2024-2024年人教版物理高三二轮复习专题训练：机械振动与机械波
机械振动与机械波 专 题 训 练
1.(多选)一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是( BD )
A.质点振动频率是4 Hz
B.在10 s内质点经过的路程是20 cm C.第4 s末质点的速度为零
D.t=1 s和t=3 s两时刻,质点位移大小相等,方向相反
解析:由振动图象可知,质点振动的周期是4 s,频率为0.25 Hz,故A错误;振幅A=2 cm,一个周期质点经过的路程为4A,10 s为2.5个周期,经过的路程为2.5×4A=10A=20 cm,B正确;4 s末质点在平衡位置,速度最大,故C错误;在t=1 s和t=3 s两时刻,质点分别在正最大位移和负最大位移,位移大小相等、方向相反,故D正确。 2.(多选)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x= Asin t,则质点( AD )
A.第1 s末与第3 s末的位移相同 B.第1 s末与第3 s末的速度相同 C.第3 s末至第5 s末的位移方向都相同 D.第3 s末至第5 s末的速度方向都相同
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解析:由关系式可知ω= rad/s,则T==8 s,将t=1 s和t=3 s代入关系式中求得两时刻位移相同,A对;作出质点的振动图象,由图象可以看出,第1 s末和第3 s末的速度方向不同,B错;由图象可知,第3 s末至第4 s末质点的位移方向与第4 s末至第5 s末质点的位移方向相反,而速度的方向相同,故C错,D对。
3.(多选)位于原点的波源在t=0时开始沿y轴做简谐运动,它激起横波沿x轴传播,当t=0.15 s时,波的图象如图所示,此时波恰好传到P点,则( BD )
A.该波源的频率是0.2 Hz B.波长是0.4 m C.P点将向下运动 D.P点将向上运动
解析:根据波形图可判断λ=0.3 m,即λ=0.4 m,选项B对。对应的传播时间t=0.15 s=T,周期T=0.2 s,频率f==5 Hz,选项A错。根据传播方向和振动方向在波形图同一侧,质点P沿y轴正方向振动,选项C错,D正确。
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4.(多选)某单摆做小角度摆动,其振动图象如图所示,则以下说法正确的是( BC )
A.t1时刻摆球速度最大,摆球向心加速度最大 B.t2时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大 C.t3时刻摆球速度为零,摆球所受回复力最大 D.t4时刻摆球速度为零,摆球处于平衡状态
解析:在t1,t3时刻,摆球位于最大位移处,摆球的速度为零,所受的回复力最大,向心加速度为零,A错误,C正确;在t2,t4时刻,摆球位于平衡位置,速度最大,向心加速度最大,悬线对摆球的拉力最大,B正确,D错误。
5.(多选)如图甲所示,一列机械横波沿ab直线向右传播。已知a,b两点间的距离为1 m,a,b两点的振动情况如图乙所示,下列说法中正确的是( AC )
A.波速可能是 m/s B.波速可能大于1 m/s C.波长可能是 m D.波长可能大于4 m
解析:由振动图象可知,T=4 s,由题意结合a,b两点的振动情况可得,
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(+n)λ=1 m。解得λ=能值v==
m(n=0,1,2…),选项C正确,D错误;波速可
m/s(n=0,1,2…),选项A正确,B错误。
6.(多选)如图是均匀小球做单摆运动,平衡位置为O点,A,B为最大位移处,M,N点关于O点对称。下列说法正确的是( CD )
A.小球受重力、绳子拉力和回复力 B.小球所受合外力就是单摆的回复力 C.小球在O点时合外力不为0,回复力为0
D.小球经过M点的位移与小球在N点的位移大小相等、方向相反 解析:物体只受两个力:重力、绳子拉力,A错;回复力的大小为振动方向上的合外力,对于单摆,它是重力沿运动方向的分力,因为小球做的是圆周运动,所以法向合外力等于向心力,B错;平衡位置是指回复力为0的位置,但合外力不一定是0,比如小球在O点,回复力为0,但由于在做圆周运动,法向合外力是指向圆心的,C正确;位移既有大小,也有方向,根据运动的对称性可知,选项D正确.
7.(多选)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为介质中x=2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象。下列说法正确的是( AB )
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A.这列波的传播方向是沿x轴正方向 B.这列波的传播速度是20 m/s
C.经过0.15 s,质点P沿x轴的正方向传播了3 m D.经过0.1 s,质点Q的运动方向沿y轴正方向
解析:由图乙知t=0时质点P向y轴负方向运动,再由甲图可知,该波向x轴正方向传播,A正确;由图甲知波长λ=4 m,由图乙知周期T= 0.2 s,则波速v== m/s=20 m/s,B正确;质点不随波迁移,只在其平衡位置附近振动,C错;经过0.1 s=T,质点Q的运动方向沿y轴负方向,D错。
8.(多选)如图为某简谐运动图象,若t=0时,质点正经过O点向b运动,则下列说法正确的是( CD )
A.质点在0.7 s时,质点的位移为向左,且正在远离平衡位置运动 B.质点在1.5 s时的位移最大,方向向左,在1.75 s时,位移为1 cm C.质点在1.2 s到1.4 s过程中,质点的位移在增加,方向向左 D.质点从1.6 s到1.8 s时间内,质点的位移正在减小,方向向左
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