1、2021 屆高考物理機械振動和機械波單元綜合練習 一、單項選擇題（每小題 3 分，共 15 分，每小題只有一個選項符合題意）1如圖所示，為某質點沿 x 軸做簡諧振動的圖像，下列說法中正確的是（ ）A在 t=4s 時質點速度最大，加速度為 0B在 t=1s 時，質點速度和加速度都達到最大值C在 0 到 1s 時刻內，質點速度和加速度方向相同D在 t=2s 時，質點的位移沿 x 軸負方向，加速度也沿 x 軸負方向2一列簡諧橫波向右傳播，波速為 v，沿波的傳播方向上有相距為 l 的 P、Q 兩質點（P 在 左，Q 在右），如圖所示，某時刻 P、Q 兩質點都處于平穩位置，且 P、Q 間僅有一個波峰，

2、通過時刻 t,Q 質點第一次運動到波谷，則 t 取值可能有（ ）個 個 C. 3 個 個3彈簧振子振動圖像如圖所示，在 t 和 t 的時刻內（ ）1 2A振子速度、加速度方向都不變B振子速度、加速度方向都改變C振子速度方向不變，加速度方向改變D振子速度方向改變，加速度方向不變4下列說法中正確的是（ ）A在回復力作用下的運動一定是簡諧運動B簡諧振動物體，速度增大時，加速度一定減小C回復力一定是振動物體所受的合外力D振動物體兩次通過平穩位置的時刻間隔為一個周期5由兩個完全相同的波源 S 和 S 發出的兩列波在某時刻的情形如圖所示，其中實線表示波1 2峰，虛線表示波谷，下列說法中正確的是（ ）A處于

3、波谷與波谷相遇處質點振動一定最弱B處于波峰與波峰相遇處的質點振動一定最強C振動最強質點的位移始終最大，大小為每一列波振幅的 2 倍D振動最弱的質點除了該時刻處于波峰與波谷的交點外，沒有其他質點二、多項選擇題（每小題 4 分，共 16 分. 每小題有多個選項符合題意）6如圖所示，是一列簡諧橫波在 t=0 時的波形圖，若波的傳播速度為 2m/s，則下列說法中 正確的是（ ）A再通過 eq oac(,t=) eq oac(, )質點 P 向右移動 0.8mB再通過 eq oac(,t=) eq oac(, )質點 P 仍在平穩位置，它通過的路程為 0.2mC再通過任意時刻質點 Q 和 P 的振動情形

4、總是相同的D再通過 eq oac(,t=) eq oac(, )，在 x 軸上 00.6m 內波形圖與 t=0 時是相同的7如圖所示是一列簡諧橫波某時刻的波形曲線，質點 a、b 相距20cm,c、d 相距 40cm，現在質點 a 的加速度大小為 2m/s2，質點 c 的速度方向向下，且再通過，質點 c 將第一次到達下方最大位移處，則（ ）A波的傳播方向向左B波的傳播速率為 8m/s1 / 6C現在質點 b 的加速度大小為 2m/s2，方向與質點 a 的加速度方向相反D質點 d 與 a 的振幅相等8甲、乙兩小船隨水波上下振動，兩船相距 80m.當甲在水波波峰時，乙恰在平穩位置，通 過 20s 再

5、觀看，甲觀看，甲恰在波谷，乙仍在平穩位置.則下列說法中正確的是（ ）A水波的最大波長為 160mB.水波的波長可能是643mC水波的最小頻率是140HzD.水波的最小波速是 8ms-19如圖所示，甲、乙是在同一條均質長繩上傳播的兩列簡諧橫波在某一時刻的波形（ ） A這兩列波在坐標原點開始相遇B通過一段時刻可在繩上看見一個兩列波疊加形成的完整正弦波形C通過一段時刻能夠在繩上看見兩列波疊加恰好形成一條直線D在兩列波都通過 O 點的過程中 O 點是一個振動減弱點三、簡答題（每小題 9 分，共 27 分，把答案填在相應的橫線上或按題目要求作答）10（9 分）物體 A 與滑塊 B 一起在光滑水平面上做簡

6、諧運動，如圖所示，A、B 之間無相對 滑動，已知輕質彈簧的勁度系數為 k，A、B 的質量分別為 m 和 M，則 A、B（看成一個振子） 的回復力由 提供，回復力跟位移的比為 ，物體 A 的回復力由 提供， 其回復力跟位移的比為 ，若 A、B 之間的最大靜摩擦因數為，則 A、B 間無相對滑動的最大振幅為 .11（9 分）在研究性學習中，學生通過查找資料明白了豎直方向彈簧振子做簡諧運動的周期公式 T=2mk( k為彈簧的勁度系數，m 是振子的質量），利用下列器材：鐵架臺（固定彈簧的鐵夾）、鉤碼一個、一根輕彈簧、毫米刻度尺、秒表，設計了測量重力 加速度 g 的實驗.（1）補充寫出實驗的步驟：A將輕彈

7、簧懸掛起來測出原長 l0B掛上鉤碼靜止時測出彈簧的長度 l1CD代入表達式算出重力加速度的數值12（9 分）在“用單擺測定重力加速度”的實驗中（ 1）用刻度尺量出懸點到小球的距離 96.60cm，已量得小球直徑是 5.26cm，某同學為減少實驗誤差，對同一擺長的單擺進行3 次 周期測量，每次是在擺球通過最低點時，按下秒表開始計時，同時將此次通過最低點作為第 一次，接著記錄通過最低點的次數，一直數到計時終止，結果如下表：數的次數161271381時刻(s)（1）那個單擺振動周期的測定值是 s，當地重力加速度的值是 m/s2（小 數點后保留兩位）.（2）若測得的 g 值比實際值大，則可能的緣故是（

8、 ）A擺球的質量過大 B.秒表走時比標準鐘慢2 / 6C將振動次數 n 錯記為(n+1) D.測擺長時未計入擺球的半徑四、運算或論述題（本題共6 小題，共 81 分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數值運算的題，答案中必須寫出明確的數值和單 位）13（14 分）如圖所示，質量為 m 的木塊放在彈簧上，與彈簧一起在豎直方向上做簡諧運動， 當振幅為 A 時，物體對彈簧的最大壓力是物體重量的倍，則物體對彈簧的最小壓力是多大？ 要使物體在振動中不離開彈簧，振幅不能超過多大？14（15 分）如圖所示，一根柔軟的彈性繩子右端固定，左端自由，A、B、C、D為繩

9、上 等間隔的點，點間間隔為 50cm，現用手拉著繩子的端點 A 使其上下振動，若 AH 噗開始向上， 經第一次達到最大位移，C 點恰好開始振動，則：（1）繩子形成的向右傳播的橫波速度為多大；（2）從 A 開始振動，經多長時刻 J 點第一次向下達到最大位移；（3）畫出當 J 點第一次向下達到最大位移時的波形圖像.15（16 分）如圖所示，甲為某一波動在 t=時刻的圖像，乙為參與波動的某一質點的振動圖 像.3 / 6（1）兩圖中 AA、OC 各表示什么物理量？量值各是多少？ （2）說明兩圖中 OAB 段圖線的意義.（3）畫出再通過后的波動圖和振動圖像.16（17 分）一列簡諧橫波沿一水平直線由 A

10、 點向 B 點勻速傳播，A、B 之間距離為 d，某一 時刻 A、B 兩質點均處于平穩位置，且 A、B 之間有兩個波峰，若通過時刻 t，質點 B 恰好位 于波峰位置，則這列波可能的傳播速度多大？4 / 6l 單元練 12 機械振動和機械波1C4B 解析 回復力是成效力，能夠是物體受到的和外力，能夠是某個力，或者某個力的分 力.5B9ABD 解析 在同種介質傳播速度相同，因此同時到達 O 點，兩列波頻率相同，振動情形 相反，兩列波發生疊加，O 點為振動的減弱點，由于振幅不等，兩列波疊加不可能形成一條 直線.10彈簧彈力 k B 對 A 摩擦力提供mkM m( M m ) k11（1）將鉤碼向下拉離

11、平穩位置開釋并測出 N 次全振動的時刻 t（2）4 2N2t(l l ) 1 0212 BC13當木塊運動到最低點時，對彈簧壓力最大，現在加速度 a 方向向上，N -mg=ma 因為 N =max max因此 a=12g，當木塊運動到最高點時，對彈簧壓力最小，現在加速度 a 方向向下，有mg N ma, min1現 在 因 位 移 大 小 相 等 、 加 速 度 大 小 相 等 ， 即 a g ， 代 入 求 得2N =min1 1 1 mgmg ,由a g ，能夠先求彈簧的勁度系數 k.因為 kA= m g ,因此 k ，物體在 2 2 2 2 A上升過程中可不能離開彈簧，只有在下降過程中才

12、會，要使物體在振動中不離開彈簧，必須 使振動到最高點時，速度 a 恰為 g，現在壓力 N=0；若振幅再大，物體便會脫離彈簧，物體在最高點 N=0，回復力為重力 mg,mg=kA.因此，振幅mg mg A 2 Ak mg2 Ax1v 10 m s14（1）波（2）波由波源傳到 J 需要時刻 t，由 t =1v0 jv4.5 s 0.45 s , 10波剛傳到 J 時，J 也向上起振.到負最大位移需 t 時刻，則2t 234T 0.3s，因此對應總時刻 t=t +t =1 2（3）如圖15（1）甲圖中AA表示沿波的傳播方 向 距 波 源 1cm處，質點在 t=離開平穩益的位移值為-0.2m.乙圖中

13、 AA表示振動質點在 t=時位移值為-0.2m, 甲圖中 OC 為波長，值為 4cm，乙圖中 OC 為周期，值為 1s5 / 6 ).又在圖甲中 d ,由v ); 又在丙圖中（2）甲圖中 OAB 表示 t=時，沿波傳播方向離波源 2cm 范疇內各質點位移情形，乙圖中 OA B 表示某質點從起振到 t=內各時刻位移情形.（3）再過波形圖像如圖甲所示，再過后振動圖像如圖乙所示.16據題意，初始時刻 A、B 兩質點均處于平穩位置，且 A、B 之間只有兩個波峰.設現在 B 質點豎直向上振動，則可畫出初始時刻 A、B 之間的波形圖，如圖甲、乙所示.在甲、乙兩圖中，B 質點振動至波峰的最短時刻為14T，考慮到波的“重復性”（或質點振動的“重復性”），B質點振動至波峰的時刻通式為 t n14T，則T 4t 2 ( n 0,1,2,3,4n 1 3 T得(4 n 1) dv ( n 0,1,2,3, 8t)；在圖乙中d (4n 1) d,由v 得v ( n 0,