高考机械波专题试卷

机械振动与机械波2020-06-041.如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），s1的振幅A1=4cm，S2的振幅A2=3cm，则下列说法正确的是（）A.质点D是振动减弱点B.质点A、D在该时刻的高度差为14cmC.再过半个周期，质点B、C是振动加强点D.质点C的振幅为4cm3.两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（）A.在相遇区域会发生干涉现象B.实线波和虚线波的频率之比为3：2C.平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零D.平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cmE.从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y＜04.某横波在介质中沿x轴传播，图甲是t=ls时的波形图，图乙是介质中x=2m处质点的振动图象，则下列说法正确的是（）A.波沿x轴正向传播，波速为1m/sB.t=2s时，x=2m处质点的振动方向为y轴负向C.x=1m处质点和x=2m处质点振动步调总相同D.在1s的时间内，波动图象上任意质点通过的路程都是10cmE.在t=1s到t=2s的时间内，x=0.5m处的质点运动速度先增大后减小5.如图所示，一列简谱横波沿x轴正向（向右）传播，从波传到x=5m处开始计时（t=0s），已知x=1m处的质点P连续两次位于波峰的时间间隔为0.4s，则下面说法中正确的是（）A.该列波在0.1s内向右传播的距离为1mB.该列波波源的起振方向沿y轴正向C.在0～0.1s内，质点Q（x=1.5m）通过的路程是10cmD.在t=0.2s时，质点Q（x=1.5m）的振动方向沿y轴正向E.质点N（x=9m）经过0.5s第一次到达波谷6.如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s=30m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置向上振动，经过3s波传播了30m，下列判断正确的是（）A.这列波的速度一定是10m/sB.这列波的周期一定是0.8sC.这列波的周期可能是3sD.这列波的波长可能是24m7.一简谐横波沿水平方向由质元a向质元b传播，波速为4m/s，a、b两质元平衡位置间的距离为2m，t=0时刻，a在波峰，b在平衡位置且向下振动，下列哪些时刻b可能处在波峰位置A.󰍵󰍴8.甲、乙两单摆静止在平衡位置，摆长L甲＞L乙。现给摆球相同的水平初速度v0，让其在竖直平面内做小角度摆动。如果用T甲和T乙表示甲、乙两单摆的摆动周期，用θ甲和θ乙表示摆球摆动到振幅位置时摆线与竖直方向的夹角，则下列判断的是（）A．T甲＞T乙，θ甲＜θ乙B．T甲＜T乙，θ甲＞θ乙C．T甲＞T乙，θ甲＞θ乙D．T甲＝T乙，θ甲＝θ乙

9.如图所示，甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象．质点Q的平衡位置位于x=3.5m处，下列说法正确的是（）A.这列波的沿x轴正方向传播B.这列波的传播速度是20m/sC.在0.3s时间内，质点P向右移动了3mD.t=0.1s时，质点P的加速度大于质点Q的加速度sB.󰍳󰍴sC.󰍷󰍸sD.󰍵󰍲󰍹sE.t=0.25s时，x=3.5m处的质点Q到达波峰位置10.如图所示，甲为某一简谐波在t=1.0s时刻的图象，乙为甲图中C点的振动图象．则下列说法正确的是（A.甲图中B点的运动方向向左B.波速v=4m/sC.要使该波能够发生明显的衍射，则要求障碍物的尺寸远大于4mD.该波与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为1Hz11.一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm，周期为T．已知为t=0时刻波上相距40cm的两质点a、b的位移都是1cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是（）A.该列简谐横波波长可能为150cmB.该列简谐横波波长可能为12cmC.当质点b的位移为+2cm时，质点a的位移为负D.在t=󰍷󰜶󰍳󰍴）时刻质点b速度最大E.质点a﹑质点b的速度始终大小相等，方向相反12.一列简谐横波向x轴负方向传播，在t=0时的波形如图所示，P、Q两质点的平衡位置的坐标分别为（﹣1，0）、（﹣7，0）．已知t=0.7s时，质点P第二次出现波峰，下列说法正确的是（）A.该波的波长为5mB.该波的波速为10m/sC.振源的起振方向沿y轴负方向D.当质点Q位于波峰时，质点P位于波谷E.t=0.9s时，质点Q第一次出现波峰13.均匀介质中相距为a的两个波源S1和S2，振动频率均为f，产生的简谐横波沿其连线相向传播，振幅为A，波速为v．O为S1S2的中点，如图所示．已知两波源的振动方向和初始相位均相同．下列说法正确的是（）A.质点O的振动频率为fB.质点O的振动频率为2fC.质点O的振幅为2AD.只要不满足a=n󰝒󰝂（n=1、2、3…），质点O的振幅就一定小于2AE.质点O的振动可能与波源S1、S2不同步14.一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（）A.m/sB.3m/sC.5m/sD.11m/s15.天花板上O点悬挂一单摆,绳子长度为0.99l,质量分布均匀的实心小球质量为m,直径为0.02l,O点正下方0.1l处有一钉子P,如图所示,现将单摆向左拉开一个小角度θ,并由静止释放,小球左右摆动过程中,偏角始终都小于5°,重力加速度为g。求:（1）单摆的振动周期;（2）小球从左摆到最低点时,绳子对小球的拉力大小。󰍵󰍳16.（选做）几个登山运动员登上一座地图上没有标明高度的山峰,他们只带了一些轻质细绳子、钢卷尺、可当作停表用的手表,山顶上还有形状不规则的石子和矮树,他们知道地球半径为R0,海平面处的重力加速度为g0。请根据以上条件,为他们设计测量山峰海拔高度的方法。（1）写出操作步骤和需要直接测量的物理量(物理量用字母符号表示)。（2）推导出用以上直接测出的物理量表示山峰海拔高度的计算式(要求写出推导过程)。17.如图所示,一轻质弹簧上端系于天花板上,一端挂一质量为m的小球,弹簧的劲度系数为k,将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后,小球做简谐运动,则:（1）小球从放手运动到最低点,下降的高度为多少?（2）小球运动到最低点时的加速度大小为多少？18.一列简谐横波在Χ轴上传播，如图所示，实线为t=0时刻的波形图，虚线表示经过△t=0.2s后波形，求：（1）波速的大小．（2）若2T＜△t＜3T，求波速的大小．19.取一根柔软的弹性绳，将绳的右端固定在竖直墙壁上，绳的左端自由，使绳处于水平伸直状态．从绳的端点开始用彩笔每隔0.50m标记一个点，依次记为A、B、C、D…如图所示．现用振动装置拉着绳子的端点A沿竖直方向做简谐运动，若A点起振方向向上，经0.1s第一次达正向最大位移，此时C点恰好开始起振，则①绳子形成的波是横波还是纵波？简要说明判断依据，并求波速为多大；②从A开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？③画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形图象．20.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm．O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点．t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4cm，质点A处于波峰位置：t=到平衡位置，t=1s时，质点A第一次回到平衡位置．求（i）简谐波的周期、波速和波长；（ii）质点O的位移随时间变化的关系式．󰍳󰍵s时，质点O第一次回21.某同学设计了一个测量物体质量的装置,如图所示,其中P为光滑水平面,K是轻质弹簧,A是质量为M的带夹子的标准质量金属块,Q是待测质量的物体,已知该装置的弹簧振子做简谐运动的周期为T=2π,其中,m是振子的质量,k是与弹簧的劲度系数有关的常数,当只有A时,测得其振动周期为T1,将待测物体Q固定在A上后振动周期为T2,则待测物体的质量为多大?22.简谐横波沿x轴传播，M、N是x轴上两质点，如图甲是质点N的振动图象．图乙中实线是t=3s时刻的波形图象，质点M位于x=8m处，虚线是再过△t时间后的波形图象．图中两波峰间距离△x=7.0m．求①波速大小和方向；②时间△t．23.如图所示,光滑的水平面上放有一弹簧振子,轻弹簧右端固定在滑块上,已知滑块质量m=0.5kg,弹簧劲度系数k=240N/m,将滑块从平衡位置O向左平移,将弹簧压缩5cm,静止释放后滑块在A、B间滑动,则:（1）滑块加速度最大是在A、B、O三点中哪点?此时滑块加速度多大?（2）滑块速度最大是在A、B、O三点中哪点?此时滑块速度多大?(假设整个系统具有的最大弹性势能为0.3J)25.如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小为v=0.6m/s，P质点的平衡位置坐标为x=0.96m．从图中状态开始计时（此时该波刚好传到距O点0.24m的位置），求：（1）经过多长时间，P质点第一次到达波峰？（2）经过多长时间，P质点第二次到达波谷？P质点第二次到达波谷时，P质点通过的路程及该时刻的位移为多少？