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1、1 专题 16机械振动和机械波 1 （2020 山东卷）一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴负方向传播，已知 5 4 x处质点的振动方程为 2 cos()yAt T ，则 3 4 tT时刻的波形图正确的是 AB CD 2 （2020 年天津卷）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，周期为 T，0t 时的波形如图所示。 4 T t 时 A质点 a 速度方向沿 y 轴负方向 B质点 b 沿 x 轴正方向迁移了 1m C质点 c 的加速度为零 D质点 d 的位移为-5cm 3 （2020 新课标卷）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
2、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 2 4 （2020 年浙江省 1 月学业水平测试选考）如图所示，波源 O 垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均 匀介质中向四周传播，图中虚线表示两个波面。0t 时，离 O 点 5m 的 A 点开始振动；1st 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 0.4s B波的波长为 2m C波速为5 3m/s D
3、1st 时 AB 连线上有 4 个点处于最大位移 5 （2020 浙江卷） 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 1 S、 2 S，0t 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8.5m的三个点，下列说法正确的是 A6.0s时 P、M、Q 三点均已振动 B8.0s后 M 点的位移始终是2cm C10.0s后 P 点的位移始终是 0 D10.5s时 Q 点的振动方向竖直向下 6 （2020 新课标卷）用一个摆长为 80.0 cm 的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于 5，则开始时
4、将摆 球拉离平衡位置的距离应不超过_cm（保留 1 位小数） 。 （提示：单摆被拉开小角度的情况下，所 求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。 ） 某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动 10 个周期的时间与原单摆摆动 11 个周期的时间相等。新单 摆的摆长应该取为_cm。 7 （2020 新课标卷）如图，一列简谐横波平行于 x 轴传播，图中的实线和虚线分别为 t=0 和 t=0.1 s 时的 波形图。 已知平衡位置在 x=6 m 处的质点， 在 0 到 0.1s 时间内运动方向不变。 这列简谐波的周期为_s， 波速为_m/s，传播方向沿 x 轴_（填“正方向”或“负方向”） 。 3 8 （20
5、20 新课标卷）一振动片以频率 f 做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水 面上 a、b 两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c 是水面上的一点，a、b、c 间的距离 均为 l，如图所示。已知除 c 点外，在 ac 连线上还有其他振幅极大的点，其中距 c 最近的点到 c 的距离 为 3 8 l。求： （i）波的波长； （ii）波的传播速度。 9（2019新课标全国卷）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t= 2 T 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 A质点Q的振动图像与图（b）相同 B在t
6、=0时刻，质点P的速率比质点Q的大 C在t=0时刻，质点P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 10（2019新课标全国卷）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，在 O点正下方 3 4 l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 4 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 11（2019新
7、课标全国卷）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 A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 12（2019北京卷）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
8、x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置 13（2019天津卷）一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上 1 1mx 和 2 7 mx 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 5 A7 m/sB2 m/sC1.2 m/sD1m/s 14（2019江苏卷）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 15（2019浙江选考）如图所示，两种不同材料的弹性细绳在O处连接，M、O和N是该绳上的三个点，O M间距离为7.0 m，ON间距离为5.0 m。O点上下振动，则形成以O点为波源向左和向右传播的简谐横波 和，其中波的波速为1.0 m/s
9、。t=0时刻O点处在波谷位置，观察发现5s后此波谷传到M点，此时O 点正通过平衡位置向上运动，OM间还有一个波谷。则 A波的波长为 4 m BN 点的振动周期为 4 s Ct=3 s 时，N 点恰好处于波谷 D当 M 点处于波峰时，N 点也一定处于波峰 16（2018北京卷）如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q 两质点平衡位置相距 0.15 m。当 P 运动到 上方最大位移处时，Q 刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是 A0.60 m B0.30 m C0.20 m D0.15 m 17（2018天津卷）（多选）一振子沿 x 轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。t=0 时振子的位移为
10、0.1 m，t=1 s 时位移为 0.1 m，则 A若振幅为 0.1 m，振子的周期可能为 2 s 3 6 B若振幅为 0.1 m，振子的周期可能为 4 s 5 C若振幅为 0.2 m，振子的周期可能为 4 s D若振幅为 0.2 m，振子的周期可能为 6 s 18（2018浙江选考）（多选）两列频率相同、振幅均为 A 的简谐横波 P、Q 分别沿+x 和x 轴方向在同一 介质中传播，两列波的振动方向均沿 y 轴，某时刻两波的波面如图所示，实线表示 P 波的波峰，Q 波 的波谷；虚线表示 P 波的波谷、Q 波的波峰。a、b、c 为三个等间距的质点，d 为 b、c 中间的质点。 下列判断正确的是
11、A质点 a 的振幅为 2A B质点 b 始终静止不动 C图示时刻质点 c 的位移为 0 D图示时刻质点 d 的振动方向沿y 轴 19（2018新课标全国 III 卷）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t=0 和 t=0.20 s 时的波形分别如图中实 线和虚线所示。己知该波的周期 T0.20 s。下列说法正确的是 A波速为 0.40 m/s B波长为 0.08 m Cx=0.08 m 的质点在 t=0.70 s 时位于波谷 Dx=0.08 m 的质点在 t=0.12 s 时位于波谷 E若此波传入另一介质中其波速变为 0.80 m/s，则它在该介质中的波长为 0.32 m 20（2018江苏
12、卷）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 x=0 和 x=0.6 m 处的两个质点 A、B 的振动图象 如图所示。已知该波的波长大于 0.6 m，求其波速和波长 7 21（2018新课标全国 II 卷）声波在空气中的传播速度为 340 m/s，在钢铁中的传播速度为 4 900 m/s。一 平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间 之差为 1.00 s。桥的长度为_m，若该波在空气中的波长为，则它在钢铁中波长为的_倍。 22 （2018新课标全国 I 卷）一列简谐横波在 t= 1 s 3 时的波形图如图（a）所示，P、Q 是介质中的两个质点， 图（
13、b）是质点 Q 的振动图象。求 （i）波速及波的传播方向； （ii）质点 Q 的平衡位置的 x 坐标。 8 专题 16机械振动和机械波 1 （2020 山东卷）一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴负方向传播，已知 5 4 x处质点的振动方程为 2 cos()yAt T ，则 3 4 tT时刻的波形图正确的是 AB CD 【答案】D 【解析】根据题意可知， 3 4 tT时，在 51 + 44 处的质点处于 3223 coscosco 4 s0 2 yAtAAT TT 则此时质点位于平衡位置；下一时刻，该质点向上运动，原理平衡位置，根据题意，横波沿x轴负方向 传播，根据同侧法判断可知，ABC 错误，
14、D 正确。故选 D。 2 （2020 年天津卷）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，周期为 T，0t 时的波形如图所示。 4 T t 时 A质点 a 速度方向沿 y 轴负方向 B质点 b 沿 x 轴正方向迁移了 1m C质点 c 的加速度为零 D质点 d 的位移为-5cm 9 【答案】C 【解析】经过 4 T 周期，波向右传播了 4 ，波形如图所示 A由图可知，质点 a 点恰好运动到平衡位置且沿着 y 轴正方向运动，A 错误； B质点 b 点只在竖直方向上运动不会随波迁移，B 错误； C质点 c 恰好运动到平衡，速度最大，加速度为零，C 正确； D质点 d 的位移为 5 cm，D 错误。故选 C
15、。 3 （2020 新课标卷）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 【答案】BCE 【解析】A之所以不能同时观察到是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，所以 A 错误； B超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，B 正确； C列车和人的位置相对变
16、化了，所以听得的声音频率发生了变化，所以 C 正确； D波动传播速度不一样是由于波的频率不一样导致的， D 错误； E双星在周期性运动时，会使得到地球的距离发生周期性变化，故接收到的光频率会发生变化，E 正 确。故选 BCE。 4 （2020 年浙江省 1 月学业水平测试选考）如图所示，波源 O 垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均 匀介质中向四周传播，图中虚线表示两个波面。0t 时，离 O 点 5m 的 A 点开始振动；1st 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 10 A波的周期为 0.4s B波的波长为 2m C波速为5 3m/s D1st 时 AB 连线上有 4 个点处于最大位移 【答案】AB 【解析】A经过1s时 A 第五次回到平衡位置，即： 2.51sT 解得周期：0.4sT ，故 A 正确； BC根据题意可知波速： 10m5m 5m/s 1s v 波长： 50.4m2mvT 故 B 正确，C 错误； D1s时 A 处于平衡
