試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)2024年高考物理小專(zhuān)題精選題特訓(xùn)：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波一、單選題1．某單擺在地球上做振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期為T(mén)。若將該單擺放到重力加速度為地球表面的星球表面做振幅為的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期為（）A． B． C． D．3T2．圖為某人在醫(yī)院做的心電圖的一部分，已知他當(dāng)時(shí)心率為60次/min，且圖中每小格寬1mm，則心電圖儀卷動(dòng)紙帶的速度約為（）A．10cm/min B．30cm/min C．50cm/min D．70cm/min3．如圖所示，物體與滑塊一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，、之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，已知輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為，、的質(zhì)量分別為和，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體A所受的回復(fù)力大小跟位移大小之比為kB．把物體A與滑塊B看成一個(gè)振子，其回復(fù)力大小跟位移大小之比為kC．滑塊B的回復(fù)力是由彈簧的彈力提供D．若A、B之間的最大靜摩擦因數(shù)為，則A、B間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的最大振幅為4．汽車(chē)主動(dòng)降噪系統(tǒng)的原理是通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出聲波將車(chē)外噪音反向抵消，從而減少車(chē)內(nèi)噪音。下列說(shuō)法正確的是（）A．抵消信號(hào)的振幅應(yīng)為噪聲信號(hào)的2倍 B．抵消信號(hào)與噪聲信號(hào)的波長(zhǎng)相同C．汽車(chē)降噪是因?yàn)樵肼曅盘?hào)發(fā)生了偏振 D．汽車(chē)降噪是因?yàn)樵肼曅盘?hào)發(fā)生了多普勒效應(yīng)5．以坐標(biāo)原點(diǎn)O為界的兩種介質(zhì)中有兩個(gè)波源和，坐標(biāo)分別為、，在x軸上產(chǎn)生相向傳播的兩列簡(jiǎn)諧橫波。時(shí)波形圖如圖所示，時(shí)，兩列波在坐標(biāo)原點(diǎn)O相遇。下列說(shuō)法正確的是（

）A．左、右兩列波的周期之比為2∶1B．時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向C．內(nèi)，處的質(zhì)點(diǎn)沿傳播方向通過(guò)的路程為D．內(nèi)，處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為6．如圖所示為一列沿x軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)M、N的平衡位置分別是、，已知質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程為。則下列說(shuō)法正確的是（）A．該列波沿x軸負(fù)方向傳播B．該列波的傳播速度為20m/sC．質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)方程為D．質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)方程為二、多選題7．一擺長(zhǎng)為1m的單擺在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)圖像如圖所示，重力加速度g取10m/s2，取π2=10，則下列說(shuō)法正確的是（）A．該單擺在0.5s時(shí)的位移為-1cmB．該單擺的固有周期為2sC．該單擺的振動(dòng)頻率為1.25HzD．若僅增大驅(qū)動(dòng)力的頻率，該單擺擺動(dòng)的幅度將減小E．若僅減小驅(qū)動(dòng)力的頻率，該單擺的固有周期將變大8．如圖所示，質(zhì)量為的物塊P通過(guò)輕質(zhì)彈簧懸掛在天花板上并保持靜止?fàn)顟B(tài)，質(zhì)量也為的物塊Q從物塊P的正下方處以的初速度豎直上拋，兩物塊碰撞后粘在一起與彈簧組成一個(gè)豎直方向的彈簧振子，已知輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為，重力加速度g取，兩物塊碰撞時(shí)間極短，兩物塊上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈簧始終未超過(guò)彈性限度，物塊P、Q均可視為質(zhì)點(diǎn)。則下列說(shuō)法正確的是（）A．兩物塊碰撞前瞬間，Q的速度大小為B．兩物塊碰撞過(guò)程中，損失的機(jī)械能為1.2JC．兩物塊碰撞后，P上升的最大距離為0.2mD．兩物塊碰撞后組成的彈簧振子，振幅為0.4m9．如圖甲所示，在直角坐標(biāo)系中，A點(diǎn)坐標(biāo)為，B點(diǎn)坐標(biāo)為，C點(diǎn)坐標(biāo)為。O、A兩點(diǎn)有兩個(gè)完全相同的波源，從時(shí)刻開(kāi)始沿x軸方向開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)圖像均如圖乙所示。已知波的傳播速度為0.25m/s，下列說(shuō)法正確的是（）A．B點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)B．時(shí)B質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為10cmC．0~12s內(nèi)，B質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的路程為80cmD．之間（不含A、B點(diǎn)）振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為2個(gè)10．如圖所示是某水池的剖面圖，A、B兩區(qū)域水深分別為，其中，點(diǎn)O處于兩部分水面分界線上，M和N是A、B兩區(qū)域水面上的兩點(diǎn)，O、M間距離為3m，O、N間距離為4m。時(shí)M點(diǎn)從平衡位置向上振動(dòng)、N點(diǎn)從平衡位置向下振動(dòng)，形成以M、N點(diǎn)為波源的水波（可看作簡(jiǎn)諧橫波），兩波源振動(dòng)頻率均為2Hz，振幅均為5cm。當(dāng)時(shí)，O點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)且振動(dòng)方向向下。已知水波的波速跟水深關(guān)系為，式中h為水的深度，。下列說(shuō)法正確的是（）A．區(qū)域B的水深B．A、B兩區(qū)域水波的波長(zhǎng)之比為2∶1C．時(shí)，O點(diǎn)經(jīng)平衡位置向上振動(dòng)D．后，MN之間存在10個(gè)振幅為10cm的點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)題11．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，他找到了一小鋼球作為擺球，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下：a．將小球用細(xì)尼龍線系好，將尼龍線的上端固定于O點(diǎn)，如圖甲所示；b．用刻度尺測(cè)出尼龍線長(zhǎng)度l作為擺長(zhǎng)；c．將小球拉開(kāi)一個(gè)大約5°的角度，然后由靜止釋放；d．從小球擺到最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)為0，當(dāng)小球第n次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)結(jié)束計(jì)時(shí)，記錄總時(shí)間為t，得出擺動(dòng)周期T；e．改變尼龍線長(zhǎng)度再做幾次實(shí)驗(yàn)，記下相應(yīng)的l和值，并做出圖像如圖乙所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)單擺的周期為（用所測(cè)物理量符號(hào)表示）。(2)他用某種儀器來(lái)測(cè)量小鋼球的直徑，得到的測(cè)量值，此測(cè)量數(shù)據(jù)是選用了儀器______（選填“A”“B”或“C”）測(cè)量得到的。A．毫米刻度尺 B．10分度游標(biāo)卡尺 C．20分度游標(biāo)卡尺(3)圖像不過(guò)原點(diǎn)的原因是。(4)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椋ㄓ脠D乙中的a、b、c表示）。四、解答題12．如圖所示，傾角為θ=30°的光滑斜面底端固定有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧上端連接一質(zhì)量為2m的滑塊B而處于靜止?fàn)顟B(tài)，在B的上方處由靜止釋放一質(zhì)量為m的滑塊A，隨后A與B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短（可忽略不計(jì)），碰后A、B一起向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最低點(diǎn)后又向上彈回。已知重力加速度為g，彈簧振子的周期公式為，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，M為振子的質(zhì)量。（1）求碰后瞬間A、B的共同速度；（2）求碰后A、B一起向下運(yùn)動(dòng)的最大位移；（3）試判斷A、B碰后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否會(huì)分離。如果會(huì)分離，則求從釋放A到A、B第一次分離所用的時(shí)間；如果不會(huì)分離，則求從釋放A到A、B速度第二次減為零所用的時(shí)間。

13．如圖甲所示，擺球在豎直平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，通過(guò)力傳感器測(cè)量擺線拉力F，F(xiàn)的大小隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示，擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小，忽略空氣阻力，取g=10m/s2，π2≈g，求：（1）單擺的擺長(zhǎng)l；（2）擺球的質(zhì)量m。

14．如圖甲所示，在x軸上有兩個(gè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的點(diǎn)波源和，兩波源都從時(shí)開(kāi)始沿y軸方向振動(dòng)，振動(dòng)圖像分別如圖乙、圖丙所示。兩列波在x軸上相向傳播，在時(shí)兩列波恰好相遇。求：（i）x軸上處的質(zhì)點(diǎn)在同時(shí)參與由兩列波的所引起的振動(dòng)，其振幅為多少；（ii）充分考慮波的疊加，作出時(shí)兩波源間的波形圖。15．同一均勻介質(zhì)中有兩個(gè)振源M、N，分別位于x軸上的（7m，0）和（10m，0）處，從不同時(shí)刻開(kāi)始振動(dòng)，產(chǎn)生的機(jī)械波相向傳播，取振源M開(kāi)始振動(dòng)時(shí)為零時(shí)刻，t=1s時(shí)刻波形如圖所示。求：（i）機(jī)械波在該介質(zhì)中的波速；（ii）穩(wěn)定后振源M、N之間振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)參考答案：1．D【詳解】單擺的周期公式為可知單擺的擺動(dòng)周期與振幅無(wú)關(guān)，當(dāng)把該單擺放在星球上擺動(dòng)時(shí)，周期變?yōu)楣蔬xD。2．C【詳解】此人心跳周期為由圖可知，相鄰峰值之間的距離約為8mm，心電圖儀卷動(dòng)紙帶的速度約為故選C。3．B【分析】根據(jù)題中“物體A與滑塊B一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”可知，本題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，運(yùn)用回復(fù)力公式、牛頓第二定律等，進(jìn)行分析推斷?！驹斀狻緼．設(shè)彈簧的形變量為x，根據(jù)牛頓第二定律可得，整體的加速度為對(duì)A所以，作用在A物體上的靜摩擦力大小f即回復(fù)力的大小與位移大小之比為故A錯(cuò)誤；B．物體A與滑塊B（看成一個(gè)振子）的回復(fù)力大小滿足則回復(fù)力大小跟位移大小之比為k，故B正確；C．物塊B做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，回復(fù)力是彈簧的彈力和A對(duì)B的靜摩擦力的合力提供，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)題知，物體間的靜摩擦力最大時(shí)，其振幅最大，設(shè)為A，以整體為研究對(duì)象，回復(fù)力由彈簧的彈力提供，由牛頓第二定律有以A為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有聯(lián)立解得，振幅為故D錯(cuò)誤。故選B。4．B【詳解】汽車(chē)降噪過(guò)程應(yīng)用的是聲波的疊加原理，抵消聲波振幅和頻率應(yīng)與環(huán)境噪聲的振幅和頻率相同。由于波速由介質(zhì)決定，由公式可知抵消信號(hào)與噪聲信號(hào)的波長(zhǎng)相同，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。5．D【詳解】A．由兩列波在坐標(biāo)原點(diǎn)相遇可得A錯(cuò)誤；B．左邊波的周期為所以時(shí)，的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿軸正方向，B錯(cuò)誤；C．質(zhì)點(diǎn)不會(huì)沿傳播方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．左邊波運(yùn)動(dòng)到處需要時(shí)間右邊波的周期為內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程，質(zhì)點(diǎn)參與左、右兩列波的振動(dòng)，路程為總路程為D正確。故選D。6．B【詳解】AB．由圖知波長(zhǎng)為，由振動(dòng)方程可知周期為則波速大小為的質(zhì)點(diǎn)M在時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，由波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系可知波沿軸正方向傳播，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為可得質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)方程為解得故CD錯(cuò)誤。故選B。7．BCD【詳解】A．由圖可知，該單擺做受迫振動(dòng)的振動(dòng)方程為當(dāng)t=0.5s時(shí)，有故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意可知，該單擺的固有周期為故B正確；C．該單擺的振動(dòng)周期為0.8s，所以振動(dòng)頻率為故C正確；D．若僅增大驅(qū)動(dòng)力的頻率，則受迫振動(dòng)的周期減小，該單擺擺動(dòng)的幅度將減小，故D正確；E．若僅減小驅(qū)動(dòng)力的頻率，則受迫振動(dòng)的周期增大，但單擺的固有周期不變，故E錯(cuò)誤。故選BCD。8．ACD【詳解】A．對(duì)物塊Q由豎直上拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)得可得兩物塊碰撞前瞬間，Q的速度大小為故A正確；B．對(duì)物塊P、Q碰撞過(guò)程中，由動(dòng)量守恒定律由能量守恒定律聯(lián)立可得，所以兩物塊碰撞過(guò)程中，損失的機(jī)械能為0.6J，故B錯(cuò)誤；C．設(shè)兩物塊碰撞后，P上升的最大距離為h，由能量守恒定律其中聯(lián)立解得另一解（舍去）故C正確；C．對(duì)兩物塊整體受力分析，由平衡條件解得所以兩物塊碰撞后組成的彈簧振子，振幅為故D正確。故選ACD。9．BC【詳解】AD．由如圖乙可知周期為得波長(zhǎng)為如圖甲所示知那么得B點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，之間只要符合關(guān)系式為加強(qiáng)點(diǎn)，根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系可知，之間（不含A、B點(diǎn)）振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為零，故AD錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意，O點(diǎn)波源傳到B點(diǎn)的時(shí)間為A點(diǎn)波源傳到B點(diǎn)的時(shí)間為可知當(dāng)時(shí)，O點(diǎn)波源還沒(méi)有傳到B點(diǎn)，而A點(diǎn)波源傳到B點(diǎn)用了6s，B點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為可得B質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為10cm，故B正確；C．0~12內(nèi)，A點(diǎn)波源引起B(yǎng)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為O點(diǎn)波源引起B(yǎng)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為而A點(diǎn)和O點(diǎn)波源在B點(diǎn)共振時(shí)間為，那么B質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的路程為故C正確。故選BC。10．AD【詳解】A．當(dāng)時(shí)，O點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)且振動(dòng)方向向下，可知是N點(diǎn)的波源形成的波傳到了O點(diǎn)，則區(qū)域B的波速根據(jù)可得故A正確；B．區(qū)域A的波速根據(jù)可得，可知A、B兩區(qū)域水波的波長(zhǎng)之比為1∶2，故B錯(cuò)誤；C．時(shí)，M點(diǎn)的波源形成的波向右傳播3m，該波在O點(diǎn)產(chǎn)生的波在平衡位置向上振動(dòng)；N點(diǎn)的波源形成的波向右傳播6m，該波在O點(diǎn)引起的振動(dòng)在平衡位置向下振動(dòng)；兩列波振幅相同且干涉相消，可知此時(shí)O點(diǎn)保持平衡位置不動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．間距內(nèi)，兩列波分別傳播的距離為，故兩列波均恰好傳播到對(duì)方波源位置，由于兩列波在兩個(gè)區(qū)域的波長(zhǎng)均為，，由于M，N起振方向相反，故在A區(qū)域某位置距離MO的波程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍的點(diǎn)為干涉相長(zhǎng)振幅疊加，即滿足條件則有的距離為即6個(gè)位置；在B區(qū)域某位置距離MO的波程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍的點(diǎn)為干涉相長(zhǎng)振幅疊加，即滿足條件則有的距離為即4個(gè)位置；共計(jì)10個(gè)位置，D正確。故選AD。11．(1)(2)C(3)小鋼球較大，半徑r不能忽略(4)【詳解】（1）小球擺到最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)為0，當(dāng)小球第n次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)結(jié)束計(jì)時(shí)，記錄總時(shí)間為t，可得單擺的周期為（2）該同學(xué)得到的測(cè)量值是測(cè)到0.01mm，由于毫米刻度尺只能估讀到0.1mm，10分度游標(biāo)卡尺精度是0.1mm，20分度游標(biāo)卡尺精度是0.05mm，故該測(cè)量值只能是20分度游標(biāo)卡尺測(cè)得的結(jié)果。故選C。（3）由單擺的周期公式有化簡(jiǎn)得可知l與值是正比例關(guān)系，但是做出圖像不過(guò)原點(diǎn)，說(shuō)明上式線性關(guān)系中還有常數(shù)項(xiàng)，即單擺的周期公式應(yīng)該是即小鋼球較大，半徑r不能忽略。（4）由上一問(wèn)可知可知圖像的斜率滿足化簡(jiǎn)可得12．（1）；（2）；（3）不會(huì)分離，【詳解】（1）設(shè)物塊A與B碰撞前瞬間的速度為v1，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得設(shè)碰后瞬間A、B的共同速度為v2，對(duì)A、B的碰撞過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有解得（2）初始時(shí)刻彈簧的壓縮量為因?yàn)閺椈蓮椓與形變量x關(guān)系圖線為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，且圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示彈力的功，而彈力做功的絕對(duì)值等于彈性勢(shì)能的變化量的絕對(duì)值，由此可知彈簧形變量為x時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為設(shè)碰后A、B一起向下運(yùn)動(dòng)的最大位移為x2，對(duì)A、B碰后瞬間到二者到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得（3）從釋放A到A、B碰撞所經(jīng)歷的時(shí)間為A、B分離的臨界條件是二者之間彈力為零且加速度相同，根據(jù)牛頓第二定律及整體法分析易知分離瞬間彈簧的形變量應(yīng)為零，假設(shè)A、B碰后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未分離，即A、B上升到最高點(diǎn)時(shí)彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為x3，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得所以A、B在最高點(diǎn)速度減為零時(shí)，彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，假設(shè)成立，即A、B碰后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未分離。當(dāng)A、B整體所受合外力