专题38机械振动和机械波备战2020高考物理2019届名校模拟好题分项版汇编学生版

1一、选择题1（4分）（2019四川成都摸底）如图甲，介质中两个质点A和B的平衡位置距波源O的距离分别为1m和5m。图乙是波源做简谐运动的振动图像。波源振动形成的机械横波可沿图甲中x轴传播。已知t＝5s时刻，A质点第一次运动到y轴负方向最大位移处。下列判断正确的是（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分。每选错1个扣2分，最低得分为0分）A．A质点的起振方向向上B．该列机械波的波速为0.2m/sC．该列机械波的波长为2mD．t＝11.5s时刻，B质点的速度方向沿y轴正方向E．若将波源移至x＝3m处，则A、B两质点同时开始振动，且振动情况完全相同2.【加试题】（2018年11月浙江选考物理）如图所示，两种不同材料的弹性细绳在O处连接，M、O和N是该绳上的三个点，OM间距离为7.0m，ON间距离为5.0m。O点上下振动，则形成以O点为波源向左和向右传播的简谐横波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速为1.0m/s。t=0时刻O点处在波谷位置，观察发现5s后此波谷传到M点，此时O点正通过平衡位置向上运动，OM间还有一个波谷。则A.波Ⅰ的波长为4mB.N点的振动周期为4sC.t=3s时，N点恰好处于波谷D.当M点处于波峰时，N点也一定处于波峰3.(5分)（2019广东惠州调研）甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分0分)2A．甲速度为零时，乙速度最大B．甲加速度最小时，乙速度最小C．任一时刻两个振子受到的回复力都不相同D．两个振子的振动频率之比f甲∶f乙=1∶2E．两个振子的振幅之比为A甲∶A乙=2∶14.(4分)（2018海南高考物理）警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率。下列说法正确的是_______。(填入正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分:有选错的得0分)A.车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高B.车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低C.警车匀速驶向停在路边的汽车，警车探测到的反射波频率降低D.警车匀速驶离停在路边的汽车，警车探测到的反射波频率不变5．（2018天津理综）一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1m，t=1s时位移为0.1m，则A．若振幅为0.1m，振子的周期可能为2s3B．若振幅为0.1m，振子的周期可能为4s5C．若振幅为0.2m，振子的周期可能为4sD．若振幅为0.2m，振子的周期可能为6s6、【2019青海模拟】如图所示，两个相干简谐横波在同一区域传播，实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷，已知两列波的振幅均为A、频率均为f。此刻，a、c足波峰与波谷相遇点，b是波谷与波谷相遇点，d是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是_________。(填正确答案标号。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分。每错1个扣3分，最低得分为0分)A．b点振幅为2A3B．a、c两点始终处在平衡位置C．a、c连线上各点始终处在平衡位置D．从该时刻起，经过时间12f，b点振动到d点E．从该时刻起，经过时间14f，b点到达平衡位置7.（5分）（1）(5分)（2018全国理综III）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期T0.20s。下列说法正确的是______。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．波速为0.40m/sB．波长为0.08mC．x=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷D．x=0.08m的质点在t=0.12s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s，则它在该介质中的波长为0.32m二、填空题1.（5分）（2018高考理综II卷）声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。三、计算题1.（10分）（2018全国理综I）一列简谐横波在t=1s3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。42.（2019武汉调研）如图所示，两列简谐横波分别从x轴上的x1=0、x2=16m处相向传播，传播速度v＝2m/s。两波源S1和S2沿y轴方向振动，振动方程分别为yl=4sin(π2t)cm。(i)求波源S，产生的简谐横波的波长人；(ii)考虑两列波的叠加，作出t=6s时S1和S2之间的波形图。3．（12分）（2019北京海淀期中）物理学中，力与运动关系密切，而力的空间累积效果——做功，又是能量转化的量度。因此我们研究某些运动时，可以先分析研究对象的受力特点，进而分析其能量问题。已知重力加速度为g，且在下列情境中，均不计空气阻力。（1）劲度系数为k1的轻质弹簧上端固定，下端连一可视为质点的小物块，若以小物块的平衡位置为坐标原点O，以竖直向下为正方向建立坐标轴Ox，如图17所示，用x表示小物块由平衡位置向下发生的位移。a．求小物块的合力F与x的关系式，并据此说明小物块的运动是否为简谐运动；b．系统的总势能为重力势能与弹性势能之和。请你结合小物块的受力特点和求解变力功的基本方法，以平衡位置为系统总势能的零势能参考点，推导小物块振动位移为x时系统总势能EP的表达式。5（2）图18所示为理想单摆，摆角θ足够小，可认为是简谐运动。其平衡位置记为O'点。a．若已知摆球的质量为m，摆长为L，在偏角很小时，摆球对于O'点的位移x'的大小与θ角对应的弧长、弦长都近似相等，即近似满足：sinθ≈xL。请推导得出小球在任意位置处的回复力与位移的比例常数k2的表达式；b．若仅知道单摆的振幅A，及小球所受回复力与位移的比例常数k2，求小球在振动位移为2A时的动能Ek（用A和k2表示）。4．（2019北京海淀期中反馈题）将一倾角为、上表面光滑的斜面体固定在水平地面上，一劲度系数为k的轻弹簧的上端固定在斜面上，下端与质量为m的小滑块连接且弹簧与斜面平行，如图16所示。用外力控制小滑块使弹簧处于原长，某时刻撤去外力，小滑块从静止开始自由运动。已知：斜面足够长，重力加速度为g。（1）求：小滑块运动到平衡位置时的加速度大小；（2）若小滑块在斜面上振动的周期为T，沿斜面向下运动经过平衡位置时开始计时，请写出小滑块振动过程中位移x随时间t变化的函数关系式；（3）爱钻研的小明同学思考能否将重力势能和弹性势能这两个势能等效地看成一个势能。试帮助小明论述是否可以引进“等效势能”。若可以，以小滑块运动的平衡位置为坐标原点O，平行斜面向上建立一维坐标系Ox，求出“等效势能”的表达式（规定坐标原点为“等效势能”的零点）；若不可以，请说明理由。5.（2019沈阳120中学质检）在频率相同、振动方向相同的两个声源S1和S2，相距3m．如图所示．一人站在声源北方的B点，几乎听不到声音，这个人向正西慢慢移动，声音逐渐加强，到A点时，此人听到的6声音很响，测得A、B间距离为1.5m．则：①S1、S2声波的波长λ为多少？②若此人由B点再向正南方向移动，声音逐渐变响，那么，此人沿正南方向至少走多远，声音又变得很响？6.甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿直线Ox相向传播，t=0时的波形图象如图所示，如果两列波的波速都是10m/s，求：（1）甲、乙两列波的频率各是多少？（2）第几秒末两列波相遇，相遇时C、D两点间有哪些点位移最大？（3）t=0.3s末，C、D间（包括C、D两点）有几个点的位移最大？