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专题13 机械振动 机械波
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
,
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( )
1
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A.该波的周期是5s
B.该波的波速是3m/s
C.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
,振幅
为
。介质中有a 和b 两个质点,其平衡位置分别位于
和
处。
某时刻b 质点的位移为
,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.
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
,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( )
2
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A.声波的波长
B.声波的波长
C.两声波的振幅之比为
D.两声波的振幅之比为
8.(2023·湖南·统考高考真题)如图(a),在均匀介质中有
和
四点,其
中
三点位于同一直线上,
垂直
.
时,位
于
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
垂直,已知波长为
.下列说法正确的是( )
A.这三列波的波速均为
B.
时,
处的质点开始振动
C.
时,
处的质点向
轴负方向运动
D.
时,
处的质点与平衡位置的距离是
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
,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
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
时,导体杆振动图像是( )
3
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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
)( )
A.振幅为
B.频率为
C.波长应为
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)在同一均匀介质中,分别位于坐标原点和
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
和
处,波形如图所示。下列说法正确的是( )
4
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A.a 与b 的频率之比为
B.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。
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),
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
B.水波的传播速度大小为
C.
时刻浮标沿y 轴负方向运动
D.水波的波长为
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.2:3
B.3:2
C.4:9
D.9:4
14.(2022·北京·高考真题)在如图所示的
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。
时,
处的质点
开始沿y
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轴做周期为T、振幅为A 的简谐运动。
时的波形如图所示。下列说法正确的是
( )
A.
时,质点
沿y 轴负方向运动
B.
时,质点
的速度最大
C.
时,质点
和
相位相同
D.该列绳波的波速为
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
周期内通过的路程为A
D.此后
周期内沿x 轴正方向迁移为
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
。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.小球动能的变化周期为
C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为
6
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D.小球的初速度为
时,其运动周期为
17.(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
处,其位移随时间变化的关系为
,则( )
A.此波的波长为
B.此波的频率为
C.此波的波速为
D.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。
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( )
7
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A.
B.
C.
D.
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.
m/s
B.
m/s
C.
m/s
D.
m/s
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
,
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( )
A.
B.
C.
D.
8
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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( )
A.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Ⅰ和Ⅱ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
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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Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24m
B.简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48s
C.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
25.(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
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
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,
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1m
C.质点c 的加速度为零
D.质点d 的位移为-5cm
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27.(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
处质点的振动方程为
,则
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,在O 点正下方
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( )
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A.
B.
C.
D.
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
时刻的波
形图;P 是介质中位于
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
B.波向左传播
C.波的振幅是
D.
处的质点在
时位于平衡位置
E.质点P 在0~7s 时间内运动的路程为
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31.(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
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.
B.
C.
D.
32.(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
时波源开
始振动,
时波形如图,则下列说法正确的有( )
A.在这种介质中波速
B.
处质点在
时位于波谷
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C.波源振动方程
D.
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
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
36.(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
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( )
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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谐运动的振幅为
E.木棒的运动为向x 轴正方向传播的机械横波,波速为
37.(2022·山东·统考高考真题)一列简谐横波沿x 轴传播,平衡位置位于坐标原点O
的质点振动图像如图所示。当
时,简谐波的波动图像可能正确的是( )
A.
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( )
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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
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0~1 s 内运动的路程为4.5
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 s
C.波的传播速度大小为13 m/s
D.t=1 s 时,x=6 m 处的质点沿y 轴负方向运动
40.(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
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( )
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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 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上
E.
处质点起振后,
内经过的路程为
42.(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
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示。则( )
A.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
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
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
、
处有两个振动周期均为
、振幅均为
的相同的波源
、
,
时刻同时开始竖直向下振动,产生波长
均为
沿x 轴传播的简谐横波。P、M、Q 分别是x 轴上
、
和
的三个点,
下列说法正确的是( )
A.
时P、M、Q 三点均已振动
B.
后M 点的位移始终是
18
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C.
后P 点的位移始终是0
D.
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 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。
时,离O 点5m 的A 点开
始振动;
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
D.
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,
时的
波形图如图所示,下列说法正确的是( )
A.平衡位置在
处的质元的振幅为0.03m
B.该波的波速为10m/s
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C.
时,平衡位置在
处的质元向y 轴正向运动
D.
时,平衡位置在
处的质元处于波谷位置
E.
时,平衡位置在
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
轴传播,已知
轴上
和
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.
B.
C.
D.
51.(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
52.(2019·全国·高考真题)一简谐横波沿x 轴正方向传播,在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(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)
20
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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 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.0~0.3s 内,质点Q 运动的路程为0.3m
C.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
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