专辑14 机械振动机械波-2021年高考5月北京市二模物理试题分项汇编（解析版）

1 2021 年高考 5 月北京市二模物理试题分项汇编 专题 14 机械振动机械波 1、（2021·北京市朝阳区高三下学期 5 月二模反馈）如图所示是某一质点做简谐运动的振动图象，下列说 法正确的是（ ） A. 质点振动的周期为 7s B. 在第 1s 末，质点受到的回复力改变方向 C. 3s 时与 7s 时质点速度相同 D. 在第 5s 内，质点的动能转化为势能 【答案】D 【解析】 A． 3s 到 7s 是半个周期，质点振动的周期为 8s，A 错误； B．在第 1s 末，质点受到的回复力方向指向平衡位置，不改变方向，B 错误； C．3s 时与 7s 时质点速度方向相反，C 错误； D．因为质点在平衡位置时动能最大，势能最小，在最大位移处动能最小，势能最大，所以在第 5s 内，质 点的动能转化为势能，D 正确。 故选 D。 2 2、（2021·北京市海淀区高三下学期 5 月二模）在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出 周期（T）的平方和摆长（L）的 T2-L 图线，可以求出重力加速度 g。已知两位同学做出的 T2-L 图线如图 4 中的 a、b 所示，其中 a 和 b 平行，图线 a 对应的 g 值很接近当地重力加速度的值。相对于图线 a，关于图 线 b 的分析正确的是 O a 图 4 T2 L b A．可能是误将绳长记为摆长 L B．可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L C．可能是误将 49 次全振动记为 50 次 D．根据图线 b 不能准确测出当地的重力加速度 【答案】B 【解析】因为单摆的周期 T=2π L g ，故 T2= 24 g  L，而图线 b 与 L 轴有个截距，这说明关系式应该为 T2= 24 g  (L-a)，即可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L，则实际的摆长就是 L-d/2，故选项 B 正确； 如果是误将绳长记为摆长 L，则关系式应该是 T2= 24 g  (L+d/2)，图线应该与 T2 轴有正截距，选项 A 错误； 若是误将 49 次全振动记为 50 次，则周期 T 会减小，这样做出的图线的斜率会变小，但仍然过原点， 选项 C 错误；根据图线 b 也能准确测出当地的重力加速度，因为斜率不变，选项 D 错误。 3、（2021·北京市海淀区高三下学期 5 月二模）声波是一种机械波，具有波的特性，关于声波下列说法中 正确的是 A．不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加 B．高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象 C．相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象 3 D．不同频率的声波在空气中相遇时频率均会发生改变 【答案】C 【解析】波都是叠加现象，所以不同频率的声波在空气中相遇时也会叠加，但不能形成稳定的干涉图 样，选项 A 错误；高频声波和低频声波相遇时，由于频率不同，帮故不能发生干涉现象，选项 B 错误； 相同条件下，低频声波的频率小，但是它的波长大，而衍射的条件是孔径或尺度等于或小二波长，所 以波长大的容易发生衍射，所以低频声波比高频声波更容易发生衍射现象，选项 C 正确；不同频率的声波 在空气中相遇时频率不会发生改变，相遇通过后仍以原来的频率传播，选项 D 错误。 4、（2021·北京市西城区高三下学期 5 月二模）一简谐机械波沿 x 轴正方向传播，波长为λ，周期为 T。t=0 时刻的波形如图 1 所示，a、b、c 是波上的三个质点。图 2 是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是 图 1 图 2 00 y y x tTλ va cb A．t=0 时，质点 a 的加速度比质点 b 的小 B．质点 b 和质点 c 的速度方向总是相同的 C．图 2 可以表示质点 b 的振动 D．图 2 可以表示质点 c 的振动 【答案】C 【解析】当 t=0 时，对图 1，质点 a 在最大位置处，故它的回复力最大，加速度最大，比质点 b 要大， 选项 A 错误；质点 b 和质点 c 的平衡位置间的距离相差半个波长，故二个质点的振动方向是相反的，即除 质点到最大位置时速度为 0 外，其他时刻的速度方向总是相反的，选项 B 错误； 由图 2 看出，在 t=0 时刻质点要向上振动，而在图 1 中根据“同侧法”可知，质点 b 是向上振动的，故它 表示的是质点 2 的振动图像，选项 C 正确，D 错误。 5、（2021·北京市朝阳区高三下学期 5 月二模）某质点做简谐运动的振动图像如图所示。关于该简谐振动， 下列选项正确的是 4 A．振幅为 10cm B．周期为 2s C．t=1s 时，质点的速度为负的最大值 D．t=3s 时，质点的加速度为正的最大值 【答案】D 【解析】由图像可知，振幅就是偏离平衡位置的最大距离，大小为 5cm，选项 A 错误；周期是 4s，选 项 B 错误；t=1s 时，质点的回复力向下，故加速度为负的最大值，速度为 0，选项 C 错误；t=3s 时，质点 的回复力向上，故它的加速度为正的最大值，选项 D 正确。 6、（2021·北京市东城区高三下学期 5 月二模）甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示，由图像可知 A．任一时刻两振子的回复力方向都相同 B．甲、乙两振子振动频率之比为 2：1 C．甲的加速度为零时，乙的加速度也为零 D．甲的速度为零时，乙的速度也为零 【答案】C 【解析】由图可知，在 t=0.5s 到 t=1.0s 的过程中，两弹簧的回复力的方向是相反的，故选项 A 错误； 甲的周期是 T 甲=2.0s，乙的周期是 T 乙=1.0s，故周期之比是 2：1，因为 f=1/T，故其频率之比是 1：2，选项 B 错误； 由于甲的周期是乙的 2 倍，故当甲处于平衡位置时，乙也一定处于平衡位置，即甲的加速度为零时， 乙的加速度也为零，选项 C 正确；甲在 t=0.5s 时处于最大位置，其速度为零，但是此时乙处于平衡位置， 其速度最大，选项 D 错误。 5 7、（2021·北京市房山区高三下学期 5 月二模）分子间存在着分子力，并且分子力做功与路径无关，因此 分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图 3 所示为分子势能 Ep 随分子间距离 r 变化的图像，取 r 趋 近于无穷大时 Ep 为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑这两个分子间的作 用，下述说法中正确的是 O Ep r1 r2 r3 r 图 3 A．图中 r1 是分子间引力和斥力平衡的位置 B．假设将两个分子从 r = r2 处释放，它们将相互靠近 C．假设将两个分子从 r = r1 处释放，当 r = r2 时它们的加速度最大 D．假设将两个分子从 r = r1 处释放，当 r = r2 时它们的速度最大 【答案】D 【解析】图中是势能与距离的变化关系图，r2 是势能的最低点，说明分子由无穷远向 O 点移动的过程 中，r>r2 时分子力做正功，分子势能减小，r