第八章 机械振动与机械波 章末提升(八)　重要题型集中练-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 新教材 新高考）

章末提升(八)　重要题型集中练 授课提示：对应学生用书第427页 题型一　简谐运动的特征 1．(多选)图甲为一弹簧振子自由振动(即做简谐运动)时的位移随时间变化的图像，图乙为该弹簧振子在某外力的作用下做受迫振动时的位移随时间变化的图像，则(　　) A．由图甲可知，该弹簧振子的固有周期为4 s B．由图乙可知，该弹簧振子的固有周期为8 s C．由图乙可知，外力的周期为8 s D．如果改变外力的周期，在接近4 s的附近该弹簧振子的振幅较大 解析：图甲是振子做自由振动时的图像，其周期为该弹簧振子的固有周期，故由图甲可知，其固有周期为T0＝4 s；图乙是振子在外力作用下做受迫振动的图像，其周期为振子实际振动的周期，也为驱动力的周期，即驱动力的周期为8 s，故A、C正确，B错误。当驱动力的频率等于振子的固有频率时，振子的振动达到最强，故当T在4 s附近时，该弹簧振子的振幅较大，故D正确。 答案：ACD 2．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 　 A．t＝0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处 B．t＝0.8 s时，振子的速度方向向左 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度完全相同 D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐减小 解析：在0～0.4 s内，振子做变减速运动，不是匀速运动，所以t＝0.2 s时，振子不在O点右侧6 cm处，故A错误；由图乙知，t＝0.8 s时，图像的斜率为负，说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，故B正确；t＝0.4 s和 t＝1.2 s时，振子的位移完全相反，由a＝－知加速度完全相反，故C错误；t＝0.4 s到 t＝0.8 s的时间内，振子的位移减小，正向平衡位置靠近，速度逐渐增大，故D错误。 答案：B 3．如图甲所示，O是单摆的平衡位置，B、C是摆球所能达到的最远位置，以向右摆动为正方向，此单摆的振动图像如图乙所示，取g＝9.8 m/s2，则(　　) A．单摆的振幅是16 cm B．单摆的摆长约为1 m C．摆球经过O点时，速度最大，加速度为零 D．P点时刻摆球正在OC间向正方向摆动 解析：由振动图像可知，单摆的振幅是8 cm，选项A错误；单摆的周期为2 s，根据T＝2π，可得摆长l＝＝ m＝1 m，选项B正确；摆球经过O点时，速度最大，但是有向心加速度，即加速度不为零，选项C错误；P点时刻摆球正在OC间向负方向摆动，靠近平衡位置，选项D错误。 答案：B 4．(2023·山东德州模拟)如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为x0(未标出)，印迹上P、Q两点的纵坐标为y0和－y0。忽略空气阻力，重力加速度为g，则(　　) A．该弹簧振子的振幅为2y0 B．该弹簧振子的振动周期为 C．激光笔在留下P、Q两点时加速度相同 D．激光笔在留下PQ段印迹的过程中，弹簧弹力对激光笔做的功为－2mgy0 解析：记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移2x0所用的时间，则周期T＝，振幅为A＝y0，A、B错误；加速度是矢量，激光笔在留下P、Q两点时加速度大小相等，方向相反，C错误；在激光笔留下PQ段印迹的过程中，根据动能定理可知，合力做功为零，但重力做正功为2mgy0，故弹力对物块做负功，为－2mgy0，D正确。 答案：D 题型二　波的形成与传播 5．(2023·山东济南模拟)图甲中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。图乙为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到质点M，已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是(　　) A．血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s B．质点M开始振动的方向沿y轴正方向 C．0～1.25×10－7 s内质点M运动的路程为0.175 mm D．t＝1.25×10－7 s时质点M运动到横坐标x＝35×10－2 mm处 解析：由图像可知，超声波的波长为λ＝1.4×10－4 m，故其传播速度为v＝＝λf＝1.4×103 m/s，故A正确；由波形图可知，质点M开始振动的方向为y轴负方向，故B错误；由图可知，该波的振幅为A＝0.4 mm，周期为T＝1×10－7 s,1.25×10－7 s为T，故质点M运动的路程为5A＝2 mm，故C错误；质点只会在平衡位置上下振动，不会随波平移，故D错误。 答案：A 6．(