(五年真題)專題十四機(jī)械振動與機(jī)械波(學(xué)生版)

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1、專題十四機(jī)械振動與機(jī)械波 考點(diǎn)一機(jī)械振動 1. [2015 ?山東理綜，38（1）]（難度★★）（多選）如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一 小 物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運(yùn)動.以豎直向上為正方向，物塊簡諧運(yùn)動 的表達(dá)式為 y=0.1sin（2.5 兀t ）m.t = 0時刻，一小球從距物塊 h高處自由落下；t = 0.6 s時，小球恰 好與物塊處于同一高度.取重力加速度的大小 g=10 m/s 2.以下判斷正確的是（ ） 14 a. h= 1.7 m b.簡諧運(yùn)動的周期是 0.8 s c. 0.6 s內(nèi)物塊運(yùn)動的路程是 0.2 m d. t=0.4 s時，物塊

2、與小球運(yùn)動方向相反 2. （2014 ?安徽理綜，14, 6分）（難度★★）在科學(xué)研究中，科學(xué)家常將未知現(xiàn)象同 已 知現(xiàn)象進(jìn)行比較，找出其共同點(diǎn)，進(jìn)一步推測未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律.法 國物理學(xué)家 庫侖在研究異種電荷的吸引力問題時，曾將扭秤的振動周期與電 荷間距離的關(guān)系類比 單擺的振動周期與擺球到地心距離的關(guān)系.已知單擺擺 長為l ,引力常量為 G,地球質(zhì) 量為M擺球到地心的距離為 r,則單擺振動 周期T與距離r的關(guān)系式為（ 3. （2014 ?浙江理綜，17, 6分）（難度★★）一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日 風(fēng) 浪較大，游船上下浮動.可把游船浮動簡化成豎直方向的簡諧運(yùn)

3、動，振幅 為20 cm,周 期為3.0 s .當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時，甲板剛好與碼頭地面平齊.地 面與甲板的高度差不 超過10 cm時，游客能舒服地登船.在一個周期內(nèi)，游 客能舒服登船的時間是（ ） A. 0.5 s B. 0.75 s C. 1.0 s D. 1.5 s 4. [2013 ?江蘇單科，12B（1）]（難度十）如圖所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是 4 Hz.現(xiàn) 勻速轉(zhuǎn)動把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動力，測得彈簧振子振動達(dá)到穩(wěn) 定時的頻率 為1 Hz,則把手轉(zhuǎn)動的頻率為 A. 1 Hz B. 3 Hz C. 4 Hz D. 5 Hz 5. (2013 ?

4、上海單科, 4,2分）（難度★）做簡諧運(yùn)動的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置 時, 可能不同的物理量是 A.位移B .速度 ?加速度D .回復(fù)力 6. (2012 ?重慶理綜, 14 6分）（難度★★）裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面，如圖 示.將試管豎直提起少許，然后由靜止釋放并開始計時，在一定時間內(nèi)試 管在豎直方 向近似做簡諧運(yùn)動.若取豎直向上為正方向，則以下描述試管振 動的圖象中可能正確 的是（ ） 7. [2014 ?山東理綜，38（1）]（難度★★）（多選）一列簡諧橫波沿直線傳播.以波源 O 由 平衡位置開始振動為計時零

5、點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn) A的振動圖象如圖所示，已知 Q A的平衡位置相距 0.9 m .以下判斷正確的是（ ） 41 ill A.波長為1.2 m B.波源起振方向沿 y軸正方向 C.波速大小為0.4 m/s D.質(zhì)點(diǎn)A的動能在t=4 s時最大 8. [2013 ?新課標(biāo)全國H ,34（1）]（難度★★）如圖，一輕彈簧一端固定，另一端連接 一 物塊構(gòu)成彈簧振子，該物塊是由a、b兩個小物塊粘在一起組成的.物塊在 光滑水平面 上左右振動，振幅為 A,周期為T）.當(dāng)物塊向右通過平衡位置時， a、b之間的粘膠脫開; 以后小物塊a振動的振幅和周期分別為 A和T,則A A（填“>”、“

6、v”或 “ ="），T To（填“>”、或 “ = 9. （2012 ?全國卷，25,19分）（難度★ ★★） 一單擺在地面處的擺動周期與在某礦井 底 部擺動周期的比值為 k.設(shè)地球的半徑為 R假定地球的密度均勻.已知質(zhì)量 均勻分布的 球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，求礦井的深度 d. 考點(diǎn)二機(jī)械波 1. （2015 ?北京理綜，15,6分）（難度★★）周期為2.0 s的簡諧橫波沿x軸傳播，該 波 在某時刻的圖象如圖所示，此時質(zhì)點(diǎn) P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，則該波（ ） A. 1X x軸正方向傳播，波速 v=20 m/s B. 1X x軸正方向傳播，波速 v=10

7、 m/s C. 1舌x軸負(fù)方向傳播，波速 v=20 m/s D. 1X x軸負(fù)方向傳播，波速 v=10 m/s 2. （2015 ?四川理綜，2, 6分）（難度★★）平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌?（橫波），在波 的 傳播方向上有相距 3m的甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動，測得兩小木塊每 分鐘都上下 30次，甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰.這列 水面波（ ） A.頻率是30 Hz B.波長是3 m C.波速是1 m/s D.周期是0.1 s 3. （2015 ?天津理綜，3, 6分）（難度★ ★★）圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形 圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為 xa

8、= 2 m和Xb=6 m,圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時刻 開始計 時的振動圖象.下列說法正確的是 （ ） A.該波沿+ x方向傳播，波速為1 m/s B.質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4 s振動的路程為4 m C.此時亥I質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+ y方向 D.質(zhì)點(diǎn)a在t = 2 s時速度為零 4. [2015 ?江蘇單科，12B（1）]（難度★★）（多選）一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群 正 向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比 （ ） A.波速變大 B.波速不變 C.頻率變高 D.頻率不變 5. [2015 ?海南單科，16（1） , 4分]（難度★ ★★）（多選）一列沿x軸正方向傳播的簡

9、 諧 橫波在t =0時刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn) P的x坐標(biāo)為3 m.已知任意振動 質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2 次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為 0.4 s .下列說法正確的是（ ） A.波速為4 m/s B.波的頻率為1.25 Hz C. x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.6 s時恰好位于波谷 D. x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2 s時恰好位于波峰 E.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時，x坐標(biāo)為17 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷 6. [2014 ?新課標(biāo)全國I , 34（1） , 6分]（難度★ ★★）（多選）圖⑻ 為一列簡諧橫波在 t = 2 s時的波形圖，圖（b）為媒質(zhì)中平衡位置在 x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的振

10、動圖象， P是平衡位 置為x= 2 m的質(zhì)點(diǎn).下列說法正確的是 （ A.波速為0.5 m/s B.波的傳播方向向右 C. 0?2 s時間內(nèi)，P運(yùn)動的路程為8 cm D. 0?2 s時間內(nèi)，P向y軸正方向運(yùn)動 E.當(dāng)t = 7 s時，P恰好回到平衡位置 7. [2014 ?新課標(biāo)全國II , 34（1） , 5分]（難度★ ★★）（多選）圖⑻為一列簡諧橫波在 t = 0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置在 x= 1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置 在x=4.0 m 處的質(zhì)點(diǎn)；圖（b）為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖象.下列說法正確的是 （ ） A.在t = 0.10 s時，質(zhì)

11、點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動 B.在t = 0.25 s時，質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同 C.從t = 0.10 s到t = 0.25 s ,該波沿x軸負(fù)方向傳播了 6 m D.從t = 0.10 s至iJt = 0.25 s ,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為 30 cm E.質(zhì)點(diǎn)Q簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為 y = 0.10sin（10兀t）（國際單位制） 8. （2014 ?浙江理綜，14, 6分）（難度★★）下列說法正確的是 （ ） A.機(jī)械波的振幅與波源無關(guān) B.機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定 C.物體受到的靜摩擦力方向與其運(yùn)動方向相反 D.動摩擦因數(shù)的數(shù)值跟相互接觸的兩個物體的材

12、料無關(guān) 9. （2014 ?天津理綜，5 , 6分）（難度★★）平衡位置處于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源 S在y軸上 振 動，產(chǎn)生頻率為50 Hz的簡諧橫波向x軸正、負(fù)兩個方向傳播，波速均為 100 m/s.平 衡位置在x軸上的P Q兩個質(zhì)點(diǎn)隨波源振動著，P、Q的x軸坐標(biāo) 分別為xp=3.5 m、xq =—3 m.當(dāng)S位移為負(fù)且向一y方向運(yùn)動時，R Q兩 質(zhì)點(diǎn)的（ ） A.位移方向相同、速度方向相反 B.位移方向相同、速度方向相同 C.位移方向相反、速度方向相反 D.位移方向相反、速度方向相同 10. （2014 ?北京理綜，17, 6分）（難度★★）一簡諧機(jī)械橫波沿 x軸正方向傳播，波

13、長 為入，周期為TJ=0時刻的波形如圖1所示，a、b是波上的兩個質(zhì)點(diǎn).圖 2是波上某 一質(zhì)點(diǎn)的振動圖象.下列說法中正確的是 （ A. t=0時質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大 B. t=0時質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn) b的小 C.圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)a的振動 D.圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動 11. （2014 ?安徽理綜，16, 6分）（難度★★） 一簡諧橫波沿 x軸正向傳播，圖1是t =0 x坐標(biāo)值合理的是（ 時刻的波形圖，圖2是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動圖象，則該質(zhì)點(diǎn)的 A. 0.5 m B. 1.5 m C. 2.5 m D. 3.5 m 12. （2014 ?四川理綜，5, 6

14、分）（難度★★）如圖所示，甲為 t = 1 s時某橫波的波形 圖 象，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點(diǎn)的振動圖象，距該質(zhì)點(diǎn)A x=0.5 m處質(zhì) 點(diǎn)的振動圖 象可能是（ ） 13. （2014 ?福建理綜，17, 6分）（難度★★）在均勻介質(zhì)中，一列沿 x軸正向傳播的 橫 波，其波源O在第一個周期內(nèi)的振動圖象如右圖所示，則該波在第一個周 期末的波形 圖是（ ） 14. （2014 ?大綱全國卷，18, 6分）（難度★★）（多選）兩列振動方向相同、振幅分別 為 A和A2的相干簡諧橫波相遇.下列說法正確的是 （ ） A.波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為 |A —A2|

15、 B.波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移始終為 A + A2 C.波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移 D.波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅 15. （2013 ?北京理綜，15,6分）（難度★ ★★） 一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫 波, 波速為4 m/s.某時刻波形如圖所示，下列說法正確的是 （ ） A.這列波的振幅為 4 cm B.這列波的周期為 1 s C.此時x= 4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動 D.此時x=4 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為 0 16. （2013 ?福建理綜，16,6分）（難度★★）如圖

16、所示，t = 0時刻，波源在坐標(biāo)原點(diǎn) 從 平衡位置沿y軸正向開始振動，振動周期為 0.4 s ,在同一均勻介質(zhì)中形成 沿x軸正、負(fù) 兩方向傳播的簡諧橫波.下圖中能夠正確表示 t=0.6 s時波形的 圖是（ 17. （2012 ?全國卷，20,6分）（難度★★）（多選）一列簡諧橫波沿 x軸正方向傳播， 圖 甲是t = 0時刻的波形圖，圖乙和圖丙分別是 x軸上某兩處質(zhì)點(diǎn)的振動圖 象.由此可知，這 兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離可能是 （ ） 4 D「m 3 18. （2012 ?安徽理綜，15, 6分）（難度★ ★★） 一列簡諧波沿 x軸正方向傳播，在t =0

17、 時波形如圖所示，知波速為10 m/s.則t = 0.1 s 時正確的波形應(yīng)是下圖 中的（ ） 19. [2011 ?新課標(biāo)全國卷，34（1） , 6分]（難度★ ★★）（多選）一振動周期為T、振幅 為 A、位于x= 0點(diǎn)的波源從平衡位置沿 y軸正向開始做簡諧振動.該波源產(chǎn) 生的一維簡 諧橫波沿x軸正向傳播，速為v,傳播過程中無能量損失.一段 時間后，該振動傳播至某質(zhì) 點(diǎn)P,關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P振動的說法正確的是（ ） A.振幅一定為A B.周期一定為T C.速度的最大值一定為 v D.開始振動的方向沿 y軸向上或向下取決于它離波源的距離 E.若P點(diǎn)與波源距離s=v

18、-t ,則質(zhì)點(diǎn)P的位移與波源的相同 20. [2012 ?新課標(biāo)全國，34（1） , 6分]（難度★ ★★） 一簡諧橫波沿 x軸正向傳播，t =0 時刻的波形如圖（a）所示，=0.30 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖線如圖（b）所示，該 質(zhì)點(diǎn)在t = 0時刻 的運(yùn)動方向沿y軸（填“正向”或“負(fù)向” ）.已知 該波的波長大于0.30 m , 則該波的波長為 m. 21. ［2015 ?新課標(biāo)全國n ,34(2) , 10分］(難度★ ★★)平衡位置位于原點(diǎn) O的波源 發(fā) 出的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平 x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個點(diǎn)(均位于x軸正向)，P 與O的距離為35 cm,此距離介于

19、一倍波長與二倍波長之 間.已知波源自t = 0時由平衡 位置開始向上振動，周期 T= 1 s ,振幅A= 5 cm.當(dāng)波傳到P點(diǎn)時，波源恰好處于波峰位置； 此后再經(jīng)過5 s ,平衡位置在 Q處 的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置.求： (i ) R Q間的距離； (ii)從t = 0開始到平衡位置在 Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時，波源在振 動過程 中通過的路程. 22. [2015 ?新課標(biāo)全國I , 34(2) , 10分］(難度★ ★★)甲、乙兩列簡諧橫波在同一 質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播，波速均為v=25 cm/s.兩列波在t = 0時的 波形曲線如 圖所示.求: jf/cm

20、 (i ) t = 0時，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為 16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)； (ii)從t = 0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為一 16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時間. 23. [2015 ?重慶理綜，11(2) , 6分](難度★★)下圖為一列沿 x軸正方向傳播的簡諧 機(jī) 械橫波某時刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn) P的振動周期為0.4 s .求該波的波速并判斷 P點(diǎn)此時的 振動方向. yir.ni 24. [2014 ?重慶理綜，11(2) , 6分](難度★★) 一豎直懸掛的彈簧振子 ，下端裝有一 記 錄筆，在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙.當(dāng)振子上下振動時，以速

21、率 v水平向 左勻速拉動 記錄紙，記錄筆在紙上留下如題圖所示的圖象. y1、y2、x。、2xo為紙上印跡的位置坐標(biāo). 由 此圖求振動的周期和振幅. 考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)：探究單擺的運(yùn)動 用單擺測定重力加速度 1. [2015 ?天津理綜，9(2)](難度★ ★★)某同學(xué)利用單擺測量重力加速度. ①為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是 . A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球 B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細(xì)線 C.實(shí)驗(yàn)時須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動 D.擺長一定的情況下，擺的振幅盡量大 ②如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約 1m的單 擺.

22、實(shí)驗(yàn)時, 由于僅有量程為20 cm、精度為1 mm的鋼板刻度尺，于是他先使擺球自然 下 垂，在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn)，測出單 擺的周 期Ti;然后保持懸點(diǎn)位置不變，設(shè)法將擺長縮短一些，再次使擺球自 然下垂，用同樣方 法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn)，并測出單擺的周期 最 后用鋼板刻度尺量出豎直立柱 上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離A L.用上述測量結(jié)果， 寫出重力加速度的表達(dá)式 g= 2. [2015 ?北京理綜，21（2）]（難度★ ★★）用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所 示. ①組裝單擺時，應(yīng)在下列器材中選用 （選填選項(xiàng)前的字母）. A.長度為1 m

23、左右的細(xì)線 B.長度為30 cm左右的細(xì)線 C.直彳至為1.8 cm的塑料球 D.直彳至為1.8 cm的鐵球 ②測出懸點(diǎn)O到小球球心的距離（擺長）L及單擺完成n次全振動所用的時間 t,則重 力加速度 g=（用L、n、t表示）. ③下表是某同學(xué)記錄的 3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理 . 組次 1 2 3 L/cm 80.00 90.00 100.00 50次全振動時間t/s 90.0 95.5 100.5 振動周期T/s 1.80 1.91 重力加速度g/（m - s ） 9.74 9.73 請計算出第3組實(shí)驗(yàn)中的T=s, g=m/

24、s2. ④用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出 T2L圖象，也可以求出重力加速度 g.已知三位同學(xué)做 出的 T2-L圖線的示意圖如圖中的 a、b、c所示，其中a和b平行，b和c者B 過原點(diǎn)，圖線b對 應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣劝譤值.則相對于圖線 b,下列分析正確的是 （選填 選項(xiàng)前白^字母）. A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長 L B.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將 49次全振動記為50次 C.圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值 ⑤某同學(xué)在家里測重力加速度.他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個單擺，如圖所 示，由于 家里只有一根量程為 30cm的刻度尺，于是他在細(xì)線

25、上的 A點(diǎn)做了 一個標(biāo)記，使得懸點(diǎn)O 到A點(diǎn)間的細(xì)線長度小于刻度尺量程.保持該標(biāo)記以 下的細(xì)線長度不變，通過改變 Q A 間細(xì)線長度以改變擺長.實(shí)驗(yàn)中，當(dāng) Q A間細(xì)線的長度分別為li、12時，測得相應(yīng)單擺的 周期為Ti、T2.由此可得重 力加速度g=（用li、12、Ti、T2表示）. 3. （2013 ?安徽理綜，211, 5分）（難度★ ★★）根據(jù)單擺周期公式 T= 2兀、七，可 以 臺上，下端系 一小鋼球，就做成了單擺. 通過實(shí)驗(yàn)測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?如圖甲所示，將細(xì)線的上端固定在鐵架 （1）用游標(biāo)卡尺測量小鋼球直徑，示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為 mm. （2）以下是實(shí)驗(yàn)過程中

26、的一些做法，其中正確的有 . a.擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些 b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的 c.為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺線相距平衡 位置有 較大的角度 d.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置大于 5。，在釋放擺球的同時開始計時，當(dāng) 擺球回 到開始位置時停止計時，此時間間隔A t即為單擺周期 T e.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于 5。，釋放擺球，當(dāng)擺球振動穩(wěn)定 后，從平 A t 衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間A t,則單擺周期T=而 4. [2012 ?天津理綜，9(2)](難度★ ★★)某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)

27、的方法探究影響單擺周期的 因 素. (1)他組裝單擺時，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線， 再用鐵 架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示.這樣做的目的是 . A.保證擺動過程中擺長不變 B.可使周期測量得更加準(zhǔn)確 C.需要改變擺長時便于調(diào)節(jié) D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動 (2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況，用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的 最低端 的長度L=0.999 0 m ,再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑.結(jié)果如圖所示， 則該擺球的直徑 為 mm單擺擺長為 m. [ 2主尺 m II 10 一標(biāo)/ (3)下列振動圖象真實(shí)地描述了對擺長約為 1 m的單擺進(jìn)行周期測量的四種 操作過 程，圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計時開始， A、B C均為30次全振動的圖象， 已知sin 5 ° = 0.087,sin 15 0 =0.26,這四種操作過程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最 小的是. 91