专题1.2 机械振动和机械波-2023年高考物理靶向专项强化训练（三大题型+冲刺模拟）

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2023年高考物理靶向专项强化训练专题1.2  机械振动和机械波1．匀速运行的列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。如图所示，为某同学设计的“减震器”原理示意图，他用弹簧连接一金属球组成“弹簧振子”悬挂在车厢内，金属球下方固定一块强磁铁（不考虑磁铁对金属球振动周期的影响）。当列车上下剧烈振动时，该“减震器”会使列车振幅减小。下列说法正确的是（　　） A．“弹簧振子”的金属球振动幅度与车速无关B．“弹簧振子”的振动频率与列车的振动频率相同C．“弹簧振子”固有频率越大，对列车的减振效果越好D．若将金属球换成大小和质量均相同的绝缘球，能起到相同的减振效果2．如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，其下端有一垂直于斜面的固定挡板。轻质弹簧的一端与挡板相连，另一端连接一质量为0.4kg的光滑小球（可视为质点）。现将小球由平衡位置O沿斜面向上拉动15cm至P点，使其在P、P′之间做简谐运动，M、N为斜面上关于O点对称的两点。规定沿斜面向上为正方向，已知弹簧的劲度系数为20N/m且弹簧始终处于弹性限度内，取g=10m/s2。则（　　）A．小球在P点的回复力为-5NB．小球在P′点时弹簧的形变量为25cmC．小球从N点向上运动，经四分之三个周期，其运动的路程小于45cmD．在M、N两点，小球的速度大小相等，弹簧的弹性势能也相等3．如图所示，质量为M的物体C放在倾角为的足够长的粗糙斜面上，通过一平行于斜面的轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，将质量为m的钩码B挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将钩码B由静止释放，当钩码B到达最低点时（未着地），C恰好要被拉动，轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，弹力做功公式为，以下判断正确的是（　　）A．钩码B所能达到的最大动能为B．钩码B由静止释放至到达最低点过程机械能先增大后减小C．钩码B由静止释放至到达最低点过程中，弹簧弹力做的功先大于重力做的功，后小于重力做的功D．物体C恰好要被拉动时，受到的摩擦力大小为4．波源位于坐标原点的简谐横波时刻开始沿x轴正方向传播，时的波形图如图所示，此时振动刚传到处。是介质中平衡位置分别为的四个质点。下列说法正确的是（　　）A．时，质点a速度方向沿y轴正方向B．时，质点b与质点a速度、加速度方向均相同C．时，质点c速度达到最大值D．时，质点d第一次到达波峰5．如图所示，在均匀介质中，位于和处的两波源和沿y轴方向不断振动，在x轴上形成两列振幅均为4cm、波速均为2m/s的相向传播的简谐横波，时刻的波形如图，下列说法正确的是（　　）A．波源和的起振方向都沿y轴正方向B．时，两列波的第一个波峰在处相遇C．0~5s内，处的质点运动的路程为8cmD．形成稳定干涉图样后，x轴上两波源间（不含波源）有9个振动加强点6．如图甲所示，第五代移动通信技术（简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。为研究波的传播，小明利用一波源起振器产生的波进行观察，如图乙所示，波源起振器处于点，下图是时的波形图，已知波速为，则下列说法正确的是（　　）A．波源的起振方向竖直向下B．若有一点位于的位置，则时，该点第一次达到波峰的位置C．若有一点位于的位置，则时，该点第一次达到振幅的一半的位置D．若有一点位于的位置，则时，该点第一次达到振幅的的位置7．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（　　）A． B．C． D．8．如图甲、乙分别是A、B两列横波波源的振动图像，一起处在相同的介质中，C、D位置与A、B两个波源恰好组成一个矩形，其中边长为4m，边长为3m，以两波源同时起振的时刻开始计时，已知时D点开始振动，下列说法不正确的是（　　）A．D点开始振动的方向是y负方向B．到时间内，D点振动通过的路程为64cmC．连线上（不包含波源）有7个点振幅为0D．连线上（不包含波源）有3个点振幅为16cm9．“战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，t=0时，绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的，此时质点a的位移为cm。已知绳子长度为20m，下列说法正确的是（　　）A．a、b两质点振动的相位差为B．t=s时，质点a的位移仍为cm，且速度方向向下C．健身者抖动绳子端点，经过5s振动恰好传到P点D．健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间10．一列简谐横波沿水平方向向右传播，在该波上有M、N两质点，平衡位置间距为3m。从某时刻开始计时，两质点的振动图像如图所示，若M、N两质点间平衡位置的距离小于该简谐横波的波长，下列说法正确的是（　　）A．该简谐横波的传播周期为3.6sB．时质点M偏离平衡位置的位移最大C．该简谐横波的传播速度为D．沿振动方向两质点间最大距离为20cm11．一列绳波在水平方向上传播，现对其频闪照相，拍摄频率为。在同一底片上多次曝光后形成照片如图所示，照片与实物比例为。照片中A、B、C、D四点为同一水平线上的四点，且。以下说法正确的是（　　）A．该绳波波长为4mB．该绳波波速可能为60m/sC．该波可能与周期为0.1s的另一列绳波发生干涉D．同一次曝光时A、C两处质点振动方向相反12．均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t＝0时刻，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图象如图（b）所示，z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（　　）A．该波从A点传播到B点，所需时间为4sB．t＝6s时，B处质点位于波峰C．t＝8s时，C处质点振动速度方向竖直向上D．E处质点起振后，12s内经过的路程为12cm