专题17 机械振动机械波-2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编

2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编 专题17 机械振动机械波 1、（2021·北京市西城区高三下学期4月一模）用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向振动，振动图像如图所示，下列描述正确的是 t/s x/cm 3 6 -5 5 0 5 4 2 1 A．1~2 s内，小球的速度逐渐减小，加速度逐渐增大 B．2~3 s内，弹簧的势能逐渐减小，弹簧弹力逐渐增大 C．t =4 s时，小球的动能达到最大值，弹簧的势能达到最小值 D．t =5 s时，弹簧弹力为正的最大值，小球的加速度为负的最大值 【答案】C 【解析】如图是振子的振动图像，在1～2s时间内，小球由最大位置向平衡位置移动，故它的速度在逐渐增大，加速度在逐渐减小，选项A错误； 在2～3s时间内，小球由平衡位置向反方向的最大位置移动，弹簧的形变量在增大，故弹性势能在增大，弹力也在逐渐增大，选项B错误； 在t=4s时，小球处于平衡位置，故它的速度达到最大值，弹簧的弹性势能最小，选项C正确； 在t=5s时，小球位于正向最大位移处，它受到的回复力的方向指向x轴的负方向，故弹簧的弹力也是负的最大值，加速度为负的最大值，选项D错误。 2、（2021·北京市房山区高三下学期4月一模）一列简谐横波沿x轴方向传播，某时刻的波形如图Ⅰ所示。a、b、c为介质中的三个质点，质点α此时向上运动。下列判断正确的是 A．该波沿x轴负方向传播 B．质点b振动的周期比质点c振动的周期小 c．该时刻质点b向上运动，质点c向下运动 D．从该时刻起，质点c比质点b先到达平衡位置 【答案】C 【解析】因为质点a此时向上运动，根据同侧法可知，波在向x轴正方向传播，选项A错误；波上每个点的周期都是相同的，故质点b和c的周期相同，选项B错误；再根据同侧法判断出，质点b向上振动，质点c向下振动，选项C正确；由于质点b向上运动，质点c向下振动，故质点b先到平衡位置，选项D错误。 3、（2021·北京市丰台区高三下学期4月一模）图甲为一列简谐横波在t＝0.1s时刻的波形图，图乙为x＝4m处的质点Q的振动图象。下列说法正确的是 A.该波的传播速度为1.6m/s B.t＝0.1s时，质点Q的速度沿y轴正方向 C.该波沿x轴正方向传播 D.从t＝0.1s到t＝0.2s，质点Q通过的路程为8cm 【答案】D 【解析】由甲可知，波长为8m，再由乙可知，周期是0.2s，故该波的传播速度为v==40m/s，选项A错误；t＝0.1s时，图乙为x＝4m处的质点Q的振动图象，此时Q点向下振动，即沿y轴负方向，选项B错误；再根据同侧法可知，波沿x轴负方向传播，选项C错误；从t＝0.1s到t＝0.2s，质点经过半个周期，故Q通过的路程为2个振辐，即8cm，选项D正确。 4、（2021·北京市朝阳区高三下学期4月一模）一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为介质中三个质点，a 正沿图中所示方向运动。下列选项正确的是 x a b c A．该波沿x轴负方向传播 B．该时刻质点a的速度比质点b的速度大 C．质点c的振幅大于质点a的振幅 D．该时刻后，质点b比质点c先到达平衡位置 【答案】D 【解析】由于a 正沿图中所示方向运动，根据同侧法可知，波沿x轴正方向传播，选项A错误；图中的a点在向最大位置移动，速度减小，而b点在向平衡位置移动，速度增大，我们根据对称性可以在a点的下方某位置找到b的对称点，所以a点的速度小于b点的速度，选项B错误； 质点的振幅都是相等的，只是现在C点的位移比a点大，故选项C错误；根据波的传播方向是沿x轴正方向可以判断出，b点向上振动，故它一定比质点c先到平衡位置，选项D正确。 5、（2021·北京市石景山区高三下学期4月一模）如图（甲）所示是用沙摆演示振动图象的实验装置，此装置可视为摆长为L的单摆，沙摆的运动可看作简谐运动，若用手拉木板做匀速运动，实验时细沙在木板上留下的情形如图（甲）所示。某次实验中，手拉木板的速度大小约为0.20m/s，测得图（乙）所示的一段木板的长度约0.60m。下列判断正确的是 A．图中的曲线是沙摆的运动轨迹 O O′ v （甲） 0.60m （乙） B．图中的曲线是木板的运动轨迹 C．图中的曲线是细沙的运动轨迹 D．实验所用沙摆对应的摆长约为0.56m 【答案】D 【解析】由题意可知，图中的曲线是沙摆与木板运动的合运动的轨迹，选项ABC错误；由木板的速度与波长可知，周期T=1.5s，根据单摆的周期公式T=2π，故摆长L==0.56m，选项D正确。 6、（2021·北京市海淀区高三下学期4月一模）一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时的波形如图2甲所示，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动。图2乙是波上某一质点的振动