【文档说明】【精准解析】2021高考物理（选择性考试）人教版一轮章末检测13机械振动　机械波.pdf，共(14)页，387.740 KB，由envi的店铺上传

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章末检测13机械振动机械波（时间90分钟满分100分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的选项中，有可能有多个选项是正确的，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选的得0分）1.下

列说法正确的是（）A.在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长B.真空中的光速在不同的惯性参考系中可能不同C.各种电磁波中最容易表现出衍射现象的是γ射线D.验钞机是利用紫外线的特性工作的E.做简谐运动的

物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同答案：ADE2.如图所示，在一根绷紧的横绳上挂几个摆长不等的单摆，其中A、E的摆长相等且为L，重力加速度为g，A摆球的质量远大于其他各摆.当A摆振动起来后，带动其余各摆球也随之振动起来，达到稳定后，以下关于各摆的振动（不计空气和

摩擦阻力的影响），下列说法正确的是（）A.A摆完成30次用的时间为60πLgB.C摆振动的周期最长C.各摆振动的周期都相等D.如果E摆摆球质量增到原来的2倍，稳定后周期不变E.如果将B、C、D三摆去掉，仅保留A、E两摆，当先让A摆振动起来后，A、E摆将同步摆动答案：ACD3.（2019·

沈阳三模）下列关于单摆的认识说法正确的是（）A.伽利略通过对单摆的深入研究，得到了单摆周期公式B.将摆钟由广州移至哈尔滨，为保证摆钟的准确，需要将钟摆调长C.在利用单摆测量重力加速度的实验中，将绳长当作摆长代入周期公式会导致计算结果偏小D.将单摆的摆角从5°改为3°，单摆的周期不变

E.摆球运动到平衡位置时，合力为零答案：BCD4.（2019·长沙模拟）一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点，t＝0时刻振子的位移x＝－0.1m；t＝43s时刻x＝0.1m；t＝4s时刻x＝0.1m.该振子的振幅和周期可能为（）A.0.1m，83sB.0.1m，8sC.

0.2m，83sD.0.2m，8sE.0.2m，10s答案：ACD5.图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象.下列说法正确的是（）甲乙A.

在t＝0.10s时，质点Q向y轴正方向运动B.在t＝0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C.从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴负方向传播了6mD.从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为3

0cmE.质点Q做简谐运动的表达式为y＝0.10sin10πt（m）答案：BCE6.（多选）在t＝0时刻向平静水面的O处投下一块石头，水面波向各个方向传播开去，当t＝1s时水面波向西刚好传到M点（图中只画了东西方向，其他方向没画出），OM的距离为1m.振动的最低点N

距离原水平面15cm，如图.则以下分析正确的是（）A.t＝1s时，O点的运动方向向下B.该水面波的波长为2mC.振动后原来水面上的M点和N点有可能在某时刻速度相同D.t＝2s时刻N点处于平衡位置E.t＝1.25s时刻M点和N点处于同一水平线

上答案：BCE7.波速均为1.0m/s的两列简谐横波，分别从波源x＝0、x＝12m处沿x轴相向传播.t＝0时的波形图如图所示.下列说法正确的是（）A.两列波的频率均为0.25HzB.t＝0.2s时，两列波相遇C.两列波相遇过程中，x＝5m处和x＝7m处的质点振动加强D.t＝3

s时，x＝6m处的质点位移达到最大值E.当波源从x＝0处沿x轴正向运动时，在x＝12m处的观察者观察到该简谐横波的频率变大答案：ADE8.如图甲所示，沿波的传播方向上有间距均为0.1m的六个质点a、b、c、d、e、f均静止在各自的平衡位置，t＝0时刻振源a从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐

振动，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以0.1m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是（）甲乙A.这列波的周期为4sB.0～4s时间内质点b运动路程为6cmC.4～5s时间内质点c的加速度在减小D.6s时质点e的振动方向沿y

轴正方向E.质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反答案：ABE9.（2019·河北唐山模拟）如图所示为一列向左传播的横波的图象，图中实线表示t时刻的波形，虚线表示又经Δt＝0.2s时刻的波形，已知波长为2m，下列说法正确的是（）A.

波的周期的最大值为2sB.波的周期的最大值为29sC.波的速度的最小值为9m/sD.这列波不能发生偏振现象E.这列波遇到直径r＝1m的障碍物会发生明显的衍射现象解析：0.2m＝110λ，因波向左传播，则由图象可知波向左传播的距离为(n＋910)λ（n＝0，1，2，…），所以0.2s＝(

n＋910)T（n＝0，1，2，…），n＝0时，周期最大，为Tm＝29s，波速最小，为vmin＝λTm＝9m/s，所以A错误，B、C正确；横波可以发生偏振现象，D错误；因为障碍物的直径r＝1m<λ＝2m，则这列波遇到此障碍物可以发生明显的衍射现

象，E正确.答案：BCE10.如图所示，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触.现将摆球A在两摆球线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动.以mA、mB分别表示摆球A、B的质量，则（）A.如果mA>mB，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B.如果mA>mB，下一次碰撞将发生在

平衡位置左侧C.无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞可能在平衡位置左侧D.无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞一定在平衡位置解析：根据周期公式T＝2πLg知，两单摆的周期相同与质量无关，所以相撞后两球分别经过12T后回到各自的平衡位

置.这样必然是在平衡位置相遇；所以不管A、B的质量如何，下一次碰撞都在平衡位置，故A、B、C错误，D正确.答案：D11.如图所示，A、B两处为在同一均匀介质中且振动频率均为f的振源，两振源的振动步调完全相同，O点为两振源连线的中点.已知两振源在

该介质中形成的机械波的振幅均为A、波速均为v，AB＝a，两振源的振动方向与初相位均相同.则下列说法正确的是（）A.当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率fB.当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率2fC.当O点开始振动后其振幅等于2AD.当两

振源之间的距离a＝nvf（n＝1，2，3，…）时，O点开始振动后其振幅一定小于2AE.当O点开始振动后，其振动不一定与两振源的振动步调相同解析：在机械波传播的过程中，各质点的振动频率均等于振源的振动频率，即当O点开始振动后其振动频率

等于振源的振动频率f，A正确，B错误；由叠加原理可知，当O点开始振动后振幅应等于两列机械波的振幅之和，即为2A，C正确；因为O点为两振源连线的中点，到两振源的距离差等于零，因此O点为振动加强点，其振幅始终为2A，D错误；只有距离等于波长的整数倍的

点其振动步调与振源的振动步调才相同，所以O点的振动不一定与两振源的振动步调相同，E正确.答案：ACE12.（2019·广东佛山检测）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.3s时刻的波形如图中的虚线所示，

则（）A.该波的波长为8mB.波的周期可能为0.4sC.波的传播速度可能为60m/sD.质点P在t＝0.3s时刻向上运动E.x＝4m与x＝6m两质点的运动方向总是相反解析：由题图得，该波的波长λ＝8m.故A项正确；波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.3s时刻的

波形如图中的虚线所示，则(n＋14)T＝0.3s（n＝0，1，2，3，…），解得T＝1.24n＋1s（n＝0，1，2，3，…）.故B项错误；t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.3s时刻的波形如图中的虚线所示，则波速v＝(n＋14)λt＝8n＋20.3

m/s（n＝0，1，2，3，…），当n＝2时，v＝8×2＋20.3m/s＝60m/s.故C项正确；将t＝0.3s时刻的波形沿x轴正方向平移稍许可得，质点P在t＝0.3s时刻向上运动.故D项正确；x＝4m与x＝6m两质点的水平

距离相差14λ，两质点的运动方向不会总是相反，故E项错误.答案：ACD二、非选择题（共52分）13.（6分）某同学用单摆测当地的重力加速度.他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图甲所示.通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为

纵轴、L为横轴画出函数关系图象如图乙所示.由图象可知，摆球的半径r＝m，当地重力加速度g＝m/s2；由此种方法得到的重力加速度值与实际的重力加速度值相比会（选填“偏大”“偏小”或“一样”）.甲乙答案：1.0×10－29.86一样14.（8分）在“用单摆测定重力

加速度”的实验中：（1）摆动时满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最（选填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期.图甲中停表示数为一单摆全振动50次所用的时间，则单摆振动周期为.甲乙（2）用最小

刻度为1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示.O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为m.（3）若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝.（4）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动

周期变大.”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变.”这两个学生中.A.甲的说法正确B.乙的说法正确C.两个学生的说法都是错误的解析：（1）摆球经过最低点时小球速度最大，容易观察和计时；图甲中停表的示数为1.5min＋12.5

s＝102.5s，则周期T＝102.550s＝2.05s.（2）从悬点到球心的距离即为摆长，可得L＝0.9980m.（3）由单摆周期公式T＝2πLg，可得g＝4π2LT2.（4）由于受到空气浮力的影响，小球的质量没变而相当于

小球所受重力减小，即等效重力加速度减小，因而振动周期变大，选项A正确.答案：（1）低2.05s（2）0.9980（3）4π2LT2（4）A15.（8分）如图所示，一列波以速率v传播，t1时刻的波形为实线，t2

时刻的波形为虚线.已知Δt＝t2－t1＝0.03s，且小于一个周期T，求该列波的速度大小.解析：已知0<t2－t1<T，则根据波形的平移知波传播的时间t2－t1＝0.03s，由图象可知，当波向右传播时，波传播的时间t2－t1＝34T，解得周期为T＝0.04s

，由波长为λ＝12m，可得波速v＝λT＝300m/s.当波向左传播时，波传播的时间t2－t1＝14T，解得周期为T＝0.12s，由波长为λ＝12m，可得v＝λT＝100m/s.答案：300m/s或100m/s16.（10分）甲、乙两列横波传播速率相

同，分别沿x轴负方向和正方向传播，t0时刻两列波的前端刚好分别传播到质点A和质点B，如图所示，设t0时刻为计时起点，已知甲波的频率为5Hz，求：（1）t0时刻之前，x轴上的质点C振动时间；（2）在t0时刻之后的0.9s内，x＝0处的质点位移为＋6cm

的时刻.解析：（1）由题中条件可知，甲波的周期为：T甲＝1f甲，波速为：v＝λ甲f甲，乙波的周期为：T乙＝λ乙v，由题图可知，D点开始振动的时刻距图中时刻为：tD＝14T乙，得质点D已振动时间：tD＝0.1s.（2）x＝0处

的质点位移为＋6cm，表明两列波的波峰同时到达x＝0处.甲波的波峰到达x＝0处的时刻为：t甲＝mT甲（m＝0，1，2，3，…），乙波的波峰到达x＝0处的时刻为：t乙＝(n＋12)T乙（n＝0，1，2，3，…），又t甲＝t乙，解得：m

＝2n＋1，n＝0时，m＝1，t＝0.2s，n＝1时，m＝3，t＝0.6s，n＝2时，m＝5，t＝1s，可知：在之后的0.9s内，x＝0处的质点位移为＋6cm的时刻为0.2s和0.6s.答案：0.1s（2）0.2s和0.6s17.

（10分）（2019·宁夏银川三模）如图甲所示，介质中振源于O点位置，它的振动图象如图乙所示，P点距离O点8m，Q点距离O点5m，振源振动所形成的机械波在传播过程中两相邻谷之间的距离为0.8m.求：甲乙（1）振源

的振动方程；（2）从振源振动开始计时，P点第一次到达波谷时所需要的时间t；（3）P点第一次经过平衡位置向下运动时Q点的位置以及Q点运动的路程.解析：（1）由题意得λ＝0.8m，由图乙可知A＝0.4m，T＝0.4s，则ω＝2πT＝2π0.4rad/s＝5πrad/s，根据图

乙可得振源的振动方程为y＝0.4sin5πt（m）.（2）波速为v＝λT＝2m/s，波传到P点的时间t1＝xOPv＝4s，由于波源起振方向为向上，因此该质点从开始振动到第一次到达波谷的时间t2＝34T＝0.3s，P点第一次到达波谷所需的时间为t＝t1＋t2＝4.

3s.（3）波传到Q点用时t3＝xOQv＝2.5s，P点第一次经过平衡位置向下运动的时间t3＝t1＋T2＝4.2s，Q点的运动时间t4＝4.2s－2.5s＝1.7s＝174T，所以，此时Q点在波峰，振动的总路程为s＝174×4×0.4m＝6.8m.答案：（1）y＝0.4sin5πt（

m）（2）4.3s（3）波峰6.8m18.（10分）（2019·河南郑州三模）有两列简谐波a、b在同一介质中沿x轴正方向传播，速度均为v＝2.5m/s，在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如图所示.（1）求t＝0时，两列波的波

峰重合的所有位置；（2）x＝0处的质点位移达到最大值至少经过多长时间？解析：（1）从图中可以看出两列波的波长分别为λa＝2.5m，λb＝4.0m，两列波波长的最小公倍数为s＝20m，t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x＝（2.5±20n）m（n＝0，1，2，3，…）.（2）x＝0左侧

，离两列波的波峰重合处最近点的距离为Δx＝17.5m，x＝0处的质点位移达到最大值至少需用时Δt＝Δxv＝17.52.5s＝7s.答案：（1）x＝（2.5±20n）m（n＝0，1，2，3，…）（2）7s