反，读出加速度的方向．分析位移的变化，确定速度方向及其变化．根据质点的位置，分析加速度和速度的大小．在t=4s时质点位于最大位移处，速度为0，加速度最大，故A错误；在t=1s时，质点通过平衡位置，速度最大，而加速度为0，故B错误；在0到1s时间内，质点的速度沿负方向，位移为正方向，由kxam知，加速度沿负方向，则两者方向相同，C正确；在t=2s时，质点的位移沿x轴负方向，根据kxam知，加速度沿x轴正方向，故D错误．919．某同学看到一只鸟落在树枝上的P处(如图所示),树枝在10s内上下振动了6次。鸟飞走后,他把50g的砝码挂在P处,发现树枝在10s内上下振动了12次。将50g的砝码换成500g的砝码后,他发现树枝在15s内上下振动了6次。试估计鸟的质量最接近()A.50gB.200gC.500gD.550g【答案】B视频20．做简谐运动的单摆摆长不变,若摆球质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时速度减小为原来的12,则单摆振动的()A.频率、振幅都不变B.频率、振幅都改变C.频率不变,振幅改变D.频率改变,振幅不变【答案】C【解析】由单摆的周期公式2LTg，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由212KEmv