2023-2024学年高二下学期物理期末复习冲刺训练03机械振动机械波（培优提升最新题型）（Word版附解析）

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1．艺术体操中的彩带舞逐渐成为全民健身的项目，使用的体操彩带是由短杆和一定长度的彩带组成。如图所示，某同学抖动短杆，使彩带的运动近似为简谐横波，彩带重力不计，下列说法正确的是（ ）
A．为形成简谐横波，该同学必须保证短杆的顶端上下匀速摆动
B．a点的振动方向向上
C．再经过半个周期，b点将移动到c点
D．该同学为了将波长变小，必须提高短杆的振动频率
2．如图所示，一根长为l、粗细均匀且横截面积为S的木筷下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大装有水的容器中。现把木筷往上提起一小段距离后放手，木筷就在水中上下做简谐振动。已知铁丝与木筷总质量为m0，木筷与铁丝整体的等效密度为ρ1，水的密度为ρ2。简谐运动的周期公式T=2πmk，其中k是回复力与位移的比例系数，m为系统的质量。当地重力加速度为g。忽略铁丝的体积，则该系统振动的周期为（ ）
A．T=2πlg B．T=2πρ2lρ1g
C．T=2πm0ρ2gSD．T=2πm0ρ1gS
3．“地震预警”是指地震发生后，抢在地震横波到达前，通过电磁波将地震信息向可能遭受破坏和影响的地区提前几秒至几十秒发出警报。为掌握横波的传播规律，特对一列横波进行研究。如图所示为t1=0时刻沿x轴负方向传播的横波波形图，此刻正好传到x=1m处。t2=0.7s时x=-1m处的质点P第2次出现波峰，则以下说法正确的是（ ）
A．地震波和电磁波的传播都需要介质
B．质点振动方向与波的传播方向相同的波是横波
C．该横波的传播速度为10m/s
D．质点P在0到0.7s内通过的路程为70cm
4．如图1所示，竖直放置的弹簧振子静止在平衡位置，激光测距仪与小球的位置齐平。将小球竖直向下拉动一段距离后释放，小球开始向上运动，同时测距仪开始记录从测距仪到遮挡物（弹簧、小球或墙壁）的距离数据，图像经过优化拟合后，测得距离s与时间t的图像如图2所示，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧振子的振动周期为0.4
B．刚释放时弹簧的弹性势能最大
C．0.2s时小球的机械能最大
D．0.6s时小球的动能减为0
5．老师自制了一个炮弹发射器，结构如图。弹簧一端与炮管底部连接，另一端连接滑块，在炮管中装入小球后，系统静止在炮管中O处，此时滑块恰好无摩擦。某次演示时，老师用绳子拉动滑块，将弹簧压缩到A点后释放，观察到小球在O点上方的B点与滑块脱离接触，并能沿炮口飞出，考虑炮管与滑块之间有摩擦，但小球摩擦可忽略不计。则（ ）
A．在B点处弹簧一定处于原长
B．在B点时小球的速度恰好达到最大
C．滑块在以后的运动过程中可能到达A点
D．OA间的距离大于 OB间的距离
6．惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以认为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。在某次实验中，摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为F1；摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中F2、F3、T0均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（ ）
A．多次改变图1中α角的大小，即可获得不同的等效重力加速度
B．在图2的测量过程中，单摆n次全振动的时间为nT0
C．多次改变斜面的倾角θ，只要得出T∝1sinθ就可以验证该结论成立
D．在图2的测量过程中，满足F3=3F2－2F1关系
7．如图甲所示，在同一均匀介质中有两个振动完全相同的波源S1、S2，两波源相距24cm，M、N为介质中两波源连线的中垂线上的两个质点。已知波速为0.25m/s，两波源同时开始振动，从波源振动开始计时，M点的振动图像如图乙所示。当N点开始振动后，在某一时刻在中垂线上M、N是相邻的波峰，则（ ）
A．M、N间的距离为5cm
B．M、N间的距离为7cm
C．M、N连线的中点振动减弱
D．M、N处于波峰时，两点连线的中点处于波谷
8．如图甲，弹簧振子的平衡位置O点为坐标原点，小球在M、N两点间做振幅为A的简谐运动，小球经过O点时开始计时，其x-t图像如图乙，小球的速度v=A2πTcs2πTt，加速度为a，质量为m，动能为Ek，弹簧劲度系数为k，弹簧振子的弹性势能为Ep，弹簧对小球做功的功率为P，下列描述该运动的图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
二、多选题
9．2024年我国将加速稳步推进载人登月，未来中国航天员将登上月球。假设航天员分别在地球和月球上用同一装置对同一单摆做受迫振动实验，得到的共振曲线如图所示，图中f2=kf1（f1、f2、k均为已知量）。地球表面的重力加速度大小为g，不考虑星球自转的影响，下列说法正确的是（ ）
A．该单摆在地球上自由摆动的频率为f2
B．实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为k:1
C．月球表面的重力加速度大小为gk2
D．地球和月球的平均密度之比大于k2:1
10．如图所示，池塘分为A、B、C三个区域，浅水区A、C两部分水深相同，深水区B水波波长是浅水区水波波长的两倍，浅水区水深40cm。O、N分别处于深浅两部分水面分界线上，OM=NP，ON=3m，t=0时刻O点从平衡位置开始向上振动，t=2.5s时O点第二次到达波峰，此时M点第一次到达波谷，设水波在三个区域的振幅均为A=6cm，水波的速度v与水的深度h间的关系满足v=gh，式中g为重力加速度，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．深水区水深80cm
B．O、M间距离为2m
C．1.25s后P点开始振动
D．2.5s时N点振动路程为24-32cm
11．均匀介质中，波源S产生沿x轴方向传播的简谐横波，如图甲所示，A、B、C为x轴上的质点，质点C（图中未画出）位于x = 10m处，波源在AB之间。t = 0时刻，波源开始振动，从此刻开始A、B两质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．波源S位于x = 1m处B．波速大小为2m/s
C．C质点起振后，其振动步调与A质点相反D．t = 5.5s时，C质点位于波谷
12．如图所示，x=0与x=10m处有两个波源S1和S2均可以沿z轴方向做简谐运动，两波源产生的机械波均能以波源为圆心在xOy平面内向各个方向传播，振动周期均为T=2s，波速均为v=1m/s。t=0时刻波源S1开始沿z轴正方向振动，振幅A1=3cm；t=2s时刻波源S2开始沿z轴负方向振动，振幅A2=5cm。下列说法正确的是（ ）
A．t=8s时刻，x=5.5m处质点的位移为z=-8cm
B．在x轴上，x10m区域都是振动的加强点
C．在x轴上，0lAlB，有时TA2TB2