2019-2023年高考物理真題分專題訓練：機械振動 機械波 （教師版含解析）

試卷第=page4242頁，共=sectionpages4343頁專題13機械振動機械波一、單選題1．(2023·北京·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，兩個帶等量正電的點電荷位于M、N兩點上，E、F是MN連線中垂線上的兩點，O為EF、MN的交點，EO=OF。一帶負電的點電荷在E點由靜止釋放后(

)

A．做勻加速直線運動B．在O點所受靜電力最大C．由E到O的時間等于由O到F的時間D．由E到F的過程中電勢能先增大后減小【答案】C【詳解】AB．帶負電的點電荷在E點由靜止釋放，將以O點為平衡位置做簡諧運動，在O點所受電場力為零，故AB錯誤；C．根據(jù)簡諧運動的對稱性可知，點電荷由E到O的時間等于由O到F的時間，故C正確；D．點電荷由E到F的過程中電場力先做正功后做負功，則電勢能先減小后增大，故D錯誤。故選C。2．(2023·北京·統(tǒng)考高考真題)位于坐標原點處的波源發(fā)出一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波。t=0時波源開始振動，其位移y隨時間t變化的關系式為，則t=T時的波形圖為(

)A．

B．

C．

D．

【答案】D【詳解】由于t=0時波源從平衡位置開始振動，由振動方程可知，波源起振方向沿y軸正方向，且t=T時波的圖像應和t=0時的相同，根據(jù)“上坡下，下坡上”可知t=T時的波形圖為選項D圖。故選D。3．(2023·海南·統(tǒng)考高考真題)下面上下兩圖分別是一列機械波在傳播方向上相距6m的兩個質點P、Q的振動圖像，下列說法正確的是(

)

A．該波的周期是5s B．該波的波速是3m/sC．4s時P質點向上振動 D．4s時Q質點向上振動【答案】C【詳解】A．由振動圖像可看出該波的周期是4s，A錯誤；B．由于Q、P兩個質點振動反相，則可知兩者間距離等于，n=0，1，2，…根據(jù)，n=0，1，2，…B錯誤；C．由P質點的振動圖像可看出，在4s時P質點在平衡位置向上振動，C正確；D．由Q質點的振動圖像可看出，在4s時Q質點在平衡位置向下振動，D錯誤。故選C。4．(2023·天津·統(tǒng)考高考真題)能說明光是橫波的是()作者的備注：原卷為四個對應情景圖片，配以相應文字解釋。A．全反射 B．干涉 C．偏振 D．衍射【答案】C【詳解】A．根據(jù)光的全反射現(xiàn)象，說明光由光密介質進入光疏介質和由光疏介質進入光密介質會有不同的現(xiàn)象，不能因此確定是橫波還是縱波，故A錯誤；BD．干涉和衍射是所有波的特性，不能因此確定是橫波還是縱波；根據(jù)光能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，說明光是一種鋒返波，具有波動性，故BD錯誤；C．光的偏振現(xiàn)象說明振動方向與光的傳播方向垂直，即說明光是橫波，故C正確；故選C。5．(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波長為，振幅為。介質中有a和b兩個質點，其平衡位置分別位于和處。某時刻b質點的位移為，且向y軸正方向運動。從該時刻開始計時，a質點的振動圖像為(

)A．

B．

C．

D．【答案】A【詳解】ab之間的距離為此時b點的位移4cm且向y軸正方向運動，令此時b點的相位為，則有解得或(舍去，向下振動)由ab之間的距離關系可知則，可知a點此時的位移為且向下振動，即此時的波形圖為

故選A。6．(2023·山西·統(tǒng)考高考真題)船上的人和水下的潛水員都能聽見輪船的鳴笛聲。聲波在空氣中和在水中傳播時的()A．波速和波長均不同 B．頻率和波速均不同C．波長和周期均不同 D．周期和頻率均不同【答案】A【詳解】聲波的周期和頻率由振源決定，故聲波在空氣中和在水中傳播的周期和頻率均相同，但聲波在空氣和水中傳播的波速不同，根據(jù)波速與波長關系可知，波長也不同。故A正確，BCD錯誤。故選A。7．(2023·浙江·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，置于管口T前的聲源發(fā)出一列單一頻率聲波，分成兩列強度不同的聲波分別沿A、B兩管傳播到出口O。先調(diào)節(jié)A、B兩管等長，O處探測到聲波強度為400個單位，然后將A管拉長，在O處第一次探測到聲波強度最小，其強度為100個單位。已知聲波強度與聲波振幅平方成正比，不計聲波在管道中傳播的能量損失，則(

)

A．聲波的波長 B．聲波的波長C．兩聲波的振幅之比為 D．兩聲波的振幅之比為【答案】C【詳解】CD．分析可知A、B兩管等長時，聲波的振動加強，將A管拉長后，兩聲波在點減弱，根據(jù)題意設聲波加強時振幅為20，聲波減弱時振幅為10，則可得兩聲波的振幅之比故C正確，D錯誤；AB．根據(jù)振動減弱的條件可得解得故AB錯誤。故選C。8．(2023·湖南·統(tǒng)考高考真題)如圖(a)，在均勻介質中有和四點，其中三點位于同一直線上，垂直．時，位于處的三個完全相同的橫波波源同時開始振動，振動圖像均如圖(b)所示，振動方向與平面垂直，已知波長為．下列說法正確的是(

)

A．這三列波的波速均為B．時，處的質點開始振動C．時，處的質點向軸負方向運動D．時，處的質點與平衡位置的距離是【答案】C【詳解】A．由圖(b)的振動圖像可知，振動的周期為4s，故三列波的波速為A錯誤；B．由圖(a)可知，D處距離波源最近的距離為3m，故開始振動后波源C處的橫波傳播到D處所需的時間為故時，D處的質點還未開始振動，B錯誤；C．由幾何關系可知，波源A、B產(chǎn)生的橫波傳播到D處所需的時間為故時，僅波源C處的橫波傳播到D處，此時D處的質點振動時間為由振動圖像可知此時D處的質點向y軸負方向運動，C正確；D．時，波源C處的橫波傳播到D處后振動時間為由振動圖像可知此時D處為波源C處傳播橫波的波谷；時，波源A、B處的橫波傳播到D處后振動時間為由振動圖像可知此時D處為波源A、B處傳播橫波的波峰。根據(jù)波的疊加原理可知此時D處質點的位移為故時，D處的質點與平衡位置的距離是2cm。D錯誤。故選C。9．(2023·浙江·高考真題)如圖甲所示，一導體桿用兩條等長細導線懸掛于水平軸，接入電阻R構成回路．導體桿處于豎直向上的勻強磁場中，將導體桿從豎直位置拉開小角度由靜止釋放，導體桿開始下擺。當時，導體桿振動圖像如圖乙所示。若橫縱坐標皆采用圖乙標度，則當時，導體桿振動圖像是()A． B．C． D．【答案】B【詳解】導體桿切割磁感線時，回路中產(chǎn)生感應電流，由楞次定律可得，導體桿受到的安培力總是阻礙導體棒的運動。當從變?yōu)闀r，回路中的電阻增大，則電流減小，導體桿所受安培力減小，即導體桿在擺動時所受的阻力減弱，所桿從開始擺動到停止，運動的路程和經(jīng)歷的時間變長。故選B。10．(2023·浙江·高考真題)主動降噪耳機能收集周圍環(huán)境中的噪聲信號，并產(chǎn)生相應的抵消聲波，某一噪聲信號傳到耳膜的振動圖像如圖所示，取得最好降噪效果的抵消聲波(聲音在空氣中的傳播速度為)()A．振幅為B．頻率為C．波長應為的奇數(shù)倍D．在耳膜中產(chǎn)生的振動與圖中所示的振動同相【答案】B【詳解】主動降噪耳機是根據(jù)波的干涉條件，抵消聲波與噪聲的振幅、頻率相同，相位相反，疊加后才能相互抵消來實現(xiàn)降噪的。A．抵消聲波與噪聲的振幅相同，也為A，A錯誤；B．抵消聲波與噪聲的頻率相同，由B正確；C．抵消聲波與噪聲的波速、頻率相同，則波長也相同，為C錯誤；D．抵消聲波在耳膜中產(chǎn)生的振動與圖中所示的振動反相，D錯誤。故選B11．(2022·天津·高考真題)在同一均勻介質中，分別位于坐標原點和處的兩個波源O和P，沿y軸振動，形成了兩列相向傳播的簡諧橫波a和b，某時刻a和b分別傳播到和處，波形如圖所示。下列說法正確的是(

)A．a(chǎn)與b的頻率之比為 B．O與P開始振動的時刻相同C．a(chǎn)與b相遇后會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象 D．O開始振動時沿y軸正方向運動【答案】A【詳解】A．由同一均勻介質條件可得a和b兩列波在介質中傳播速度相同，由圖可知，a和b兩列波的波長之比為根據(jù)可得a與b的頻率之比為故A正確；B．因a和b兩列波的波速相同，由a和b兩列波分別傳播到和處的時刻相同，可知O與P開始振動的時刻不相同，故B錯誤；C．因a與b的頻率不同，a與b相遇后不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故C錯誤；D．a(chǎn)波剛傳到處，由波形平移法可知，處的質點開始振動方向沿y軸負方向，而所有質點的開始振動方向都相同，所以O點開始振動的方向也沿y軸負方向，故D錯誤。故選A。12．(2022·重慶·高考真題)某同學為了研究水波的傳播特點，在水面上放置波源和浮標，兩者的間距為L。時刻，波源開始從平衡位置沿y軸在豎直方向做簡諧運動，產(chǎn)生的水波沿水平方向傳播(視為簡諧波)，時刻傳到浮標處使浮標開始振動，此時波源剛好位于正向最大位移處，波源和浮標的振動圖像分別如圖中的實線和虛線所示，則()A．浮標的振動周期為 B．水波的傳播速度大小為C．時刻浮標沿y軸負方向運動 D．水波的波長為【答案】A【詳解】A．根據(jù)振動圖像可知，波源在時刻振動，波形經(jīng)過傳遞到浮標處，浮標的振動周期為A正確；B．波源的振動情況經(jīng)過傳到距離處的浮標，可知波速大小為B錯誤；C．根據(jù)虛線圖像可知浮標在時刻沿軸正方方向運動，C錯誤；D．水波的波長為D錯誤。故選A。13．(2022·海南·高考真題)在同一地方，甲、乙兩個單擺做振幅不同的簡諧運動，其振動圖像如圖所示，可知甲、乙兩個單擺的擺長之比為(

)A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4【答案】C【詳解】由振動圖像可知甲乙兩個單擺周期之比為T甲：T乙=0.8：1.2=2：3根據(jù)單擺周期公式可得則甲、乙兩個單擺的擺長之比為L甲：L乙=T甲2：T乙2=4：9故選C。14．(2022·北京·高考真題)在如圖所示的坐標系中，一條彈性繩沿x軸放置，圖中小黑點代表繩上的質點，相鄰質點的間距為a。時，處的質點開始沿y軸做周期為T、振幅為A的簡諧運動。時的波形如圖所示。下列說法正確的是()A．時，質點沿y軸負方向運動 B．時，質點的速度最大C．時，質點和相位相同 D．該列繩波的波速為【答案】D【詳解】A．由時的波形圖可知，波剛好傳到質點，根據(jù)“上下坡法”，可知此時質點沿y軸正方向運動，故波源起振的方向也沿y軸正方向，故時，質點沿y軸正方向運動，故A錯誤；B．由圖可知，在時質點處于正的最大位移處，故速度為零，故B錯誤；C．由圖可知，在時，質點沿y軸負方向運動，質點沿y軸正方向運動，故兩個質點的相位不相同，故C錯誤；D．由圖可知解得故該列繩波的波速為故D正確。故選D。15．(2022·遼寧·高考真題)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻的波形如圖所示，關于質點P的說法正確的是()A．該時刻速度沿y軸正方向 B．該時刻加速度沿y軸正方向C．此后周期內(nèi)通過的路程為A D．此后周期內(nèi)沿x軸正方向遷移為【答案】A【詳解】AB．波沿x軸正向傳播，由“同側法”可知，該時刻質點P的速度方向沿y軸正向，加速度沿y軸負向，選項A正確，B錯誤。C．在該時刻質點P不在特殊位置，則在周期內(nèi)的路程不一定等于A，選項C錯誤；D．質點只能在自己平衡位置附近振動，而不隨波遷移，選項D錯誤。故選A。16．(2022·浙江·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，一根固定在墻上的水平光滑桿，兩端分別固定著相同的輕彈簧，兩彈簧自由端相距。套在桿上的小球從中點以初速度向右運動，小球將做周期為的往復運動，則()A．小球做簡諧運動B．小球動能的變化周期為C．兩根彈簧的總彈性勢能的變化周期為D．小球的初速度為時，其運動周期為【答案】B【詳解】A．物體做簡諧運動的條件是它在運動中所受回復力與位移成正比，且方向總是指向平衡位置，可知小球在桿中點到接觸彈簧過程，所受合力為零，此過程做勻速直線運動，故小球不是做簡諧運動，A錯誤；BC．假設桿中點為，小球向右壓縮彈簧至最大壓縮量時的位置為，小球向左壓縮彈簧至最大壓縮量時的位置為，可知小球做周期為的往復運動過程為根據(jù)對稱性可知小球從與，這兩個過程的動能變化完全一致，兩根彈簧的總彈性勢能的變化完全一致，故小球動能的變化周期為，兩根彈簧的總彈性勢能的變化周期為，B正確，C錯誤；D．小球的初速度為時，可知小球在勻速階段的時間變?yōu)樵瓉淼谋?，接觸彈簧過程，根據(jù)彈簧振子周期公式可知接觸彈簧過程所用時間與速度無關，即接觸彈簧過程時間保持不變，故小球的初速度為時，其運動周期應小于，D錯誤；故選B。17．(2022·浙江·統(tǒng)考高考真題)圖甲中的裝置水平放置，將小球從平衡位置O拉到A后釋放，小球在O點附近來回振動；圖乙中被細繩拴著的小球由靜止釋放后可繞固定點來回擺動。若將上述裝置安裝在太空中的我國空間站內(nèi)進行同樣操作，下列說法正確的是()A．甲圖中的小球將保持靜止B．甲圖中的小球仍將來回振動C．乙圖中的小球仍將來回擺動D．乙圖中的小球將做勻速圓周運動【答案】B【詳解】AB．空間站中的物體處于完全失重狀態(tài)，甲圖中的小球所受的彈力不受失重的影響，則小球仍將在彈力的作用下來回振動，A錯誤，B正確；CD．圖乙中的小球在地面上由靜止釋放時，所受的回復力是重力的分量，而在空間站中處于完全失重時，回復力為零，則小球由靜止釋放時，小球仍靜止不動，不會來回擺動；也不會做勻速圓周運動，若給小球一定的初速度，則小球在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，C、D錯誤。故選B。18．(2021·重慶·高考真題)簡諧橫波沿x軸正方向傳播，題圖為某時刻波形圖。波源位于處，其位移隨時間變化的關系為，則()A．此波的波長為 B．此波的頻率為C．此波的波速為 D．此時波源沿y軸正方向運動【答案】C【詳解】A．由波形圖可知，此波的波長，A錯誤；B．由位移隨時間變化的關系得，由可得此波的頻率B錯誤；C．由可得由可得此波的傳播速度C正確；D．根據(jù)“上下坡”法則可知，波源處于上坡過程，則此時波源沿y軸負方向運動，選項D錯誤。故選C。19．(2021·江蘇·高考真題)如圖所示，半徑為R的圓盤邊緣有一釘子B，在水平光線下，圓盤的轉軸A和釘子B在右側墻壁上形成影子O和P，以O為原點在豎直方向上建立x坐標系。時從圖示位置沿逆時針方向勻速轉動圓盤，角速度為，則P做簡諧運動的表達式為()A．B．C．D．【答案】B【詳解】由圖可知，影子P做簡諧運動的振幅為，以向上為正方向，設P的振動方程為由圖可知，當時，P的位移為，代入振動方程解得則P做簡諧運動的表達式為故B正確，ACD錯誤。故選B。20．(2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題)一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波，t=2s時的波形如圖(a)所示，x=2m處質點的振動圖像如圖(b)所示，則波速可能是()A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s【答案】A【詳解】根據(jù)圖b可知t=2s時x=2m處的質點正經(jīng)過平衡位置向下振動；又因為該波向負方向傳播，結合圖a，利用“上下坡”法可知x=2m為半波長的奇數(shù)倍，即有(n=1，2，3……)而由圖b可知該波的周期為T=4s；所以該波的波速為(n=1，2，3……)當n=3時可得波的速率為故選A。21．(2021·天津·高考真題)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，傳播速度，時位于坐標原點的質點從平衡位置沿y軸正方向運動，下列圖形中哪個是時的波形()A． B． C． D．【答案】B【詳解】由圖中可以看出該波的波長為，根據(jù)可知該列波的周期為又因為時位于坐標原點的質點從平衡位置沿y軸正方向運動，當時經(jīng)歷了1.5T，所以此時位于坐標原點的質點從平衡位置沿y軸負方向運動，結合圖像可知B選項正確。故選B。22．(2021·北京·高考真題)一列簡諧橫波某時刻的波形圖如圖所示。此后K質點比L質點先回到平衡位置。下列判斷正確的是(

)A．該簡諧橫波沿x軸負方向傳播 B．此時K質點沿y軸正方向運動C．此時K質點的速度比L質點的小 D．此時K質點的加速度比L質點的小【答案】D【詳解】AB．由題知K質點比L質點先回到平衡位置，則K質點應向下振，再根據(jù)“上坡、下坡”法可知，該波應沿x軸正方向傳播，A、B錯誤；C．由AB選項可知K質點應向下振，而L質點在波谷處，則L質點的速度為0，故此時K質點的速度比L質點的大，C錯誤；D．由于質點在豎直方向做機械振動，根據(jù)F=-kyF=ma結合波圖像可看出yL>yK則，此時K質點的加速度比L質點的小，D正確。故選D。23．(2021·浙江·高考真題)將一端固定在墻上的輕質繩在中點位置分叉成相同的兩股細繩，它們處于同一水平面上。在離分叉點相同長度處用左、右手在身體兩側分別握住直細繩的一端，同時用相同頻率和振幅上下持續(xù)振動，產(chǎn)生的橫波以相同的速率沿細繩傳播。因開始振動時的情況不同，分別得到了如圖甲和乙所示的波形。下列說法正確的是()A．甲圖中兩手開始振動時的方向并不相同B．甲圖中繩子的分叉點是振動減弱的位置C．乙圖中繩子分叉點右側始終見不到明顯的波形D．乙圖只表示細繩上兩列波剛傳到分叉點時的波形【答案】C【詳解】AB．甲圖中兩手開始振動時的方向相同，則甲圖中分叉點是振動加強的位置，所以AB錯誤；CD．乙圖中兩手開始振動時的方向恰好相反，則乙圖中分叉點是振動減弱的位置，則在分叉點的右側終見不到明顯的波形，所以C正確；D錯誤；故選C。24．(2021·浙江·統(tǒng)考高考真題)兩列頻率、振幅均相同的簡諧波Ⅰ和Ⅱ分別從繩子的兩端持續(xù)相向傳播，在相遇區(qū)域發(fā)生了干涉，在相距0.48m的A、B間用頻閃相機連續(xù)拍攝，依次獲得1、2、3、4、5五個波形，如圖所示，且1和5是同一振動周期內(nèi)繩上各點位移都達到最大值時拍攝的波形。已知頻閃時間間隔為0.12s，下列說法正確的是()A．簡諧波Ⅰ和Ⅱ的波長均為0.24m B．簡諧波Ⅰ和Ⅱ的周期均為0.48sC．繩上各點均做振幅相同的簡諧運動 D．兩波源到A點和C點的路程差之差的絕對值是0.48m【答案】D【詳解】A．簡諧波Ⅰ和Ⅱ的波長均為0.48m，選項A錯誤；

B．從波形1到波形5經(jīng)歷的時間為，則可得簡諧波Ⅰ和Ⅱ的周期均為T=0.96s選項B錯誤；C．繩上各點中加強點和減弱點振幅不相同，選項C錯誤；

D．AC兩點均為振動減弱點，則兩波源到兩點的距離之差分別為和，則兩波源到A點和C點的路程差之差的絕對值是選項D正確。故選D。25．(2020·北京·統(tǒng)考高考真題)一列簡諧橫波某時刻波形如圖甲所示。由該時刻開始計時，質點L的振動情況如圖乙所示。下列說法正確的是()A．該橫波沿軸負方向傳播B．質點N該時刻向y軸負方向運動C．質點L經(jīng)半個周期將沿軸正方向移動D．該時刻質點K與M的速度、加速度都相同【答案】B【詳解】AB．由圖可知乙質點L的振動情況，該時刻質點L向y軸正方向振動。根據(jù)上下坡法或者平移法可知，該橫波沿x軸正方向傳播，質點N該時刻向y軸負方向運動，故A錯誤，故B正確；C．質點L只在平衡位置附近y軸方向上下振動，波傳播時，質點不會沿x軸正方向移動，故C錯誤；D．該時刻質點K與M的速度為零，質點K加速度為-y方向，質點M加速度為+y方向，故D錯誤。故選B。26．(2020·天津·統(tǒng)考高考真題)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T，時的波形如圖所示。時(

)A．質點a速度方向沿y軸負方向B．質點b沿x軸正方向遷移了1mC．質點c的加速度為零D．質點d的位移為-5cm【答案】C【詳解】經(jīng)過周期，波向右傳播了，波形如圖所示A．由圖可知，質點a點恰好運動到平衡位置且沿著y軸正方向運動，A錯誤；B．質點b點只在豎直方向上運動不會隨波遷移，B錯誤；C．質點c恰好運動到平衡，速度最大，加速度為零，C正確；D．質點d的位移為5cm，D錯誤。故選C。27．(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)一列簡諧橫波在均勻介質中沿x軸負方向傳播，已知處質點的振動方程為，則時刻的波形圖正確的是()A． B．C． D．【答案】D【詳解】AB．根據(jù)題意可知，時，在處的質點處于則此時該質點位于平衡位置，下一時刻，該質點向上運動，故AB錯誤；CD．根據(jù)題意，橫波沿軸負方向傳播，根據(jù)同側法判斷可知，C錯誤，D正確。故選D。28．(2019·北京·高考真題)一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，比較介質中的三個質點a、b、c，則()A．此刻a的加速度最小B．此刻b的速度最小C．若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸正方向運動D．若波沿x軸負方向傳播，a比c先回到平衡位置【答案】C【詳解】由機械振動特點確定質點的加速度和速度大小，由“上下坡法”確定振動方向．由波動圖象可知，此時質點a位于波峰處，根據(jù)質點振動特點可知，質點a的加速度最大，故A錯誤，此時質點b位于平衡位置，所以速度為最大，故B錯誤，若波沿x軸正方向傳播，由“上下坡法”可知，質點b向y軸正方向運動，故C正確，若波沿x軸負方向傳播，由“上下坡法”可知，a質點沿y軸負方向運動，c質點沿y軸正方向運動，所以質點c比質點a先回到平衡位置，故D錯誤．29．(2019·全國·高考真題)如圖，長為l的細繩下方懸掛一小球a。繩的另一端固定在天花板上O點處，在O點正下方的O′處有一固定細鐵釘。將小球向右拉開，使細繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放，并從釋放時開始計時。當小球a擺至最低位置時，細繩會受到鐵釘?shù)淖钃酢ＴO小球相對于其平衡位置的水平位移為x，向右為正。下列圖像中，能描述小球在開始一個周期內(nèi)的x—t關系的是(

)A． B．C． D．【答案】A【詳解】小球屬于單擺模型，從右向左運動到平衡位置的過程，相當于運動第一個周期，根據(jù)單擺周期公式有從平衡位置向左運動的過程中，相當于運動了第二個周期，有由此可知，第一個周期的時間長，第二個周期的時間短；結合位移來分析，設豎直位移最大值為h，第一個周期的水平位移最大值第二個周期的水平位移最大值可知xm1>xm2故選A。二、多選題30．(2023·全國·統(tǒng)考高考真題)一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖(a)是時刻的波形圖；P是介質中位于處的質點，其振動圖像如圖(b)所示。下列說法正確的是()

A．波速為B．波向左傳播C．波的振幅是D．處的質點在時位于平衡位置E．質點P在0~7s時間內(nèi)運動的路程為【答案】ABE【詳解】A．由圖a可知波長為4m，由圖b可知波的周期為2s，則波速為故A正確；B．由圖b可知t=0時，P點向下運動，根據(jù)“上下坡”法可知波向左傳播，故B正確；C．由圖a可知波的振幅為5cm，故C錯誤；DE．根據(jù)圖a可知t=0時x=3m處的質點位于波谷處，由于可知在t=7s時質點位于波峰處；質點P運動的路程為故D錯誤，E正確；故選ABE。31．(2023·山東·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，沿水平方向做簡諧振動的質點，依次通過相距L的A、B兩點。已知質點在A點的位移大小為振幅的一半，B點位移大小是A點的倍，質點經(jīng)過A點時開始計時，t時刻第二次經(jīng)過B點，該振動的振幅和周期可能是(

)

A． B． C． D．【答案】BC【詳解】AB．當AB兩點在平衡位置的同側時有可得；或者因此可知第二次經(jīng)過B點時，解得此時位移關系為解得故A錯誤，B正確；CD．當AB兩點在平衡位置兩側時有解得或者(由圖中運動方向舍去)，或者當?shù)诙谓?jīng)過B點時，則解得此時位移關系為解得C正確D錯誤；故選BC。32．(2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題)“球鼻艏”是位于遠洋輪船船頭水面下方的裝置，當輪船以設計的標準速度航行時，球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以大幅度減小水對輪船的阻力。下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是()

A．插入水中的筷子、看起來折斷了B．陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋C．駛近站臺的火車，汽笛音調(diào)變高D．振動音叉的周圍，聲音忽高忽低【答案】BD【詳解】該現(xiàn)象屬于波的疊加原理；插入水中的筷子看起來折斷了是光的折射造成的，與該問題的物理原理不相符；陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，是由于光從薄膜上下表面的反射光疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問題的物理原理相符；駛近站臺的火車汽笛音調(diào)變高是多普勒現(xiàn)象造成的，與該問題的物理原理不相符；振動音叉的周圍聲音忽高忽低，是聲音的疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問題的物理原理相符。故選BD。33．(2023·天津·統(tǒng)考高考真題)一列機械波的波源是坐標軸原點，從時波源開始振動，時波形如圖，則下列說法正確的有()

A．在這種介質中波速B．處質點在時位于波谷C．波源振動方程D．處質點半個周期內(nèi)向左位移半個波長【答案】BC【詳解】A．由圖中可知時，波傳播的距離為x=2.5m，故波的速度為故A錯誤；B．由圖可知該波的波長為，所以波的周期為波傳播到需要的時間由圖可知該波的起振方向向下，該波振動了0.1s，即，所以位于波谷，故B正確；C．根據(jù)圖像可知該波的振動方程為故C正確；D．質點只是上下振動，不隨波左右移動，故D錯誤。故選BC。34．(2023·浙江·統(tǒng)考高考真題)下列說法正確的是(

)A．熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B．液體的表面張力方向總是跟液面相切C．在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式是不同的D．當波源與觀察者相互接近時，觀察者觀測到波的頻率大于波源振動的頻率【答案】BD【詳解】A．根據(jù)熱力學第二定律可知熱量能不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故A錯誤；B．液體的表面張力方向總是跟液面相切，故B正確；C．由狹義相對論的兩個基本假設可知，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，故C錯誤；D．根據(jù)多普勒效應可知當波源與觀察者相互接近時，觀察者觀測到波的頻率大于波源振動的頻率，故D正確。故選BD。35．(2022·浙江·統(tǒng)考高考真題)位于的波源p從時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿x軸正負方向傳播，在時波源停止振動，時的部分波形如圖所示，其中質點a的平衡位置，質點b的平衡位置。下列說法正確的是()A．沿x軸正負方向傳播的波發(fā)生干涉B．時，波源的位移為正C．時，質點a沿y軸負方向振動D．在0到2s內(nèi)，質點b運動總路程是2.55m【答案】BD【詳解】A．波從波源發(fā)出后，向軸正負方向傳播，向相反方向傳播的波不會相遇，不會發(fā)生干涉，故A錯誤；B．由圖可知，波的波長由題意可知0.1s內(nèi)波傳播四分之一波長，可得解得根據(jù)同側法可知，波源的振動方向向上，即時，波源振動了2s，則任何一個點起振以后都應該振動2s，可知坐標原點在2.1s時剛好振動了2s即5個周期，此時其振動方向向上，波源向上振動，位移為正，故B正確；C．波的波速波源停止振動，到質點停止振動的時間即質點還在繼續(xù)振動，到經(jīng)過時間即，結合圖象可知質點a位移為正且向軸正方向運動，故C錯誤；D．波傳到點所需的時間在0到2s內(nèi)，質點振動的時間為質點b運動總路程故D正確。故選BD。36．(2022·湖南·統(tǒng)考高考真題)下端附著重物的粗細均勻木棒，豎直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿豎直方向做頻率為的簡諧運動：與此同時，木棒在水平方向上隨河水做勻速直線運動，如圖(a)所示。以木棒所受浮力F為縱軸，木棒水平位移x為橫軸建立直角坐標系，浮力F隨水平位移x的變化如圖(b)所示。已知河水密度為，木棒橫截面積為S，重力加速度大小為g。下列說法正確的是()A．x從到的過程中，木棒的動能先增大后減小B．x從到的過程中，木棒加速度方向豎直向下，大小逐漸變小C．和時，木棒的速度大小相等，方向相反D．木棒在豎直方向做簡諧運動的振幅為E．木棒的運動為向x軸正方向傳播的機械橫波，波速為【答案】ABD【詳解】A．由簡諧運動的對稱性可知，0.1m、0.3m、0.5m時木棒處于平衡位置；則x從到的過程中，木棒從平衡位置下方向上移動，經(jīng)平衡位置后到達平衡位置上方，速度先增大后減小，所以動能先增大后減小，A正確；B．x從到的過程中，木棒從平衡位置上方靠近最大位移處向下運動(未到平衡位置)，加速度豎直向下，大小減小，B正確；C．和時，由圖像的對稱性知浮力大小相等，說明木棒在同一位置，豎直方向速度大小相等，速度方向相反，而兩時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錯誤；D．木棒在豎直方向的簡諧運動可類比于豎直方向的彈簧振子，設木棒長度為L，回復力系數(shù)為k，平衡位置時木棒重心在水面下方，則有木棒重心在平衡位置上方最大位移A處時木棒重心在平衡位置下方最大位移A處時可解得，D正確；E．木棒上各質點相對靜止隨木棒一起運動，不能看成向x軸正方向傳播的機械橫波，E錯誤。故選ABD。37．(2022·山東·統(tǒng)考高考真題)一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標原點O的質點振動圖像如圖所示。當時，簡諧波的波動圖像可能正確的是()A． B．C． D．【答案】AC【詳解】由O點的振動圖像可知，周期為T=12s，設原點處的質點的振動方程為則解得在t=7s時刻因則在t=7s時刻質點在y軸負向向下振動，根據(jù)“同側法”可判斷若波向右傳播，則波形為C所示；若波向左傳播，則波形如A所示。故選AC。38．(2022·浙江·統(tǒng)考高考真題)兩列振幅相等、波長均為、周期均為T的簡諧橫波沿同一繩子相向傳播，若兩列波均由一次全振動產(chǎn)生，t=0時刻的波形如圖1所示，此時兩列波相距，則()A．時，波形如圖2甲所示B．時，波形如圖2乙所示C．時，波形如圖2丙所示D．時，波形如圖2丁所示【答案】BD【詳解】A．根據(jù)波長和波速的關系式為則時，兩列波各種向前傳播的距離為故兩列波的波前還未相遇，故A錯誤；B．時，兩列波各種向前傳播的距離為故兩列波的波前剛好相遇，故B正確；C．時，兩列波各種向前傳播的距離為根據(jù)波的疊加原理可知，在兩列波之間的區(qū)域為兩列波的波形波谷相遇，振動加強，處的波谷質點的位移為2A，故C錯誤；D．時，兩列波各種向前傳播的距離為兩列波的波峰與波谷疊加，位移為零，故D正確；故選BD。39．(2021·湖北·統(tǒng)考高考真題)一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t=0時刻和t=1s時刻的波形分別如圖中實線和虛線所示。已知x=0處的質點在0~1s內(nèi)運動的路程為4.5cm。下列說法正確的是()A．波沿x軸正方向傳播B．波源振動周期為1.1sC．波的傳播速度大小為13m/sD．t=1s時，x=6m處的質點沿y軸負方向運動【答案】AC【分析】本題考查機械波的形成與傳播【詳解】A．由題意，x=0處的質點在0~1s的時間內(nèi)通過的路程為4.5cm，則結合圖可知t=0時刻x=0處的質點沿y軸的負方向運動，則由質點的振動和波的傳播方向關系可知，該波的傳播方向沿x軸的正方向，故A正確；BC．由題意可知，t=1s為，解得由圖可知則故C正確，B錯誤；D．由同側法可知t=1s時，x=6m處的質點沿y軸正方向運動，故D錯誤。故選AC。40．(2021·山東·高考真題)一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖所示，實線為時的波形圖，虛線為時的波形圖。以下關于平衡位置在O處質點的振動圖像，可能正確的是()A． B．C． D．【答案】AC【詳解】機械波的傳播方向不確定，所以需要考慮機械波傳播方向的不確定性。AB．若機械波沿軸正方向傳播，在時點振動方向豎直向上，則傳播時間滿足(n=0，1，2，3…)解得(n=0，1，2，3…)當時，解得周期A正確，B錯誤；CD．若機械波沿軸負方向傳播，在時點處于波谷，則(n=0，1，2，3…)解得(n=0，1，2，3…)當時，解得周期C正確，D錯誤。故選AC。41．(2021·湖南·高考真題)均勻介質中，波源位于O點的簡諧橫波在xOy水平面內(nèi)傳播，波面為圓。t=0時刻，波面分布如圖(a)所示，其中實線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷。A處質點的振動圖像如圖(b)所示，z軸正方向豎直向上。下列說法正確的是()

A．該波從A點傳播到B點，所需時間為B．時，處質點位于波峰C．時，處質點振動速度方向豎直向上D．時，處質點所受回復力方向豎直向上E．處質點起振后，內(nèi)經(jīng)過的路程為【答案】ACE【詳解】A．由圖a、b可看出，該波的波長、周期分別為λ=10m，T=4s則根據(jù)波速公式v==2.5m/s則該波從A點傳播到B點，所需時間為t=s=4sA正確；B．由選項A可知，則該波從A點傳播到B點，所需時間為4s，則在t=6s時，B點運動了2s，即，則B處質點位于波谷，B錯誤；C．波從AE波面?zhèn)鞑サ紺的距離為x=(10-10)m則波從AE波面?zhèn)鞑サ紺的時間為t=則t=8s時，C處質點動了3.1s，則此時質點速度方向向上，C正確；D．波從AE波面?zhèn)鞑サ紻的距離為x=(102-10)m則波從AE波面?zhèn)鞑サ紺的時間為t=則t=10s時，C處質點動了8.3s，則此時質點位于z軸上方，回復力方向向下，D錯誤；E．由選項A知T=4s，12s=3T一個周期質點運動的路程為4cm，則3T質點運動的路程為12cm，E正確。故選ACE。42．(2021·浙江·統(tǒng)考高考真題)為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術人員利用松果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動器使松果落下的兩種裝置，如圖甲、乙所示。則()A．針對不同樹木，落果效果最好的振動頻率可能不同B．隨著振動器頻率的增加，樹干振動的幅度一定增大C．打擊桿對不同粗細樹干打擊結束后，樹干的振動頻率相同D．穩(wěn)定后，不同粗細樹干的振動頻率始終與振動器的振動頻率相同【答案】AD【詳解】A．根據(jù)共振的條件，當振動器的頻率等于樹木的固有頻率時產(chǎn)生共振，此時落果效果最好，而不同的樹木的固有頻率不同，針對不同樹木，落果效果最好的振動頻率可能不同，選項A正確；B．當振動器的振動頻率等于樹木的固有頻率時產(chǎn)生共振，此時樹干的振幅最大，則隨著振動器頻率的增加，樹干振動的幅度不一定增大，選項B錯誤；C．打擊結束后，樹干做阻尼振動，阻尼振動的頻率小于樹干的固有頻率，振動過程中頻率不變，粗細不同的樹干，固有頻率不同，則打擊結束后，粗細不同的樹干頻率可能不同，選項C錯誤；D．樹干在振動器的振動下做受迫振動，則穩(wěn)定后，不同粗細樹干的振動頻率始終與振動器的振動頻率相同，選項D正確。故選AD。43．(2020·海南·統(tǒng)考高考真題)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波的周期為，某時刻的波形如圖所示．則()A．該波的波長為B．該波的波速為C．該時刻質點P向y軸負方向運動D．該時刻質點Q向y軸負方向運動【答案】AC【詳解】A．由波形圖可知，波長為8m，故A正確；B．根據(jù)公式代入數(shù)據(jù)解得，故B錯誤；CD．由題知，沿x軸正方向傳播，根據(jù)“上下坡法”，可知該時刻質點P向y軸負方向運動，該時刻質點Q向y軸正方向運動，故C正確，D錯誤。故選AC。44．(2020·江蘇·統(tǒng)考高考真題)電磁波廣泛應用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應用的醫(yī)用器械有()A．殺菌用的紫外燈 B．拍胸片的X光機C．治療咽喉炎的超聲波霧化器 D．檢查血流情況的“彩超”機【答案】AB【詳解】A．紫外燈的頻率高，能量強，所以用于殺菌，屬于電磁波的應用，A正確；B．X光的穿透能力較強，所以用于拍胸片，屬于電磁波的應用，B正確；C．超聲波霧化器是超聲波的應用，與電磁波無關，C錯誤；D．彩超屬于超聲波的應用，與電磁波無關，D錯誤。故選AB。45．(2020·浙江·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，x軸上、處有兩個振動周期均為、振幅均為的相同的波源、，時刻同時開始豎直向下振動，產(chǎn)生波長均為沿x軸傳播的簡諧橫波。P、M、Q分別是x軸上、和的三個點，下列說法正確的是()A．時P、M、Q三點均已振動B．后M點的位移始終是C．后P點的位移始終是0D．時Q點的振動方向豎直向下【答案】CD【詳解】A．波速為在6s內(nèi)兩列波傳播了6m，則此時PQ兩質點已振動，但是M點還未振動，A錯誤；B．因M點到兩個振源的距離相等，則M是振動加強點，振幅為2cm，但不是位移始終為2cm，B錯誤；C．P點到兩振源的距離只差為6m，為半波長的3倍，則該點為振動減弱點，振幅為零，即10.0s后P點的位移始終為零，C正確；D．S1波源的振動傳到Q點的時間為，則10.5s時Q點由S1引起的振動為豎直向下；S2波源的振動傳到Q點的時間為，則10.5s時Q點由S2引起的振動已經(jīng)振動了7s，此時在最高點，速度為零，則10.5s時刻Q點的振動速度為豎直向下，D正確。故選CD。46．(2020·全國·統(tǒng)考高考真題)在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應解釋的有__________。A．雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲B．超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化C．觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會變低D．同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同E．天文學上觀察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點做圓周運動的兩顆恒星)光譜隨時間的周期性變化【答案】BCE【詳解】A．之所以不能同時觀察到是因為聲音的傳播速度比光的傳播速度慢，所以A錯誤；B．超聲波與血液中的血小板等細胞發(fā)生反射時，由于血小板的運動會使得反射聲波的頻率發(fā)生變化，B正確；C．列車和人的位置相對變化了，所以聽得的聲音頻率發(fā)生了變化，所以C正確；D．波動傳播速度不一樣是由介質決定的，D錯誤；E．雙星在周期性運動時，會使得到地球的距離發(fā)生周期性變化，故接收到的光頻率會發(fā)生變化，E正確。故選BCE。47．(2020·浙江·高考真題)如圖所示，波源O垂直于紙面做簡諧運動，所激發(fā)的橫波在均勻介質中向四周傳播，圖中虛線表示兩個波面。時，離O點5m的A點開始振動；時，離O點10m的B點也開始振動，此時A點第五次回到平衡位置，則(

)A．波的周期為0.4sB．波的波長為2mC．波速為D．時AB連線上有4個點處于最大位移【答案】AB【詳解】A．經(jīng)過時A第五次回到平衡位置，即：解得周期：，故A正確；BC．根據(jù)題意可知波速：波長：故B正確，C錯誤；D．時A處于平衡位置，根據(jù)波長和兩點之間距離可知，AB之間有個波形，因此有個點處于最大位移處，故D錯誤。故選AB．48．(2019·海南·高考真題)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為0.2s，時的波形圖如圖所示，下列說法正確的是(

)A．平衡位置在處的質元的振幅為0.03mB．該波的波速為10m/sC．時，平衡位置在處的質元向y軸正向運動D．時，平衡位置在處的質元處于波谷位置E．時，平衡位置在處的質元加速度為零【答案】ABC【詳解】由波形圖可知，平衡位置在處的質元的振幅為0.03m，選項A正確；由圖可知波長λ=2m，因T=0.2s，則該波的波速為，選項B正確；因t=0時刻平衡位置在x=0.5m處的質元沿y軸負向振動，則t=0.3s=1T時，平衡位置在x=0.5m處的質元向y軸正向運動，選項C正確；因t=0時刻平衡位置在x=0.5m處的質元沿y軸負向振動，則t=0.4s=2T時，平衡位置在x=0.5m處的質元仍在平衡位置向y軸負向運動，選項D錯誤；因t=0時刻平衡位置在x=1.0m處的質元在波峰位置，則t=0.5s=2T時，平衡位置在x=1.0m處的質元振動到波谷位置，此時的加速度為y軸正向最大，則選項E錯誤.49．(2019·江蘇·高考真題)一單擺做簡諧運動，在偏角增大的過程中，擺球的．A．位移增大 B．速度增大C．回復力增大 D．機械能增大【答案】AC【詳解】由簡諧運動的特點可知，當偏角增大，擺球偏離平衡位置的位移增大，故A正確；當偏角增大，動能轉化為重力勢能，所以速度減小，故B錯誤；由回復力可知，位移增大，回復力增大，故C