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1、历年高考物理精选真题专题专题13 机械振动和机械波一、单选题1（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【答案】 C【解析】由机械振动特点确定质点的加速度和速度大小，由“上下坡法”确定振动方向由波动图象可知，此时质点a位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点a的加速度最大，故A错误，此时质点b位于平衡位置，所以速度为最大，故B错误，若波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”可知，质点b向y轴正方向运动，故C正确，若波沿x轴
2、负方向传播，由“上下坡法”可知，a质点沿y轴负方向运动，c质点沿y轴正方向运动，所以质点c比质点a先回到平衡位置，故D错误2（2021辽宁高考真题）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（）Am/sBm/sCm/sDm/s【答案】 A【解析】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 （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（n=1，2，3 ）当n=3时可得波的速率为故选A。3（202
3、1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，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形中哪个是时的波形（）ABCD【答案】 B【解析】由图中可以看出该波的波长为，根据可知该列波的周期为又因为时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当时经历了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。4（2020天津高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，时的波形如图所示。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1mC质点c的加速度为零D质点d的位移为-5cm【答案】 C【解析】经过周期，波向
4、右传播了，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5cm，D错误。故选C。5（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。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（）ABCD【答案】 B【解析】由图可知，影子P做简谐运动的振幅为，以向上为正方向，设P的振动方程为由图可知，当时，P的位移为，所
5、用时间为代入振动方程解得则P做简谐运动的表达式为故B正确，ACD错误。故选B。6（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【答案】 D【解析】AB由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点应向下振，再根据“上坡、下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误；C由AB选项可知K质点应向下振，而L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，C错误；D由于质点在竖直方向做机械振动，根
6、据F = - kyF = ma结合波图像可看出yL yK则，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。故选D。7（2021浙江高考真题）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0.48m【答案】 D【解析】A简谐波和的波长
7、均为0.48m，选项A错误；B从波形1到波形5经历的时间为，则可得简谐波和的周期均为T=0.96s选项B错误；C绳上各点中加强点和减弱点振幅不相同，选项C错误；DAC两点均为振动减弱点，则两波源到两点的距离只差分别为和，则 两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是选项D正确。故选D。8（2020北京高考真题）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经半个周期将沿轴正方向移动D该时刻质点K与M的速度、加速度都相同【答案】 B【解析】AB由图可知乙质点L的振动情况，该时刻质点L向
8、y轴正方向振动。根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，故A错误，故B正确；C质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，故C错误；D该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为-y方向，质点M加速度为+y方向，故D错误。故选B。9（2020山东高考真题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（）ABCD【答案】 D【解析】根据题意可知，时，在处的质点处于则此时该质点位于平衡位置，下一时刻，该质点向上运动，故AB错误；根据题意，横波沿轴负方向传播，根据同侧法判断可知，C错误
9、，D正确。故选D。二、多选题10（2011海南高考真题）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为。关于这列简谐波，下列说法正确的是（）A周期为4.0sB振幅为20cmC传播方向沿x轴正向D传播速度为10m/s【答案】 CD【解析】A由可得=5则周期为选项A错误；BCD由波的图象得，振幅A=10cm、波长=4m，故波速为由表达式可得P点在t=0时振动方向为y轴正方向，波向x轴正方向传播，选项B错误，CD正确。故选CD。11（2020海南高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播，波的周期为，某时刻的波形如图所示则（ ）A该波的波长为B该波的波速为
10、C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【答案】 AC【解析】A由波形图可知，波长为8m，故A正确；B根据公式代入数据解得，故B错误；CD由题知，沿x轴正方向传播，根据“上下坡法”，可知该时刻质点P向y轴负方向运动，该时刻质点Q向y轴正方向运动，故C正确，D错误。故选AC。12（2020全国高考真题）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
11、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介质决定的， 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。13（2016全国高考真题）某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近该同学发现从第1个波峰到
12、第10个波峰通过身下的时间间隔为下列说法正确的是（ ）A水面波是一种机械波B该水面波的频率为C该水面波的波长为D水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移【答案】 ACE【解析】A.水波是机械振动在介质中传播形成的，故A正确；BC.由题意可知s，则频率Hz，波长，故B错误，C正确；DE.波传播时将振源能量向外传播，而振动的质点并不随波迁移，故D错误，E正确14（2021湖北高考真题）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
13、.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【答案】 AC【解析】A由题意，x =0处的质点在01 s的时间内通过的路程为4.5 cm，则结合图可知t =0时刻x =0处的质点沿y轴的负方向运动，则由质点的振动和波的传播方向关系可知，该波的传播方向沿x轴的正方向，故A正确；BC由题意可知，t=1s为，解得由图可知则故C正确，B错误；D由同侧法可知t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴正方向运动，故D错误。故选AC。15（2021山东高考真题）一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线
14、为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（）ABCD【答案】 AC【解析】机械波的传播方向不确定，所以需要考虑机械波传播方向的不确定性。AB若机械波沿轴正方向传播，在时点振动方向竖直向上，则传播时间满足（n=0，1，2，3）解得（n=0，1，2，3）当时，解得周期A正确，B错误；CD若机械波沿轴负方向传播，在时点处于波谷，则（n=0，1，2，3）解得（n=0，1，2，3）当时，解得周期C正确，D错误。故选AC。16（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点，所需时间为B时，处质点位于波峰C时，处质点振动速度方向竖直向上D时，处质点所受回复力方向竖直向
