五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编专题13 机械振动 机械波 含解析.pdf

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1、1机械振动 机械波机械振动 机械波一、单选题一、单选题1(2023北京统考高考真题)如图所示,两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上,E、F是MN连线中垂线上的两点,O为EF、MN的交点,EO=OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放后()A.做匀加速直线运动B.在O点所受静电力最大C.由E到O的时间等于由O到F的时间D.由E到F的过程中电势能先增大后减小2(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y=Asin2Tt,则t=T时的波形图为()A.B.C.D.3(2023海南统考高考真题)下面上下两图分别

2、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,下列说法正确的是()A.该波的周期是5sB.该波的波速是3m/sC.4s时P质点向上振动D.4s时Q质点向上振动4(2023天津统考高考真题)能说明光是横波的是()作者的备注:原卷为四个对应情景图片,配以相应文字解释。A.全反射B.干涉C.偏振D.衍射5(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五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编专题13 机械振动 机械波 2和b两个质点,其平衡位置分别位于x=-403cm和x=120cm处。某时刻b质点的位移为y=4cm,且向y轴正方

3、向运动。从该时刻开始计时,a质点的振动图像为()A.B.C.D.6(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7(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d=15cm,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

4、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2:18(2023湖南统考高考真题)如图(a),在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4m,DC=3m,DC垂直ABt=0时,位于A、B、C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()3A.这三列波的波速均为2m/sB.t=2s时,D处的质点开始振动C.t=4.5s时,D处的质点向y轴负方向运动D.t=6s时,D处的质点与平衡位置的距离是6cm9(2023浙江高考真题)如图甲所示,一

5、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R=R0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R=2R0时,导体杆振动图像是()A.B.C.D.10(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)()4A.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11(2022天津高考真题)

6、在同一均匀介质中,分别位于坐标原点和x=7m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x=3m和x=5m处,波形如图所示。下列说法正确的是()A.a与b的频率之比为2:1B.O与P开始振动的时刻相同C.a与b相遇后会出现干涉现象D.O开始振动时沿y轴正方向运动12(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。t=0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),t1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

7、的实线和虚线所示,则()A.浮标的振动周期为4t1B.水波的传播速度大小为L4t1C.32t1时刻浮标沿y轴负方向运动D.水波的波长为2L13(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()5A.2:3B.3:2C.4:9D.9:414(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。t=0时,x=0处的质点P0开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。t=34T时的波形如图所示。下列说法正确的是()A.t=0时,质点P0沿y轴负方向运动B.t=3

8、4T时,质点P4的速度最大C.t=34T时,质点P3和P5相位相同D.该列绳波的波速为8aT15(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1216(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()6A.小球做简谐运动B.小球动能的变化周期为T2C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期

9、为TD.小球的初速度为v2时,其运动周期为2T17(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18(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x=0处,其位移随时间变化的关系为y=sin(2t)cm,则()A.此波的波长为9cmB.此波的频率为2HzC.此波的波速

10、为0.1m/sD.此时波源沿y轴正方向运动19(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。t=0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()A.x=Rsin t-2B.x=Rsin t+2C.x=2Rsin t-2D.x=2Rsin t+220(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()7A.15m/sB.25m/sC.35m/sD.45m/s

11、21(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v=10m/s,t=0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t=0.6s时的波形()A.B.C.D.22(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质点的加速度比L质点的小23(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。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的

12、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()8A.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24(2021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

13、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0.48m25(2020北京统考高考真题)一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时,质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是()A.该横波沿x轴负方向传播B.质点N该时刻向y轴负方向运动C.质点L经半个周期将沿x轴正方向移动D.该时刻质点K与M的速度、加速度都相同26(2020天津统考高考真题)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,t=0时的波形如图所示。9t=T4时()A.质点a速度方向沿y轴负方向B

14、.质点b沿x轴正方向迁移了1mC.质点c的加速度为零D.质点d的位移为-5cm27(2020山东统考高考真题)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播,已知x=54处质点的振动方程为y=Acos2Tt,则t=34T时刻的波形图正确的是()A.B.C.D.28(2019北京高考真题)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则()A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动D.若波沿x轴负方向传播,a比c先回到平衡位置29(2019全国高考真题)如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a。绳的另一端固定在天花板上O点处,10在O点正下

15、方34l的O处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2)后由静止释放,并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是()A.B.C.D.二、多选题二、多选题30(2023全国统考高考真题)一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=0时刻的波形图;P是介质中位于x=2m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10cmD.x=3m处的质点在t=7s时位于平衡位置E.质点P在07s时间内运动的路程

16、为70cm1131(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()A.2L3-1,3tB.2L3-1,4tC.2L3+1,125tD.2L3+1,127t32(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

17、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33(2023天津统考高考真题)一列机械波的波源是坐标轴原点,从t=0时波源开始振动,t=0.5s时波形如图,则下列说法正确的有()A.在这种介质中波速v=4m/sB.x=1m处质点在t=0.3s时位于波谷C.波源振动方程y=0.02sin(5t+)mD.x=-1m处质点半个周期内向左位移半个波长34(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

18、到波的频率大于波源振动的频率35(2022浙江统考高考真题)位于x=0.25m的波源p从t=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在t=2.0s时波源停止振动,t=2.1s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置xa=1.75m,质点b的平衡位置xb=-0.5m。下列说法正确的是()12A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉B.t=0.42s时,波源的位移为正C.t=2.25s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2.55m36(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

19、,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()A.x从0.05m到0.15m的过程中,木棒的动能先增大后减小B.x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C.x=0.35m和x=0.45m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F1-F22SgE.木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波,波速为0.4m/s37(2022山东统考高考真题)一列简谐横波沿x轴传

20、播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当t=7s时,简谐波的波动图像可能正确的是()13A.B.C.D.38(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()A.t=T4时,波形如图2甲所示B.t=T2时,波形如图2乙所示C.t=3T4时,波形如图2丙所示D.t=T时,波形如图2丁所示39(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4.5cm。下列说法正

21、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13m/sD.t=1 s时,x=6 m处的质点沿y轴负方向运动1440(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t1=2s时的波形图,虚线为t2=5s时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像,可能正确的是()A.B.C.D.41(2021湖南高考真题)均匀介质中,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

22、点,所需时间为4sB.t=6s时,B处质点位于波峰C.t=8s时,C处质点振动速度方向竖直向上D.t=10s时,D处质点所受回复力方向竖直向上E.E处质点起振后,12s内经过的路程为12cm42(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()15A.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43(2020海南统考高考真题)一

23、列简谐横波沿x轴正方向传播,波的周期为0.2s,某时刻的波形如图所示则()A.该波的波长为8mB.该波的波速为50m/sC.该时刻质点P向y轴负方向运动D.该时刻质点Q向y轴负方向运动44(2020江苏统考高考真题)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有()A.杀菌用的紫外灯B.拍胸片的X光机C.治疗咽喉炎的超声波雾化器D.检查血流情况的“彩超”机45(2020浙江统考高考真题)如图所示,x轴上-2m、12m处有两个振动周期均为4s、振幅均为1cm的相同的波源S1、S2,t=0时刻同时开始竖直向下振动,产生波长均为4m沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上2m、5m和

24、8.5m的三个点,下列说法正确的是()A.6.0s时P、M、Q三点均已振动B.8.0s后M点的位移始终是2cmC.10.0s后P点的位移始终是0D.10.5s时Q点的振动方向竖直向下46(2020全国统考高考真题)在下列现象中,可以用多普勒效应解释的有。A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声B.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低D.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化47(2020浙江高考真题)如图所示,波源O

25、垂直于纸面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四16周传播,图中虚线表示两个波面。t=0时,离O点5m的A点开始振动;t=1s时,离O点10m的B点也开始振动,此时A点第五次回到平衡位置,则()A.波的周期为0.4sB.波的波长为2mC.波速为5 3m/sD.t=1s时AB连线上有4个点处于最大位移48(2019海南高考真题)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为0.2s,t=0时的波形图如图所示,下列说法正确的是()A.平衡位置在x=1m处的质元的振幅为0.03mB.该波的波速为10m/sC.t=0.3s时,平衡位置在x=0.5m处的质元向y轴正向运动D.t=0.4s时,平衡位置在x=0.5

26、m处的质元处于波谷位置E.t=0.5s时,平衡位置在x=1.0m处的质元加速度为零49(2019江苏高考真题)一单摆做简谐运动,在偏角增大的过程中,摆球的 A.位移增大B.速度增大C.回复力增大D.机械能增大50(2019天津高考真题)一列简谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=1m和x2=7m处质点的振动图像分别如图1、图2所示,则此列波的传播速率可能是()A.7m/sB.2m/sC.1.2m/sD.1m/s51(2019全国高考真题)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源两波源发出的波在水面上相遇在重叠区域发生干涉并形成了干涉

27、图样关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是()17A.不同质点的振幅都相同B.不同质点振动的频率都相同C.不同质点振动的相位都相同D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化52(2019全国高考真题)一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=T2时刻,该波的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点图(b)表示介质中某质点的振动图像下列说法正确的是(填正确答案标号选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.质点Q的振动图像与图(b)相同B.在t=0时刻,质点P的速率比质点Q的大C.在t=0时刻,质点P

28、的加速度的大小比质点Q的大D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示E.在t=0时刻,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大53(2019浙江高考真题)图1为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P、Q为介质中的两个质点,图2为质点P的振动图象,则A.t=0.2s时,质点Q沿y轴负方向运动B.00.3s内,质点Q运动的路程为0.3mC.t=0.5s时,质点Q的加速度小于质点P的加速度D.t=0.7s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离1机械振动机械振动 机械波机械波一、单选题一、单选题1(2023北京统考高考真题)如图所示,两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上,E、F是M

29、N连线中垂线上的两点,O为EF、MN的交点,EO=OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放后()A.做匀加速直线运动B.在O点所受静电力最大C.由E到O的时间等于由O到F的时间D.由E到F的过程中电势能先增大后减小【答案】C【详解】AB带负电的点电荷在E点由静止释放,将以O点为平衡位置做简谐运动,在O点所受电场力为零,故AB错误;C根据简谐运动的对称性可知,点电荷由E到O的时间等于由O到F的时间,故C正确;D点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功,则电势能先减小后增大,故D错误。故选C。2(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

30、动,其位移y随时间t变化的关系式为y=Asin2Tt,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。3(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,下列说法正确的是()2A.该波的周期是5sB.该波的波速是3m/sC.4s时P质点向上振动D.4s时Q质点向上振动【答案】C【详解】A由振动图像可看出该波的周期是4s,A错误;B由于Q、P两个质点振动反相

31、,则可知两者间距离等于n+12=6m,n=0,1,2,根据v=T=32n+1m/s,n=0,1,2,B错误;C由P质点的振动图像可看出,在4s时P质点在平衡位置向上振动,C正确;D由Q质点的振动图像可看出,在4s时Q质点在平衡位置向下振动,D错误。故选C。4(2023天津统考高考真题)能说明光是横波的是()作者的备注:原卷为四个对应情景图片,配以相应文字解释。A.全反射B.干涉C.偏振D.衍射【答案】C【详解】A根据光的全反射现象,说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象,不能因此确定是横波还是纵波,故A错误;BD干涉和衍射是所有波的特性,不能因此确定是横波还是纵波;

32、根据光能发生干涉和衍射现象,说明光是一种锋返波,具有波动性,故BD错误;C光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直,即说明光是横波,故C正确;故选C。5(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x=-403cm和x=120cm处。某时刻b质点的位移为y=4cm,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.3C.D.【答案】A【详解】ab之间的距离为x=403+120=43此时b点的位移4cm且向y轴正方向运动,令此时b点的相位为,则有4=8sin解得=6或=56(舍去,向下振动)由

33、ab之间的距离关系可知a-=32=23则a=56,可知a点此时的位移为y=8sina=4cm且向下振动,即此时的波形图为故选A。6(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v=f可知,波长也不同。故A正确,BCD错误。故选A。7(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

34、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d=15cm,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()4A.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2:1【答案】C【详解】CD分析可知A、B两管等长时,声波的振动加强,将A管拉长d=15cm后,两声波在O点减弱,根据题意设声波加强时振幅为20,声波减弱时振幅为10,则A1+A2=20A1-A2=10可得两声波的振幅之比A1A2=31故C正确,

35、D错误;AB根据振动减弱的条件可得2=2d解得=60cm故AB错误。故选C。8(2023湖南统考高考真题)如图(a),在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4m,DC=3m,DC垂直ABt=0时,位于A、B、C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/sB.t=2s时,D处的质点开始振动C.t=4.5s时,D处的质点向y轴负方向运动D.t=6s时,D处的质点与平衡位置的距离是6cm【答案】C【详解】A由图(b)的振动图像可知,振动的周期为4s

36、,故三列波的波速为5v=T=4m4s=1m/sA错误;B由图(a)可知,D处距离波源最近的距离为3m,故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为tC=DCv=3m1m/s=3s故t=2s时,D处的质点还未开始振动,B错误;C由几何关系可知AD=BD=5m,波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为tAB=ADv=5m1m/s=5s故t=4.5s时,仅波源C处的横波传播到D处,此时D处的质点振动时间为t1=t-tC=1.5s由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动,C正确;Dt=6s时,波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2=t-tC=3s由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波

37、谷;t=6s时,波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为t3=t-tAB=1s由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰。根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为y=2A-A=2cm故t=6s时,D处的质点与平衡位置的距离是2cm。D错误。故选C。9(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R=R0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R=2R0时,导体杆振动图像是()A.B.6C.D.【答案】B【详解】导体杆切割磁感线时

38、,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R0变为2R0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。10(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

39、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f=1T=100HzB正确;C抵消声波与噪声的波速、频率相同,则波长也相同,为=vT=3400.01m=3.4mC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B11(2022天津高考真题)在同一均匀介质中,分别位于坐标原点和x=7m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x=3m和x=5m处,波形如图所示。下列说法正确的是()7A.a与b的频率之比为2:1B.O与P开始振动的时

40、刻相同C.a与b相遇后会出现干涉现象D.O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ab=24=12根据f=v可得a与b的频率之比为fafb=ba=21故A正确;B因a和b两列波的波速相同,由a和b两列波分别传播到x=3m和x=5m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

41、。故选A。12(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。t=0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),t1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4t1B.水波的传播速度大小为L4t1C.32t1时刻浮标沿y轴负方向运动D.水波的波长为2L【答案】A【详解】A根据振动图像可知,波源在0时刻振动,波形经过t1=14T传递到浮标处,浮标的振动周期为8T=4t1A正确;B波源的振动情况经过t1传到距离L

42、处的浮标,可知波速大小为v=Lt1B错误;C根据虚线图像可知浮标在32t1时刻沿y轴正方方向运动,C错误;D水波的波长为=vT=Lt14t1=4LD错误。故选A。13(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()A.2:3B.3:2C.4:9D.9:4【答案】C【详解】由振动图像可知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T=2Lg可得L=gT242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。14(2022北京高考真题)在如图所示的xOy坐标系中,一条弹性绳

43、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。t=0时,x=0处的质点P0开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。t=34T时的波形如图所示。下列说法正确的是()9A.t=0时,质点P0沿y轴负方向运动B.t=34T时,质点P4的速度最大C.t=34T时,质点P3和P5相位相同D.该列绳波的波速为8aT【答案】D【详解】A由t=34T时的波形图可知,波刚好传到质点P6,根据“上下坡法”,可知此时质点P6沿y轴正方向运动,故波源起振的方向也沿y轴正方向,故t=0时,质点P0沿y轴正方向运动,故A错误;B由图可知,在t=34T时质点P4处于正的最大位移处,故速度为零,故B错误;C由图

44、可知,在t=34T时,质点P3沿y轴负方向运动,质点P5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4=2a解得=8a故该列绳波的波速为v=T=8aT故D正确。故选D。15(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10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

45、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。16(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T2C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为TD.小球的初速度为v2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

46、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T2,两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T2,B正确,C错误;D小球的初速度为v2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T0=2mk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v2时,其运动周期应小于2T,D错误;故选B。17(2022浙江

47、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()11A.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

48、,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。18(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x=0处,其位移随时间变化的关系为y=sin(2t)cm,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f=1HzB错误;C由=2T可得T=1s由=vT可得此波的传播速度v=0.1m/sC正确;D根据“上下坡”法

49、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。19(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。t=0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()12A.x=Rsin t-2B.x=Rsin t+2C.x=2Rsin t-2D.x=2Rsin t+2【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的振动方程为x=Rsin(t+)由图可知,当t=0时,P的位移为R,代入振动方程解得=2则P做简谐

50、运动的表达式为x=Rsin t+2故B正确,ACD错误。故选B。20(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()A.15m/sB.25m/sC.35m/sD.45m/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2n-12=2(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v=T=12n-1(n=1,2,3)当n=3时可得波的速率为v=15m/s故选A。

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