押题精选16 机械振动与机械波-2021年高考物理108所名校押题精选

押题精选16 机械振动与机械波 1．在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端，不考虑地球自转的影响、车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动为简谐运动，则（　　） A．乘客做简谐运动的回复力是由车对人的支持力提供的 B．乘客达到地心时的速度最大，加速度最大 C．乘客只有在地心处才处于完全失重状态 D．乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离成正比 【答案】D 【详解】A．乘客做简谐运动的回复力是由地球对乘客的万有引力提供的，故A错误； B．乘客达到地心时的速度最大，加速度为零，因为地心处乘客所受引力的合力为零，故B错误； C．乘客只受地球引力的作用，全程处于完全失重状态，故C错误； D．乘客做简谐运动，地心处为平衡位置，由简谐运动的受力特点可知，乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离成正比，故D正确。 故选D。 2．B型超声检查，其原理是运用高频率声波（超声波）对人体内部组织、器官反射成像，可以观察被检组织的形态。如图为仪器检测到的发送和接收的短暂超声波脉冲图像，其中实线为沿x轴正方向发送的超声波脉冲，虛线为一段时间后遇到人体组织沿x轴负方向返回的超声波脉冲。已知超声波在人体内的传播速度约为1500m/s，下列说法正确的是（　　） A．此超声波的频率约为125Hz B．质点B此时刻沿y轴正方向运动 C．此时刻质点A、B两点加速度大小相等方向相反 D．质点B在此时刻后的四分之一周期内运动的路程等于4mm 【答案】B 【详解】A．由题意可知，传送和接收的超声波频率相同，由图像可知波长 =12mm=1.2×10−2m 由于 可得频率 代入数据解得 f=1.25×105Hz A错误； B．质点B在接收的超声波脉冲图像上，此脉冲沿x轴负方向传播，由微平移原理可知，此时刻质点B沿y轴正方向运动，B正确； C．此时刻质点A沿y轴正方向运动，其加速度方向沿y轴负方向，质点B沿y轴正方向运动，其加速度方向沿y轴负方向，因此质点A和质点B加速度大小相等，方向相同，C错误； D．此时刻质点B的位移为 mm，且沿y轴正方向运动，经十二分之一周期，恰好第一次运动到波峰，所以经四分之一周期质点B运动的路程是 s=2mm+4mm− mm=2.536mm D错误。 故选B。 3．某同学假期在公园里游玩时，看到岸边不远处一白色垃圾漂浮在水面上，远处一小船划过后，一列水波由远处传来，该同学想等着水波将白色垃圾推到岸边后，再将其拾起丢入垃圾箱，可是等了很久也不见白色垃圾被水波推向岸边。观察发现，水波的速度约为1.2m/s，白色垃圾在水中上下振动时，从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时间为6s。下列说法正确的是（　　） A．该水波的周期为1.2s B．该水波的周期为1s C．该水波的波长为1.8m D．该水波的波长为1.2m 【答案】C 【详解】AB．从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时间为6s。该水波的周期为 ，选项A、B错误； CD．由 ，可得波长等于1.8m，选项C正确、D错误。 故选C。 4．如图所示为海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海而传播，在波的传播方向上相距 的两处分别有甲、乙两浮标，两浮标随波上下运动。当甲运动到波峰时，乙恰好运动到波谷，此时甲、乙之间只有一个波峰。观察到甲从第1次到达波峰与第11次到达波峰的时间间隔为 ，则该水波（　　） A．振幅为 B．波长为 C．频率为 D．波速为 【答案】B 【详解】A．根据题给条件无法得知浮标离开平衡位置的最大距离，故A错误； B．设波长为λ，则由题意可知 解得λ=3m，故B正确； C．设周期为T，则由题意可知 解得T=2s，所以频率为 故C错误； D．波速为 故D错误。 故选B。 5．一频率为 的振源 做简谐运动时形成的水波如图所示。已知该波的波速为 ，到振源 的距离为 和 处分别有一片可看成质点的小树叶 和 ，则下列说法正确的是________。 A．两片树叶的起振方向相反 B．水波的波长为 C． 的起振时刻比 的晚半个周期 D．当 在波谷时， 恰好到波峰 【答案】B 【详解】A．两片树叶可看着是水波上的两个质点，它们的起振方向均与波源的起振方向相同，故A错误； B．已知波速为v=1m/s，周期 则水波的波长为 故B正确； C．P、Q到波源的距离之差为 故 的起振时刻比 的晚 个周期，故C错误； D．如下图红色波所示可看出，当 在波谷时， 恰好到平衡位置 故D错误。 故选B。 6．一水平长绳上系着一个弹簧和小球，弹簧和小球组成的系统固有频率为2Hz，现让长绳两端P、Q同时以相同的振幅A上下各振动了一个周期，某时刻长绳上形成的波形如图所示。两列波先后间隔一段时间经过弹簧所在的位置，观察到小球