2021屆高考一輪物理：機械振動與機械波含答案

*機械振動與機械波*

一、選擇題

1、如圖，細繩一端固定于懸掛點O,另一端系一小球。在懸掛點正下方A點

處釘一個釘子。小球從B點由靜止釋放，擺到最低點C的時間為t”從C點向

右擺到最高點的時間為t2。擺動過程中，如果擺角始終小于5。，不計空氣阻力。

下列說法正確的是（）

A.t!=t2,擺線碰釘子的瞬間，小球的速率變小

B.tl>t2,擺線碰釘子的瞬間，小球的速率變小

C.ti>t2,擺線碰釘子的瞬間，小球的速率不變

D.t!=t2,擺線碰釘子的瞬間，小球的速率不變

A.火車過橋時限制速度是為了防止火車發生共振

B.若驅動力的頻率為5Hz,則受迫振動穩定后的振動頻率一定為5Hz

C.當驅動力的頻率等于系統的固有頻率時，受迫振動的振幅最大

D.一個受迫振動系統在非共振狀態時，同一振幅對應的驅動力頻率一定有兩

個

E.受迫振動系統的機械能守恒

3、（多選）下列關于簡諧運動的說法正確的是（）

A.速度和加速度第一次同時恢復為原來的大小和方向所經歷的過程為一次全

振動

B.位移的方向總跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同

C.一個全振動指的是動能或勢能第一次恢復為原來的大小所經歷的過程

D.位移減小時，加速度減小，速度增大

E.物體運動方向指向平衡位置時，速度的方向與位移的方向相反；背離平衡位

置時，速度方向與位移方向相同

4、（多選）如圖所示，當波源和障礙物都靜止不動時，波源發出的波在障礙物處

不能發生明顯衍射。下列措施可能使波發生較為明顯衍射的是（）

ICD

A.增大波源的振動頻率

B.減小波源的振動頻率

C.增大障礙物的長度

D.減小障礙物的長度

E.波源遠離障礙物運動

5、（多選）關于機械振動與機械波，下列說法正確的是（）

A.機械波的頻率等于振源的振動頻率

B.機械波的傳播速度與振源的振動速度相等

C.機械波在介質中傳播的速度由介質本身決定

D.在一個周期內，沿著波的傳播方向，振動在介質中傳播一個波長的距離

E.質點振動的方向總是垂直于波傳播的方向

6、（多選）關于單擺，下列說法正確的是（）

A.將單擺由沈陽移至廣州，單擺周期變大

B.單擺的周期公式是由惠更斯總結得出的

C.將單擺的擺角從4。改為2。，單擺的周期變小

D.當單擺的擺球運動到平衡位置時，擺球的速度最大

E.當單擺的擺球運動到平衡位置時，受到的合力為零

7、（多選）如圖所示為受迫振動的演示裝置，在一根張緊的繩子上懸掛幾個擺球,

可以用一個單擺（稱為“驅動擺”）驅動另外幾個單擺。下列說法正確的是（）

6。

0

AOCE

A.某個單擺擺動過程中多次通過同一位置時，速度可能不同而加速度一定相

同

B.如果驅動擺的擺長為L,則其他單擺的振動周期都等于

C.如果驅動擺的擺長為L,振幅為A,若某個單擺的擺長大于L,振幅也大于

A

D.如果某個單擺的擺長等于驅動擺的擺長，則這個單擺的振幅最大

E.驅動擺只把振動形式傳播給其他單擺，不傳播能量

8、（多選）如圖甲所示，在水平面內，有三個質點a、b、c分別位于直角三角形

的三個頂點上，已知ab=6m,ac=8m。在ti=O時刻a、b同時開始振動，振

動圖象均如圖乙所示，所形成的機械波在水平面內傳播，在t2=4s時c點開始

振動，則下列說法正確的是（）

甲乙

A.該機械波的傳播速度大小為2m/s

B.該列波的波長是2m

C.兩列波相遇后，c點振動加強

D.兩列波相遇后，c點振動減弱

E.兩列波相遇后，c點振動先加強后減弱

9、（多選）下列說法正確的是（）

A.聲源與觀察者相互靠近時，觀察者所接收的聲波波速大于聲源發出的聲波

波速

B.在波的傳播方向上，某個質點的振動速度就是波的傳播速度

C.機械波傳播過程中遇到尺寸比機械波波長小的障礙物能發生明顯衍射

D.向人體內發射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測

出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法俗稱“彩超”，利用了多

普勒效應原理

E.圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音是干涉現象

*10、（多選）關于簡諧運動的周期，以下說法正確的是（）

A.間隔一個周期的整數倍的兩個時刻，物體的振動情況相同

B.間隔半個周期的奇數倍的兩個時刻，物體的速度和加速度可能同時相同

C.半個周期內物體的動能變化一定為零

D.一個周期內物體的勢能變化一定為零

E.經過一個周期質點通過的路程變為零

*11、（多選）某質點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關系式為*=人金和則關

于該質點，下列說法正確的是（）

A.振動的周期為8s

B.第1s末與第3s末的位移相同

C.第1s末與第3s末的速度相同

D.第3s末至第5s末各時刻的位移方向都相同

E.第3s末至第5s末各時刻的速度方向都相同

二、非選擇題

1、思考辨析（正確的畫“，錯誤的畫“義”）

（1）簡諧運動的平衡位置就是質點所受合力為零的位置。（）

（2）做簡諧運動的質點先后通過同一點，回復力、速度、加速度、位移都是相同

的。（）

⑶公式x=Asin3t說明是從平衡位置開始計時。（）

（4）簡諧運動的圖象描述的是振動質點的軌跡。（）

（5）物體做受迫振動時，其振動頻率與固有頻率無關。（）

（6）物體受迫振動的頻率與驅動力的頻率無關。（）

2、思考辨析（正確的畫“，錯誤的畫“X”）

（1）在機械波的傳播中，各質點隨波的傳播而遷移。（）

（2）機械波的頻率等于振源的振動頻率。（）

（3）通過波的圖象可以找出任一質點在任意時刻的位移。（）

（4）機械波在傳播過程中，各質點振動的周期、起振方向都相同。（）

（5）兩列波在介質中疊加，一定產生干涉現象。（）

（6）一切波都能發生衍射現象。（）

（7）多普勒效應說明波源的頻率發生變化。（）

2021屆高考一輪物理：機械振動與機械波含答案

*機械振動與機械波*

一、選擇題

1、如圖，細繩一端固定于懸掛點O,另一端系一小球。在懸掛點正下方A點

處釘一個釘子。小球從B點由靜止釋放，擺到最低點C的時間為5從C點向

右擺到最高點的時間為t2。擺動過程中，如果擺角始終小于5。，不計空氣阻力。

下列說法正確的是（）

A.ti=t2,擺線碰釘子的瞬間，小球的速率變小

B.ti>t2,擺線碰釘子的瞬間，小球的速率變小

C.ti>t2,擺線碰釘子的瞬間，小球的速率不變

D.tl=t2,擺線碰釘子的瞬間，小球的速率不變

答案C

解析因擺角始終小于5。，則小球在釘子兩邊擺動時均可看做單擺，因為在左

側擺動時擺長較長，根據丁=2兀虛可知周期較大，因擺球在釘子兩邊擺動的

時間ti、t2均為對應擺周期的/可知口=%左>%右=12；擺線碰釘子的瞬間，

由于水平方向受力為零，可知小球的速率不變。故選C。

2、（多選）關于受迫振動和共振，下列說法正確的是（）

A.火車過橋時限制速度是為了防止火車發生共振

B.若驅動力的頻率為5Hz,則受迫振動穩定后的振動頻率一定為5Hz

C.當驅動力的頻率等于系統的固有頻率時，受迫振動的振幅最大

D.一個受迫振動系統在非共振狀態時，同一振幅對應的驅動力頻率一定有兩

個

E.受迫振動系統的機械能守恒

【答案】BCD［火車過橋時限制速度是為了防止橋發生共振，選項A錯誤；對

于一個受迫振動系統，若驅動力的頻率為5Hz,則振動系統穩定后的振動頻率

也一定為5Hz,選項B正確；由共振的定義可知，選項C正確；根據共振現象

可知，選項D正確；受迫振動系統，驅動力做功，系統的機械能不守恒，選項

E錯誤。］

3、（多選）下列關于簡諧運動的說法正確的是（）

A.速度和加速度第一次同時恢復為原來的大小和方向所經歷的過程為一次全

振動

B.位移的方向總跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同

C.一個全振動指的是動能或勢能第一次恢復為原來的大小所經歷的過程

D.位移減小時，加速度減小，速度增大

E.物體運動方向指向平衡位置時，速度的方向與位移的方向相反；背離平衡位

置時，速度方向與位移方向相同

ADE［速度和加速度第一次同時恢復為原來的大小和方向所經歷的過程為一

次全振動，故A正確；回復力與位移方向相反，故加速度和位移方向相反，但

速度方向可以與位移方向相同，也可以相反，物體運動方向指向平衡位置時，

速度的方向與位移的方向相反，背離平衡位置時，速度方向與位移方向相同，

故B錯誤，E正確；一次全振動過程中，動能和勢能均會有兩次恢復為原來的

大小，故C錯誤；當位移減小時，回復力減小，則加速度在減小，物體正在返

回平衡位置，速度在增大，故D正確。］

4、（多選）如圖所示，當波源和障礙物都靜止不動時，波源發出的波在障礙物處

不能發生明顯衍射。下列措施可能使波發生較為明顯衍射的是（）

I0

A.增大波源的振動頻率

B.減小波源的振動頻率

C.增大障礙物的長度

D.減小障礙物的長度

E.波源遠離障礙物運動

BDE［不能發生明顯衍射的原因是障礙物的長度遠大于波長，只要增大波長即

可滿足題目要求。由入=半知，v不變，減小f,人增大,故A、C錯，B、D對;

波源遠離障礙物將產生多普勒效應，等效于增大波長，衍射明顯，故E對。］

5、（多選）關于機械振動與機械波，下列說法正確的是（）

A.機械波的頻率等于振源的振動頻率

B.機械波的傳播速度與振源的振動速度相等

C.機械波在介質中傳播的速度由介質本身決定

D.在一個周期內，沿著波的傳播方向，振動在介質中傳播一個波長的距離

E.質點振動的方向總是垂直于波傳播的方向

ACD［機械波的頻率是振源的振動頻率，由振源決定的，故A正確；機械波的

傳播速度與介質有關，與振源的振動速度無關，故B錯誤；機械波在介質中傳

播的速度由介質本身決定，故C正確；由v=^可知，在一個周期內，沿波的傳

播方向，振動在介質中傳播一個波長的距離，故D正確；波分橫波與縱波，縱

波的質點振動方向與波的傳播方在同一條直線上，橫波的質點振動方向與波的

傳播方向垂直，故E錯誤。］

6、（多選）關于單擺，下列說法正確的是（）

A.將單擺由沈陽移至廣州，單擺周期變大

B.單擺的周期公式是由惠更斯總結得出的

C.將單擺的擺角從4。改為2。，單擺的周期變小

D.當單擺的擺球運動到平衡位置時，擺球的速度最大

E.當單擺的擺球運動到平衡位置時，受到的合力為零

【答案】ABD［將單擺由沈陽移至廣州，因重力加速度減小，根據

可知，單擺周期變大，A正確；單擺的周期公式是由惠更斯總結得出的，B正

確；單擺的周期與擺角無關，將單擺的擺角從4。改為2。，單擺的周期不變，C

錯誤；當單擺的擺球運動到平衡位置時，重力勢能最小，擺球的速度最大，D

正確；當單擺的擺球運動到平衡位置時擺球速度最大，有向心加速度，則受到

的合力不為零，E錯誤。］

7、（多選）如圖所示為受迫振動的演示裝置，在一根張緊的繩子上懸掛幾個擺球,

可以用一個單擺（稱為“驅動擺”）驅動另外幾個單擺。下列說法正確的是（）

A6u6

YOCE

AB___________

A.某個單擺擺動過程中多次通過同一位置時，速度可能不同而加速度一定相

同

B.如果驅動擺的擺長為L,則其他單擺的振動周期都等于

C.如果驅動擺的擺長為L,振幅為A,若某個單擺的擺長大于L,振幅也大于

A

D.如果某個單擺的擺長等于驅動擺的擺長，則這個單擺的振幅最大

E.驅動擺只把振動形式傳播給其他單擺，不傳播能量

ABD［某個單擺擺動過程中多次通過同一位置時，速度大小相等但方向可能不

Fk

同，根據F=-kx可得，加速度a=m=—mx,故加速度一定相同，A正確；

如果驅動擺的擺長為L,根據單擺的周期公式有而其他單擺都是

受迫振動，故其振動周期都等于驅動擺的周期，B正確；當受迫振動的單擺的

固有周期等于驅動擺的周期時，受迫振動的振幅最大，故某個單擺的擺長大，

振幅不一定也大，C錯誤；同一地區，單擺的固有頻率只取決于單擺的擺長，

則只有擺長等于驅動擺的擺長時，單擺的振幅能夠達到最大，這種現象稱為共

振，受迫振動不僅傳播運動形式，還傳播能量和信息，D正確，E錯誤。］

8、（多選）如圖甲所示，在水平面內，有三個質點a、b、c分別位于直角三角形

的三個頂點上，已知ab=6m,ac=8m。在ti=0時刻a、b同時開始振動，振

動圖象均如圖乙所示，所形成的機械波在水平面內傳播，在t2=4s時c點開始

振動，則下列說法正確的是（）

A.該機械波的傳播速度大小為2m/s

B.該列波的波長是2m

C.兩列波相遇后，c點振動加強

D.兩列波相遇后，c點振動減弱

E.兩列波相遇后，c點振動先加強后減弱

ABC［a點振動產生的機械波最先到達c點，則根據關系式v=；可知波速v=^

入

=2m/s,選項A正確；由于v=亍，則入=vT=2m/sX1s=2m,選項B正確；

a波比b波早到達c點的時間t=+*°m；8m=1即兩列波到達c點時，

使c點振動加強，產生共振，由于兩列機械波頻率相同相干涉，故c總是振動

加強點，選項C正確，選項D、E錯誤。］

9、（多選）下列說法正確的是（）

A.聲源與觀察者相互靠近時，觀察者所接收的聲波波速大于聲源發出的聲波

波速

B.在波的傳播方向上，某個質點的振動速度就是波的傳播速度

C.機械波傳播過程中遇到尺寸比機械波波長小的障礙物能發生明顯衍射

D.向人體內發射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測

出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法俗稱“彩超”，利用了多

普勒效應原理

E.圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音是干涉現象

CDE［聲源與觀察者相互靠近時，觀察者所接收的聲波波速與聲源發出的聲波

波速相等，故A錯誤；對于機械波，某個質點的振動速度與波的傳播速度不同,

兩者相互垂直是橫波，兩者相互平行是縱波，故B錯誤；只有當障礙物的尺寸

與機械波的波長差不多或比機械波的波長小，才會發生明顯的衍射現象，當障

礙物的尺寸比機械波的波長大得多時，也能發生衍射現象，只是不明顯，故C

正確；向人體內發射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，

測出發射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法俗稱“彩超”，是利用

多普勒效應原理，故D正確；圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音，

是聲波疊加產生干涉現象的結果，故E正確。］

*10、（多選）關于簡諧運動的周期，以下說法正確的是（）

A.間隔一個周期的整數倍的兩個時刻，物體的振動情況相同

B.間隔半個周期的奇數倍的兩個時刻，物體的速度和加速度可能同時相同

C.半個周期內物體的動能變化一定為零

D.一個周期內物體的勢能變化一定為零

E.經過一個周期質點通過的路程變為零

【答案】ACD［根據周期的定義可知，物體完成一次全振動，所有的物理量都

恢復到初始狀態，故A選項正確；當間隔半周期的奇數倍時，所有的矢量都變

得大小相等，方向相反，且物體的速度和加速度不同時為零，故B選項錯誤，

C、D選項正確；經過一個周期，質點通過的路程為4A,故E錯誤。］

*11、（多選）某質點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關系式為*=人或11條，則關

于該質點，下列說法正確的是（）

A.振動的周期為8s

B.第1s末與第3s末的位移相同

C.第1s末與第3s末的速度相同

D.第3s末至第5s末各時刻的位移方向都相同

E.第3s末至第5s末各時刻的速度方向都相同

一712兀

ABE［由關系式可知3=arad/s,T=-=8s,A對；將t=ls和t=3s代入

關系式中求得兩時刻位移相同，B對；可以作出質點的振動圖象，得第1s末和

第3s末的速度方向不同，C錯；得第3s末至第5s末各時刻質點的位移方向

相反，而速度的方向相同，D錯，E對。］

二、非選擇題

1、思考辨析（正確的畫“，錯誤的畫“義”）

（1）簡諧運動的平衡位置就是質點所受合力為零的位置。