《专题17机械振动与机械波学易金卷：三年（2021-2023）高考物理真题分项汇编（全国通用）含答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题17机械振动与机械波学易金卷：三年（2021-2023）高考物理真题分项汇编（全国通用）含答案.pdf（54页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、专题17 机械振动与机械波目录考点 01 简谐运动及其应用.1考点 02 波的图像与波特有的现象.5考点考点 01 简谐运动及其应用简谐运动及其应用一、单选题一、单选题1（2022浙江统考高考真题）如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则（）A小球做简谐运动B小球动能的变化周期为2TC两根弹簧的总弹性势能的变化周期为TD小球的初速度为2v时，其运动周期为2T2（2022海南高考真题）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为
2、（）A2：3B3：2C4：9D9：43（2023浙江高考真题）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO，接入电阻 R 构成回路导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。专题17 机械振动与机械波 学易金卷：三年（2021-2023）高考物理真题分项汇编（全国通用）当0RR时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当02RR时，导体杆振动图像是（）ABCD4（2021江苏高考真题）如图所示，半径为 R 的圆盘边缘有一钉子 B，在水平光线下，圆盘的转轴 A 和钉子 B 在右侧墙壁上形成影子 O 和 P，以 O 为原点在竖直方
3、向上建立 x 坐标系。0t时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为，则 P 做简谐运动的表达式为（）Asin()2xRtBsin()2xRtC2 sin()2xRtD2 sin()2xRt5（2022浙江统考高考真题）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置 O 拉到 A 后释放，小球在 O 点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（）A甲图中的小球将保持静止B甲图中的小球仍将来回振动C乙图中的小球仍将来回摆动D乙图中的小球将做匀速圆周运动二、多选题二、多选题6（2021浙江统考高考真题）为了
4、提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示。则（）A针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同B随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大C打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同D稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同7（2022湖南统考高考真题）下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动：与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力 F 为纵轴，木棒水平位移 x 为横轴建立直角坐标系，浮力 F 随
5、水平位移 x 的变化如图（b）所示。已知河水密度为，木棒横截面积为 S，重力加速度大小为 g。下列说法正确的是（）Ax 从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小Bx 从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小C0.35mx 和0.45mx 时，木棒的速度大小相等，方向相反D木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为122FFSgE木棒的运动为向 x 轴正方向传播的机械横波，波速为0.4m/s8（2023山东统考高考真题）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距 L 的 A、B 两点。已知质点在 A 点的位移大小为振幅的一半，B 点位移大小是 A 点的
6、3倍，质点经过 A 点时开始计时，t 时刻第二次经过 B 点，该振动的振幅和周期可能是（）A2,331LtB2,431LtC212,531LtD212,731Lt三、填空题三、填空题9（2021河北高考真题）如图，一弹簧振子沿 x 轴做简谐运动，振子零时刻向右经过 A 点，2s后第一次到达 B 点，已知振子经过 A、B 两点时的速度大小相等，2s内经过的路程为 0.4m。该弹簧振子的周期为 s，振幅为 m。10（2021广东高考真题）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离 A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为 T。经8T时间，小球从最低点向上
7、运动的距离 2A（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在4T时刻，小球的动能 （选填“最大”或“最小”）。考点考点 02 波的图像与波特有的现象波的图像与波特有的现象一、单选题一、单选题1（2023山西统考高考真题）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的（）A波速和波长均不同B频率和波速均不同C波长和周期均不同D周期和频率均不同2（2021天津高考真题）一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度10m/sv，0t时位于坐标原点的质点从平衡位置沿 y 轴正方向运动，下列图形中哪个是0.6st 时的波形（）ABCD3（2023北京统考高考真题）位于坐标原点处的波
8、源发出一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波。t=0 时波源开始振动，其位移 y 随时间 t 变化的关系式为2sin()yAtT，则 t=T 时的波形图为（）A B C D 4（2021辽宁统考高考真题）一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，t=2s 时的波形如图（a）所示，x=2m 处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（）A15m/sB25m/sC35m/sD45m/s5（2021重庆高考真题）简谐横波沿 x 轴正方向传播，题图为某时刻波形图。波源位于0 x 处，其位移随时间变化的关系为sin(2)cmyt，则（）A此波的波长为9cmB此波的频率为2HzC此波的波速为0.1m/sD此时波源
9、沿 y 轴正方向运动6（2022辽宁高考真题）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点 P 的说法正确的是（）A该时刻速度沿 y 轴正方向B该时刻加速度沿 y 轴正方向C此后14周期内通过的路程为 AD此后12周期内沿 x 轴正方向迁移为127（2022北京高考真题）在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿 x 轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为 a。0t时，0 x 处的质点0P开始沿 y 轴做周期为 T、振幅为 A 的简谐运动。34tT时的波形如图所示。下列说法正确的是（）A0t时，质点0P沿 y 轴负方向运动B34tT时，质点4P的速度最大C34tT
10、时，质点3P和5P相位相同D该列绳波的波速为8aT8（2022天津高考真题）在同一均匀介质中，分别位于坐标原点和7mx 处的两个波源 O 和 P，沿 y 轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波 a 和 b，某时刻 a 和 b 分别传播到3mx 和5mx 处，波形如图所示。下列说法正确的是（）Aa 与 b 的频率之比为2:1BO 与 P 开始振动的时刻相同Ca 与 b 相遇后会出现干涉现象DO 开始振动时沿 y 轴正方向运动9（2023浙江高考真题）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速
11、度为340m/s）（）A振幅为2AB频率为100HzC波长应为1.7m的奇数倍D在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相10（2023广东统考高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物声波在水中传播速度为1500m/s，若探测器发出频率为61.5 10 Hz的声波，下列说法正确的是（）A两列声波相遇时一定会发生干涉B声波由水中传播到空气中，波长会改变C该声波遇到尺寸约为1m的被探测物时会发生明显衍射D探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关【答案】B11（2023海南统考高考真题）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距 6m 的两个质点 P、Q 的振动图像，
12、下列说法正确的是（）A该波的周期是 5sB该波的波速是 3m/sC4s 时 P 质点向上振动D4s 时 Q 质点向上振动12（2023浙江统考高考真题）如图所示，置于管口 T 前的声源发出一列单一频率声波，分成两列强度不同的声波分别沿 A、B 两管传播到出口 O。先调节 A、B 两管等长，O 处探测到声波强度为 400 个单位，然后将 A 管拉长15cmd，在 O 处第一次探测到声波强度最小，其强度为 100 个单位。已知声波强度与声波振幅平方成正比，不计声波在管道中传播的能量损失，则（）A声波的波长15cmB声波的波长30cmC两声波的振幅之比为3:1D两声波的振幅之比为2:113（2021
13、浙江统考高考真题）两列频率、振幅均相同的简谐波和分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距 0.48m 的 A、B 间用频闪相机连续拍摄，依次获得 1、2、3、4、5 五个波形，如图所示，且 1 和 5 是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.12s，下列说法正确的是（）A简谐波和的波长均为 0.24mB简谐波和的周期均为 0.48sC绳上各点均做振幅相同的简谐运动D两波源到 A 点和 C 点的路程差之差的绝对值是 0.48m14（2021浙江高考真题）将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳，它们处于同一水平面上。在离分叉点相
14、同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端，同时用相同频率和振幅上下持续振动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同，分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是（）A甲图中两手开始振动时的方向并不相同B甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置C乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形D乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形15（2021北京高考真题）一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后 K 质点比 L 质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（）A该简谐横波沿 x 轴负方向传播B此时 K 质点沿 y 轴正方向运动C此时 K 质点的速度比 L 质点的小D此时 K 质点
15、的加速度比 L 质点的小16（2022重庆高考真题）某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为 L。0t时刻，波源开始从平衡位置沿 y 轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向传播（视为简谐波），1t时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则（）A浮标的振动周期为14tB水波的传播速度大小为14LtC132t时刻浮标沿 y 轴负方向运动D水波的波长为2L17（2023湖南统考高考真题）如图（a），在均匀介质中有、ABC和D四点，其中、ABC三点位于同一直线上，4m,3m,ACBCDCDC垂直AB0
16、t时，位于、ABC处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4m下列说法正确的是（）A这三列波的波速均为2m/sB2st时，D处的质点开始振动C4.5st 时，D处的质点向y轴负方向运动D6st 时，D处的质点与平衡位置的距离是6cm18（2023湖北统考高考真题）一列简谐横波沿 x 轴正向传播，波长为100cm，振幅为8cm。介质中有 a和 b 两个质点，其平衡位置分别位于40cm3x 和120cmx 处。某时刻 b 质点的位移为4cmy，且向 y轴正方向运动。从该时刻开始计时，a 质点的振动图像为（）A B C D二、多选题二、多
17、选题19（2023辽宁统考高考真题）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（）A插入水中的筷子、看起来折断了B阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹C驶近站台的火车，汽笛音调变高D振动音叉的周围，声音忽高忽低20（2023天津统考高考真题）一列机械波的波源是坐标轴原点，从0t时波源开始振动，0.5st 时波形如图，则下列说法正确的有（）A在这种介质中波速4m/sv B1mx 处质点在0.3st 时位于波谷C波源振动方程0.02sin(5)mytD1mx 处质点
18、半个周期内向左位移半个波长21（2023全国统考高考真题）一列简谐横波沿 x 轴传播，图（a）是0t时刻的波形图；P 是介质中位于2mx 处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（）A波速为2m/sB波向左传播C波的振幅是10cmD3mx 处的质点在7st 时位于平衡位置E质点 P 在 07s 时间内运动的路程为70cm22（2023浙江统考高考真题）下列说法正确的是（）A热量能自发地从低温物体传到高温物体B液体的表面张力方向总是跟液面相切C在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的D当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率23（2021湖南高考真题）均匀
19、介质中，波源位于 O 点的简谐横波在 xOy 水平面内传播，波面为圆。t=0时刻，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A 处质点的振动图像如图（b）所示，z 轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（）A该波从 A 点传播到 B 点，所需时间为4sB6st 时，B处质点位于波峰C8st 时，C处质点振动速度方向竖直向上D10st 时，D处质点所受回复力方向竖直向上EE处质点起振后，12s内经过的路程为12cm24（2021山东高考真题）一列简谐横波沿 x 轴传播，如图所示，实线为12st 时的波形图，虚线为25st 时的波形图。以下关于平衡位置在 O 处质点的振动图像，可能
20、正确的是（）ABCD25（2021湖北统考高考真题）一列简谐横波沿 x 轴传播，在 t=0 时刻和 t=1 s 时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知 x=0 处的质点在 01 s 内运动的路程为 4.5 cm。下列说法正确的是（）A波沿 x 轴正方向传播B波源振动周期为 1.1 sC波的传播速度大小为 13 m/sDt=1 s 时，x=6 m 处的质点沿 y 轴负方向运动26（2022浙江统考高考真题）两列振幅相等、波长均为、周期均为 T 的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t=0 时刻的波形如图 1 所示，此时两列波相距，则（）A4Tt 时，波形如图 2 甲所示B2
21、Tt 时，波形如图 2 乙所示C34Tt 时，波形如图 2 丙所示DtT时，波形如图 2 丁所示27（2022山东统考高考真题）一列简谐横波沿 x 轴传播，平衡位置位于坐标原点 O 的质点振动图像如图所示。当7st 时，简谐波的波动图像可能正确的是（）ABCD28（2022浙江统考高考真题）位于0.25mx 的波源 p 从0t时刻开始振动，形成的简谐横波沿 x 轴正负方向传播，在2.0st 时波源停止振动，2.1st 时的部分波形如图所示，其中质点 a 的平衡位置1.75max，质点 b 的平衡位置0.5mbx 。下列说法正确的是（）A沿 x 轴正负方向传播的波发生干涉B0.42st 时，波源
22、的位移为正C2.25st 时，质点 a 沿 y 轴负方向振动D在 0 到 2s 内，质点 b 运动总路程是 2.55m三、解答题三、解答题29（2021全国高考真题）均匀介质中质点 A、B 的平衡位置位于 x 轴上，坐标分别为 0 和 xB=16cm。某简谐横波沿 x 轴正方向传播，波速为 v=20cm/s，波长大于 20cm，振幅为 A=1cm，且传播时无衰减。t=0 时刻A、B 偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔t=0.6s 两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在 t1时刻（t10），质点 A 位于波峰。求（1）从 t1时刻开始，质点 B 最少要经过多长
23、时间位于波峰；（2）t1时刻质点 B 偏离平衡位置的位移。30（2021海南高考真题）一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在 0 4s 内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为 0.5m/s。（1）求这列横波的波长；（2）求波源在 4s 内通过的路程；（3）在图（b）中画出 t=4s 时刻的波形图。31（2023全国统考高考真题）分别沿 x 轴正向和负向传播的两列简谐横波 P、Q 的振动方向相同,振幅均为 5cm，波长均为 8m，波速均为 4m/s。0t时刻，P 波刚好传播到坐标原点,该处的质点将自平衡位置向下振动；Q 波刚好传到10mx处，该处的质点将自
24、平衡位置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。（1）在答题卡给出的坐标图上分别画出 P、Q 两列波在2.5st 时刻的波形图（P 波用虚线，Q 波用实线）；（2）求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。四、填空题四、填空题32（2021全国高考真题）图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3s，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为 m/s，周期为 s，若波是沿 x 轴负方向传播的，该波的周期为 s。33（2022全国统考高考真题）介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源1S和2S，二者
25、做简谐运动的振幅相等，周期均为0.8s。当1S过平衡位置向上运动时，2S也过平衡位置向上运动。若波速为5m/s，则由1S和2S发出的简谐横波的波长均为 m。P 为波源平衡位置所在水平面上的一点，与1S、2S平衡位置的距离均为10m，则两波在 P 点引起的振动总是相互 （填“加强”或“削弱”）的；当1S恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在 P 处的质点 （填“向上”或“向下”）运动。34（2022福建高考真题）艺术体操运动员站在场地中以一定频率上下抖动6m长绸带的一端，绸带自左向右呈现波浪状起伏。某时刻绸带形状如图所示（符合正弦函数特征），此时绸带上 P 点运动方向 （填“向上”“向下”“向左”
26、或“向右”）。保持抖动幅度不变，如果要在该绸带上产生更加密集的波浪状起伏效果，运动员上下抖动的频率应 （填“增大”“减小”或“保持不变”）。35（2022全国统考高考真题）一平面简谐横波以速度 v=2m/s 沿 x 轴正方向传播，t=0 时刻的波形图如图所示，介质中平衡位置在坐标原点的质点 A 在 t=0 时刻的位移2cmy，该波的波长为 m，频率为 Hz，t=2s 时刻，质点 A （填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”）。36（2022河北统考高考真题）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播。波速为 10m/s。在传播方向上有 P、Q 两质点，坐标分别为 xP=1m，xQ=6m。波传播到 P
27、点开始计时，该点的振动图像如图所示，则简谐波的波长为 m，经过 s，Q 点第一次到达正向最大位移处。37（2022广东高考真题）如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上 M 处的质点将运动至 （选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速 （选填“增大”“减小”或“不变”）。专题17 机械振动与机械波目录考点 01 简谐运动及其应用.1考点 02 波的图像与波特有的现象.9考点考点 01 简谐运动及其应用简谐运动及其应用一、单选题一、单选题1（2022浙江统考高考真题）如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分
28、别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则（）A小球做简谐运动B小球动能的变化周期为2TC两根弹簧的总弹性势能的变化周期为TD小球的初速度为2v时，其运动周期为2T【答案】B【详解】A物体做简谐运动的条件是它在运动中所受回复力与位移成正比，且方向总是指向平衡位置，可知小球在杆中点到接触弹簧过程，所受合力为零，此过程做匀速直线运动，故小球不是做简谐运动，A 错误；BC假设杆中点为O，小球向右压缩弹簧至最大压缩量时的位置为A，小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为B，可知小球做周期为T的往复运动过程为OAOBO根据对称性可知小球
29、从OAO与OBO，这两个过程的动能变化完全一致，两根弹簧的总弹性势能的变化完全一致，故小球动能的变化周期为2T，两根弹簧的总弹性势能的变化周期为2T，B 正确，C 错误；D小球的初速度为2v时，可知小球在匀速阶段的时间变为原来的2倍，接触弹簧过程，根据弹簧振子周期公式02mTk可知接触弹簧过程所用时间与速度无关，即接触弹簧过程时间保持不变，故小球的初速度为2v时，其运动周期应小于2T，D 错误；故选 B。2（2022海南高考真题）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（）A2：3B3：2C4：9D9：4【答案】C【详解】由振动图像可知
30、甲乙两个单摆周期之比为T甲：T乙=0.8：1.2=2：3根据单摆周期公式2LTg可得224gTL则甲、乙两个单摆的摆长之比为L甲：L乙=T甲2：T乙2=4：9故选 C。3（2023浙江高考真题）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO，接入电阻 R 构成回路导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当0RR时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当02RR时，导体杆振动图像是（）ABCD【答案】B【详解】导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是阻碍导体棒的运动。当R从0R变为02R
31、时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所杆从开始摆动到停止，运动的路程和经历的时间变长。故选 B。4（2021江苏高考真题）如图所示，半径为 R 的圆盘边缘有一钉子 B，在水平光线下，圆盘的转轴 A 和钉子 B 在右侧墙壁上形成影子 O 和 P，以 O 为原点在竖直方向上建立 x 坐标系。0t时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为，则 P 做简谐运动的表达式为（）Asin()2xRtBsin()2xRtC2 sin()2xRtD2 sin()2xRt【答案】B【详解】由图可知，影子 P 做简谐运动的振幅为R，以向上为正方向，设 P 的振
32、动方程为sin()xRt由图可知，当0t时，P 的位移为R，代入振动方程解得2则 P 做简谐运动的表达式为sin()2xRt故 B 正确，ACD 错误。故选 B。5（2022浙江统考高考真题）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置 O 拉到 A 后释放，小球在 O 点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（）A甲图中的小球将保持静止B甲图中的小球仍将来回振动C乙图中的小球仍将来回摆动D乙图中的小球将做匀速圆周运动【答案】B【详解】AB空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受的弹力不受失重的
33、影响，则小球仍将在弹力的作用下来回振动，A 错误，B 正确；CD图乙中的小球在地面上由静止释放时，所受的回复力是重力的分量，而在空间站中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍静止不动，不会来回摆动；也不会做匀速圆周运动，若给小球一定的初速度，则小球在竖直面内做匀速圆周运动，C、D 错误。故选 B。二、多选题二、多选题6（2021浙江统考高考真题）为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示。则（）A针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同B随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大C打击杆对不同
34、粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同D稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同【答案】AD【详解】A根据共振的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，此时落果效果最好，而不同的树木的固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，选项 A 正确；B 当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，则随着振动器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，选项 B 错误；C打击结束后，树干做阻尼振动，阻尼振动的频率小于树干的固有频率，振动过程中频率不变，粗细不同的树干，固有频率不同，则打击结束后，粗细不同的树干频率可能不同，选项 C 错误；D
35、树干在振动器的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，选项 D 正确。故选 AD。7（2022湖南统考高考真题）下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动：与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力 F 为纵轴，木棒水平位移 x 为横轴建立直角坐标系，浮力 F 随水平位移 x 的变化如图（b）所示。已知河水密度为，木棒横截面积为 S，重力加速度大小为 g。下列说法正确的是（）Ax 从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小Bx 从0.21m到0.25m的
36、过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小C0.35mx 和0.45mx 时，木棒的速度大小相等，方向相反D木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为122FFSgE木棒的运动为向 x 轴正方向传播的机械横波，波速为0.4m/s【答案】ABD【详解】A由简谐运动的对称性可知，0.1m、0.3m、0.5m 时木棒处于平衡位置；则 x 从0.05m到0.15m的过程中，木棒从平衡位置下方向上移动，经平衡位置后到达平衡位置上方，速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，A 正确；Bx 从0.21m到0.25m的过程中，木棒从平衡位置上方靠近最大位移处向下运动（未到平衡位置），加速度竖直向下，大小减小，B 正确
37、；C0.35mx 和0.45mx 时，由图像的对称性知浮力大小相等，说明木棒在同一位置，竖直方向速度大小相等，速度方向相反，而两时刻木棒水平方向速度相同，所以合速度大小相等，方向不是相反，C 错误；D木棒在竖直方向的简谐运动可类比于竖直方向的弹簧振子，设木棒长度为 L，回复力系数为 k，平衡位置时木棒重心在水面下方0 x，则有02LgSxMg木棒重心在平衡位置上方最大位移 A 处时202LMgFMggSxkAA木棒重心在平衡位置下方最大位移 A 处时102LFMggSxMgkAA可解得kgS，122FFASgD 正确；E木棒上各质点相对静止随木棒一起运动，不能看成向 x 轴正方向传播的机械横波
38、，E 错误。故选 ABD。8（2023山东统考高考真题）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距 L 的 A、B 两点。已知质点在 A 点的位移大小为振幅的一半，B 点位移大小是 A 点的3倍，质点经过 A 点时开始计时，t 时刻第二次经过 B 点，该振动的振幅和周期可能是（）A2,331LtB2,431LtC212,531LtD212,731Lt【答案】BC【详解】AB当 AB 两点在平衡位置的同侧时有13sin,sin22abAAAA可得6a；3b或者23b因此可知第二次经过 B 点时23b，2362Tt解得4Tt此时位移关系为3122AAL解得231LA 故 A 错误，B 正确
39、；CD当 AB 两点在平衡位置两侧时有13sin,sin22abAAAA解得6a 或者56a（由图中运动方向舍去），3b或者23b当第二次经过 B 点时23b，则2362Tt 解得125Tt此时位移关系为3122AAL解得231LA C 正确 D 错误；故选 BC。三、填空题三、填空题9（2021河北高考真题）如图，一弹簧振子沿 x 轴做简谐运动，振子零时刻向右经过 A 点，2s后第一次到达 B 点，已知振子经过 A、B 两点时的速度大小相等，2s内经过的路程为 0.4m。该弹簧振子的周期为 s，振幅为 m。【答案】4 0.2【详解】1根据简谐运动对称性可知，振子零时刻向右经过 A 点，2s后
40、第一次到达 B 点，已知振子经过 A、B 两点时的速度大小相等，则 A、B 两点关于平衡位置对称，而振动经过了半个周期的运动，则周期为24sTt2从 A 到 B 经过了半个周期的振动，路程为0.4ms，而一个完整的周期路程为 0.8m，为 4 个振幅的路程，有40.8mA 解得振幅为0.2mA10（2021广东高考真题）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离 A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为 T。经8T时间，小球从最低点向上运动的距离 2A（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在4T时刻，小球的动能 （选填“最大”或“最小”）。【答案】小
41、于 最大【详解】1根据简谐振动的位移公式2cosyAtT 则8Tt 时有22cos82TyAAT 所以小球从最低点向上运动的距离为2221222yAAAA 则小球从最低点向上运动的距离小于2A。2在4Tt 时，小球回到平衡位置，具有最大的振动速度，所以小球的动能最大。考点考点 02 波的图像与波特有的现象波的图像与波特有的现象一、单选题一、单选题1（2023山西统考高考真题）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的（）A波速和波长均不同B频率和波速均不同C波长和周期均不同D周期和频率均不同【答案】A【详解】声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的
42、周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系vf可知，波长也不同。故 A 正确，BCD 错误。故选 A。2（2021天津高考真题）一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度10m/sv，0t时位于坐标原点的质点从平衡位置沿 y 轴正方向运动，下列图形中哪个是0.6st 时的波形（）ABCD【答案】B【详解】由图中可以看出该波的波长为4m，根据vT可知该列波的周期为=0.4sT又因为0t时位于坐标原点的质点从平衡位置沿 y 轴正方向运动，当0.6st 时经历了 1.5T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿 y 轴负方向运动，结合图像可知 B 选项正确。故选 B。3
43、（2023北京统考高考真题）位于坐标原点处的波源发出一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波。t=0 时波源开始振动，其位移 y 随时间 t 变化的关系式为2sin()yAtT，则 t=T 时的波形图为（）A B C D 【答案】D【详解】由于 t=0 时波源从平衡位置开始振动，由振动方程可知，波源起振方向沿 y 轴正方向，且 t=T 时波的图像应和 t=0 时的相同，根据“上坡下，下坡上”可知 t=T 时的波形图为选项 D 图。故选 D。4（2021辽宁统考高考真题）一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，t=2s 时的波形如图（a）所示，x=2m 处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（）A1
44、5m/sB25m/sC35m/sD45m/s【答案】A【详解】根据图 b 可知 t=2s 时 x=2m 处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波向负方向传播，结合图a，利用“上下坡”法可知 x=2m 为半波长的奇数倍，即有2122n（n=1，2，3）而由图 b 可知该波的周期为 T=4s；所以该波的波速为121vTn（n=1，2，3）当 n=3 时可得波的速率为1m/s5v 故选 A。5（2021重庆高考真题）简谐横波沿 x 轴正方向传播，题图为某时刻波形图。波源位于0 x 处，其位移随时间变化的关系为sin(2)cmyt，则（）A此波的波长为9cmB此波的频率为2HzC此波的波速为0.1m
45、/sD此时波源沿 y 轴正方向运动【答案】C【详解】A由波形图可知，此波的波长10cm，A 错误；B由位移随时间变化的关系得2，由2f可得此波的频率1Hzf B 错误；C由2T可得1sT 由vT可得此波的传播速度0.1m/sv C 正确；D根据“上下坡”法则可知，波源处于上坡过程，则此时波源沿 y 轴负方向运动，选项 D 错误。故选 C。6（2022辽宁高考真题）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点 P 的说法正确的是（）A该时刻速度沿 y 轴正方向B该时刻加速度沿 y 轴正方向C此后14周期内通过的路程为 AD此后12周期内沿 x 轴正方向迁移为12【答案】A【详
46、解】AB波沿 x 轴正向传播，由“同侧法”可知，该时刻质点 P 的速度方向沿 y 轴正向，加速度沿 y 轴负向，选项 A 正确，B 错误。C在该时刻质点 P 不在特殊位置，则在14周期内的路程不一定等于 A，选项 C 错误；D质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项 D 错误。故选 A。7（2022北京高考真题）在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿 x 轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为 a。0t时，0 x 处的质点0P开始沿 y 轴做周期为 T、振幅为 A 的简谐运动。34tT时的波形如图所示。下列说法正确的是（）A0t时，质点0P沿 y 轴负方向运动B34tT
47、时，质点4P的速度最大C34tT时，质点3P和5P相位相同D该列绳波的波速为8aT【答案】D【详解】A由34tT时的波形图可知，波刚好传到质点6P，根据“上下坡法”，可知此时质点6P沿 y 轴正方向运动，故波源起振的方向也沿 y 轴正方向，故0t时，质点0P沿 y 轴正方向运动，故 A 错误；B由图可知，在34tT时质点4P处于正的最大位移处，故速度为零，故 B 错误；C由图可知，在34tT时，质点3P沿 y 轴负方向运动，质点5P沿 y 轴正方向运动，故两个质点的相位不相同，故 C 错误；D由图可知24a解得8a故该列绳波的波速为8avTT故 D 正确。故选 D。8（2022天津高考真题）在
48、同一均匀介质中，分别位于坐标原点和7mx 处的两个波源 O 和 P，沿 y 轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波 a 和 b，某时刻 a 和 b 分别传播到3mx 和5mx 处，波形如图所示。下列说法正确的是（）Aa 与 b 的频率之比为2:1BO 与 P 开始振动的时刻相同Ca 与 b 相遇后会出现干涉现象DO 开始振动时沿 y 轴正方向运动【答案】A【详解】A由同一均匀介质条件可得 a 和 b 两列波在介质中传播速度v相同，由图可知，a 和 b 两列波的波长之比为2142ab根据vf可得 a 与 b 的频率之比为21abbaff故 A 正确；B因 a 和 b 两列波的波速相同，由 a 和
49、b 两列波分别传播到3mx 和5mx 处的时刻相同，可知 O 与 P开始振动的时刻不相同，故 B 错误；C因 a 与 b 的频率不同，a 与 b 相遇后不能产生干涉现象，故 C 错误；Da 波刚传到3m处，由波形平移法可知，3m处的质点开始振动方向沿 y 轴负方向，而所有质点的开始振动方向都相同，所以 O 点开始振动的方向也沿 y 轴负方向，故 D 错误。故选 A。9（2023浙江高考真题）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为340m/s）（）A振幅为2AB频率为100HzC波
50、长应为1.7m的奇数倍D在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相【答案】B【详解】主动降噪耳机是根据波的干涉条件，抵消声波与噪声的振幅、频率相同，相位相反，叠加后才能相互抵消来实现降噪的。A抵消声波与噪声的振幅相同，也为 A，A 错误；B抵消声波与噪声的频率相同，由1100HzfTB 正确；C抵消声波与噪声的波速、频率相同，则波长也相同，为340 0.01m3.4mvTC 错误；D抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动反相，D 错误。故选 B10（2023广东统考高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物声波在水中传播速度为1500m/s，若探测器发出频率为61.5 10 H