《高考物理二轮复习分类训练专题16 振动和波（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习分类训练专题16 振动和波（含解析）（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题16 振动和波【真题汇编】1、(2022湖南卷T16(1)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()A. x从到的过程中，木棒的动能先增大后减小B. x从到的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小C. 和时，木棒的速度大小相等，方向相反D. 木棒在竖直方向做简谱运动的振幅为E. 木棒的运动为向x轴正方
2、向传播的机械横波，波速为【答案】ABD【解析】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从到的过程中，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从到的过程中，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；C和时，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
3、为k，平衡位置时木棒重心在水面下方，则有木棒重心在平衡位置上方最大位移A处时木棒重心在平衡位置下方最大位移A处时可解得，D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，E错误。故选ABD。2、(2022山东卷T9)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是( )A. B. C. D. 【答案】AC【解析】由O点的振动图像可知，周期为T=12s，设原点处的质点的振动方程为则解得在t=7s时刻因则在t=7s时刻质点在y轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示；若波向左传播，则波
4、形如A所示。故选AC。3、(2022浙江6月卷T16)位于的波源P从时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置，质点b的平衡位置。下列说法正确的是()A. 沿x轴正负方向传播的波发生干涉B. 时，波源的位移为正C. 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【答案】BD【解析】A波从波源发出后，向轴正负方向传播，向相反方向传播的波不会相遇，不会发生干涉，故A错误；B由图可知，波的波长由题意可知0.1s内波传播四分之一波长，可得解得根据同侧法可知，波源的振动方向向上，即时，波源向上振动，位移为正，故
5、B正确；C波的波速波源停止振动，到质点停止振动的时间即质点还在继续振动，到经过时间即，结合图象可知质点a位移为正且向轴正方向运动，故C错误；D波传到点所需的时间在0到2s内，质点振动的时间为质点b运动总路程故D正确。故选BD。4、(2022浙江6月卷T11)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。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动，小球将做周期为的往复运动，则()A. 小球做简谐运动B. 小球动能变化周期为C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为D. 小球的初速度为时，其运动周期为【答案】B【解析】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
6、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，小球向右压缩弹簧至最大压缩量时的位置为，小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为，可知小球做周期为的往复运动过程为根据对称性可知小球从与，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，两根弹簧的总弹性势能的变化周期为，B正确，C错误；D小球的初速度为时，可知小球在匀速阶段的时间变为原来的倍，接触弹簧过程，根据弹簧振子周期公式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，故小球的初速度为时，其
7、运动周期应小于，D错误；故选B。5、(2022浙江1月卷T15)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. 时，波形如图2甲所示B. 时，波形如图2乙所示C. 时，波形如图2丙所示D. 时，波形如图2丁所示【答案】BD【解析】A根据波长和波速的关系式为则时，两列波各种向前传播的距离为故两列波的波前还未相遇，故A错误；B时，两列波各种向前传播的距离为故两列波的波前刚好相遇，故B正确；C时，两列波各种向前传播的距离为根据波的叠加原理可知，在两列波之间的区域为两列波的波形波谷相遇，振动加强，处的波
8、谷质点的位移为2A，故C错误；D时，两列波各种向前传播的距离为两列波的波峰与波谷叠加，位移为零，故D正确；故选BD。6、(2022广东卷T16(1)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”)。【答案】 . P . 不变【解析】1经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点。2波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波速度仍保持不变。7、(2022全国甲卷T34(1)
9、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，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”)。【答案】 . 4 . 0.5 . 向下运动【解析】1设波的表达式为由题知A = 2cm，波图像过点(0，)和(1.5，0)，代入表达式有即 = 4m2由于该波的波速v = 2m/s，则3由于该波的波速v = 2m/s，则由于题图为t = 0时刻的波形图，则t = 2s时刻振动形式和零时刻相同，根据“上坡、下坡”法可知质点A向下运动。8、(2022全国乙
10、卷T34(1)介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源和，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为，当过平衡位置向上运动时，也过平衡位置向上运动若波速为，则由和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、平衡位置的距离均为，则两波在P点引起的振动总是相互_(填“加强”或“削弱”)的；当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。【答案】 . 4 . 加强 . 向下【解析】1因周期T=0.8s，波速为v=5m/s，则波长为2因两波源到P点的距离之差为零，且两振源振动方向相同，则P点的振动是加强的；3因S1P=10m=2.5，则当S1恰好的平衡
11、位置向上运动时，平衡位置在P点的质点向下振动。9、【2022河北T16(1)】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。【答案】 . 2 . 0.55【解析】 1由P点的振动图像可得出该波的周期T = 0.2s由于该波的波速为10m/s，则该波的波长 = vT = 2m2由题知P、Q两质点相距xPQ = 5m则波从P点传播到Q点需经过由P点的振动图像可得出该波的起振方向向上，则Q点从起振到第一次到达正向最大位移处
12、还需经过，则经过t = 0.55s，Q点第一次到达正向最大位移处。【突破练习】1.(2022北京市海淀区高三下学期一模)图甲为一列沿x轴正向传播的简谐横波在时刻的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是()A. 图乙可能为质点L的振动图像B. 该简谐波的波速为C. 该时刻质点K与L的速度、加速度都相同D. 质点K再经将沿x轴正方向移动到处【答案】A【解析】A由题意知波向右传播，由图可得时刻质点L在平衡位置，由上下坡法可知质点L下一时刻向下振动，故乙图可能是质点L的振动图像，故A正确；B由图可得所以波速为故B错误；C由图可知质点K与L相差半个周期，所以两者的速度、加速度等大、反向
13、，故C错误；D因为每个质点都在自己平衡位置周期性振动，不会随波迁移，故D错误。故选A。2.(2022山东潍坊市高三下学期一模)一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示，质点P、Q在x轴上的位置为和。从此时开始，P质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是()A. 该波沿x轴正向传播B. 此后P、Q两点速度大小始终相等C. 时，Q质点的位移为D. 若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则所遇到的波的频率为【答案】BD【解析】A在时刻，P质点的振动图像如图乙所示，根据“上下坡法”，知该波沿x轴负向传播，A错误；B质点P、Q在x轴上相差半个周期，P、Q两点速度大小始终相等，B正确；C又图可知由图甲可知当
14、得Q质点的位移为，C错误；D因为所以此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则所遇到的波的频率为，D正确。故选BD。3.(2022江苏南京盐城市高三下学期二模)将较长的绳一端固定在墙上，另一端用手捏住以恒定振幅上下持续振动，产生的绳波沿绳自左向右传播，图示时刻，波形刚好传播到A点。下列判断正确的是()A. 手的起振方向向下B. 若减小手的振动频率，绳波的传播速度不发生变化C. 若增大手的振动频率，绳波的波长将增大D. 若停止手的振动，绳中波形立即消失【答案】B【解析】A根据“同侧法”可知，A点的起振方向为向上，由于A点的起振方向与手的起振方向相同，故手的起振方向向上，A错误；B由于波的传播速度只与介质有关，故减小手的振动频率，绳波的传播速度不发生变化，B正确；C根据公式可知，又波的传播速度只与介质有关，绳波的传播速度不发生变化，若增大手的振动频率，绳波的波长将减小，C错误；D若停止手的振动，绳中波形会继续传播，不会立即消失，D错误。故选B。4.(2022山东济南市高三下学期一模)一列简谐波沿绳向右传播，P、Q是绳上两点，振动图像分别如图中实线和虚线所示。
