（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練33 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波綜合性問題（含解析）新人教版

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1、考點(diǎn)規(guī)范練33　機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波綜合性問題 一、單項(xiàng)選擇題 1.(2017·上海卷)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺,其擺長不變,若擺球的質(zhì)量增加為原來的94倍,擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的23,則單擺振動(dòng)的(　　) A.周期不變,振幅不變 B.周期不變,振幅變小 C.周期改變,振幅不變 D.周期改變,振幅變大 2.一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示,t=0.04 s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示。若該波的傳播速度為2.5 m/s,可判斷(　　) A.波向左傳播,周期為0.032 s B.波向右傳播,周期為0.032 s C.波向左傳播,周期為0.04 s D.波向右傳播,周期

2、為0.04 s 3.(2018·天津南開區(qū)模擬)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,x=0與x=1 m處兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線分別如圖中實(shí)線與虛線所示,由此可以得出(　　) A.波長一定是4 m B.周期一定是4 s C.最大波速無法確定 D.波的傳播速度可能是0.125 m/s 4.(2018·上海虹口檢測(cè))惠更斯利用擺的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器,叫擺鐘。如圖所示,旋轉(zhuǎn)鐘擺下端的螺母可以使擺上的圓盤沿?cái)[桿上下移動(dòng)。為使擺鐘走時(shí)準(zhǔn)確,下列做法正確的是(　　) A.擺鐘快了,應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿上移 B.擺鐘慢了,應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿下移 C.由冬季變?yōu)橄募緯r(shí),應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿上移 D.把擺鐘從黑龍

3、江移到福建,應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿下移 二、多項(xiàng)選擇題 5.一列橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示,a、b兩質(zhì)點(diǎn)間距為8 m,a、c兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的間距為3 m,當(dāng)t=1 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)c恰好通過平衡位置,則波速可能為(　　) A.1 m/s B.8 m/s C.13 m/s D.23 m/s 6.(2018·陜西寶雞月考)如圖所示,擺球A、B用細(xì)線懸掛在天花板上,兩球剛好接觸,現(xiàn)將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開一小角度后釋放,碰撞后,兩擺球分開各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),以mA、mB分別表示A、B擺球的質(zhì)量,則(　　) A.如果mA>mB,下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè) B.如果mA

4、次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè) C.無論兩擺球的質(zhì)量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置右側(cè) D.無論兩擺球的質(zhì)量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè) 7.(2018·河南模擬)最近幾年以來,地震在世界各地頻頻出現(xiàn),讓人感覺地球正處于很“活躍”的時(shí)期。地震波既有橫波,也有縱波,若我國地震局截獲了一列沿x軸正方向傳播的地震橫波,在t(圖中實(shí)線)與t+0.4 s(圖中虛線)兩個(gè)時(shí)刻x軸上-3~3 km區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖所示,則下列說法正確的是(　　) A.該地震波的波長為3 km B.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大周期為0.8 s C.該地震波最小波速為5 km/s D.從t時(shí)刻開始計(jì)時(shí)

5、,x=2 km處的質(zhì)點(diǎn)比x=2.5 km處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置 E.從t時(shí)刻開始計(jì)時(shí),x=2 km處的質(zhì)點(diǎn)比x=2.5 km處的質(zhì)點(diǎn)后回到平衡位置 三、非選擇題 8.有兩列簡(jiǎn)諧橫波a、b在同一介質(zhì)中分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播。兩列波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示,已知a波的周期Ta=1 s。求: (1)兩列波的傳播速度; (2)從t=0時(shí)刻開始,最短經(jīng)過多長時(shí)間x=1.0 m的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為0.16 m? 考點(diǎn)規(guī)范練33　機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波綜合性問題 1.B　解析由單擺周期公式T=2πl(wèi)g知,單擺擺長不變,則單擺振動(dòng)的周期不變,在振動(dòng)過程中擺球經(jīng)過平衡位置的速度減小

6、,則振動(dòng)系統(tǒng)的能量減小,單擺的振幅減小,由此可知B項(xiàng)正確。 2.B　解析若該波的傳播速度為2.5m/s,則該波在t=0.04s內(nèi)傳播的距離為x=vt=2.5×0.04m=0.1m,由題圖知波長為λ=8cm=0.08m,則得x=54λ,所以波向右傳播。由t=0.04s=54T,得周期為T=0.032s,選項(xiàng)B正確。 3.B　解析若波向左傳播時(shí),t=0時(shí)刻,x=0處質(zhì)點(diǎn)位于波峰,x=1m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng),結(jié)合波形,則有Δx=n+34λ 得到波長λ=44n+3m(其中n=1,2,3,…) 同理得到,若波向右傳播時(shí),Δx=n+14λ,波長λ=44n+1m,故波長有多個(gè)可能的值,不一

7、定為4m,故A錯(cuò)誤;從圖中看出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為4s,故波的周期為4s,故B正確;根據(jù)v=λT,波長最大時(shí)波速最大,由選項(xiàng)A的分析可得最大波長為4m,故最大波速v=44m/s=1m/s,故C錯(cuò)誤;若波向左傳播時(shí),波長λ=44n+3m(其中n=1,2,3,…),故波速v=λT=14n+3m/s;若波向右傳播時(shí),波長λ=44n+1m(其中n=1,2,3,…);故波速v=λT=14n+1m/s;如果波速為0.125m/s=18m/s,則n不可能為整數(shù),故D錯(cuò)誤。 4.C　解析擺鐘快了,說明單擺的周期變小了,由單擺的周期公式T=2πl(wèi)g可知l偏短了,應(yīng)適當(dāng)增長一些,所以應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿下移,故A錯(cuò)誤。擺

8、鐘慢了,說明單擺的周期變大了,由單擺的周期公式T=2πl(wèi)g可知l偏長了,應(yīng)適當(dāng)減少一些,所以應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿上移,故B錯(cuò)誤。擺桿存在熱脹冷縮,由冬季變?yōu)橄募緯r(shí),有效擺長變長,由單擺的周期公式T=2πl(wèi)g可知周期變長,鐘表變慢了,為使鐘表變得準(zhǔn)確,由B選項(xiàng)的解答可知應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿上移,故C正確。把擺鐘從黑龍江移到福建,是從高緯度地區(qū)移到了低緯度地區(qū),重力加速度變小了,由單擺的周期公式T=2πl(wèi)g可知周期變長,鐘表變慢了,為使鐘表變得準(zhǔn)確,由B選項(xiàng)的解答可知應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿上移,故D錯(cuò)誤。 5.ACD　解析若波向左傳播:圖中c點(diǎn)最右側(cè)的平衡位置的振動(dòng)傳到c點(diǎn)時(shí),c恰好通過平衡位置,此過程中波傳播的距

9、離為x=1m,則波速為v=xt=11m/s=1m/s。根據(jù)波的周期性可知,波向左傳播的距離為x=(4n+1)m(n=0,1,2,3,…),波速為v=xt=4n+11m/s=(4n+1)m/s,n=0時(shí),v=1m/s,當(dāng)n=3時(shí),v=13m/s。若波向右傳播:根據(jù)波的周期性可知,波向右傳播的距離為x=(4n+3)m(n=0,1,2,3,…),波速為v=xt=(4n+3)m/s。當(dāng)n=5時(shí),v=23m/s,由于n是整數(shù),所以v不可能等于8m/s。故選項(xiàng)A、C、D正確,B錯(cuò)誤。 6.CD　解析根據(jù)周期公式T=2πl(wèi)g知,兩單擺的周期相同與質(zhì)量無關(guān),所以相撞后兩球分別經(jīng)過T2后回到各自的平衡位置。這

10、樣必然是在平衡位置相遇,所以不管A、B的質(zhì)量如何,下一次碰撞都在平衡位置,故A、B錯(cuò)誤,C、D正確。 7.BCD　解析由題圖可知,在-3~3km范圍內(nèi)有1.5個(gè)波長,所以波長為61.5km=4km,故A錯(cuò)誤;由題圖可知,圖中由實(shí)線變成虛線的時(shí)間t=n+12T,當(dāng)n=0時(shí)的周期最大,此時(shí)12T=Δt=0.4s,所以最大周期為0.8s,故B正確。波速v=λT,周期最大時(shí),波速最小,所以最小波速為v=λT=40.8km/s=5km/s,故C正確;由題圖結(jié)合波向右傳播可知,在t=0時(shí)刻,x=2.5km處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向向上,而x=2km處的質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)在最大位移處,所以從t時(shí)刻開始計(jì)時(shí),x=2km處的質(zhì)

11、點(diǎn)比x=2.5km處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置,故D正確,E錯(cuò)誤。 8.解析(1)由題圖可知a、b兩列波的波長分別為 λa=2.5m,λb=4.0m 兩列波在同種介質(zhì)中的傳播速度相同,為v=λaTa=2.5m/s。 (2)要使x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為0.16m,需滿足a波和b波的波峰同時(shí)傳播到該質(zhì)點(diǎn)。 a波的波峰傳播到x=1.0m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間 ta=Δxav=1m+mλav(m=0,1,2,…) b波的波峰傳播到x=1.0m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間 tb=Δxbv=1.5m+nλbv(n=0,1,2,…) 又ta=tb=t 聯(lián)立解得5m-8n=1(m=0,1,2,…;n=0,1,2,…) 分析知,當(dāng)m=5、n=3時(shí),x=1.0m的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為0.16m時(shí)經(jīng)過的時(shí)間最短。 將m=5代入ta=1m+mλav 解得t=ta=5.4s。 答案(1)都為2.5 m/s　(2)5.4 s 4