专题突破练16 机械振动和机械波（Word练习）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材）

专题突破练(十六)　机械振动和机械波 1．(多选)(2022·浙江1月选考)两列振幅相等、波长均为λ、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λ，则(　　) A．t＝时，波形如图2甲所示 B．t＝时，波形如图2乙所示 C．t＝时，波形如图2丙所示 D．t＝T时，波形如图2丁所示 BD　解析：根据波长和波速的关系式v＝，则t＝时，两列波各自向前传播的距离为x＝vt＝，故两列波的波前还未相遇，A错误；t＝时，两列波各自向前传播的距离为x＝vt＝，故两列波的波前刚好相遇，B正确；t＝时，两列波各自向前传播的距离为x＝vt＝，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叠加区域，波谷相遇处，振动加强，处的波谷质点的位移为2A，C错误；t＝T时，两列波各自向前传播的距离为x＝vt＝λ，两列波的波峰与波谷叠加，位移为零，D正确。 2．(2023·浙江1月选考)如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO′，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R＝R0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R＝2R0时，导体杆振动图像是(　　) B　解析：导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是阻碍导体杆的运动。当R从R0变为2R0时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所以导体杆从开始摆动到停止，运动的路程和经历的时间变长，B正确。 3．(2022·辽宁卷)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λ A　解析：波沿x轴正向传播，由“同侧法”可知，该时刻质点P的速度方向沿y轴正方向，加速度沿y轴负方向，A正确，B错误；在该时刻质点P不在特殊位置，则在周期内的路程不一定等于A，C错误；质点只能在自己的平衡位置附近振动，而不随波迁移，D错误。 4．(2023·安徽合肥一中模拟)如图甲所示，S是上下振动的波源，它所产生的横波分别沿直线向左、右两边传播，形成两列简谐横波，在波源左、右两侧有Q、P两点，与波源S在同一水平直线上，它们的振动图像分别是图乙和图丙，且SP＝18 m，SQ＝16 m，则这两列波的波速可能的最大值是(　　) A．170 m/s　　　　　　 B．120 m/s C．50 m/s D．10 m/s D　解析：由于波向左右两边传播具有对称性，可以在S点右侧找到Q的对称点Q′。Q′和P之间的距离为18 m－16 m＝2 m＝nλ＋，可得λ＝ m，又T＝0.4 s，因此可得v＝＝ m，当n＝0时，v＝10 m/s，D正确。 5．(多选)(2021·山东卷)一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t1＝2 s时的波形图，虚线为t2＝5 s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(　　) AC　解析：如果波沿x轴正方向传播，则t2－t1＝T，且n＝0，1，2，…，当n＝0时，T＝4 s，在t1＝2 s时刻，质点位于平衡位置且向上振动，A正确，B错误；如果波沿x轴负方向传播，则t2－t1＝ T，且n＝0，1，2，…，当n＝0时，T＝12 s，在t1＝2 s时刻，质点位于平衡位置且向下振动，C正确，D错误。 6．(2023·湖南卷)如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其A、B、C中三点位于同一直线上，AC＝BC＝4 m，DC＝3 m，DC垂直AB。t＝0时，位于A、B、C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ABD垂直，已知波长为4 m。下列说法正确的是(　　) A．这三列波的波速均为2 m/s B．t＝2 s时，D处的质点开始振动 C．t＝4.5 s时，D处的质点向y轴负方向运动 D．t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是6 cm C　解析：由题图(b)的振动图像可知，振动的周期为4 s，故三列波的波速均为v＝＝＝1 m/s，A错误；由题图(a)可知，D处距离波源最近的距离为3 m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为tC＝＝＝3 s，故t＝2 s时，D处的质点还未开始振动，B错误；由几何关系可知AD＝BD＝5 m，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为tAB＝＝＝5 s，故t＝4.5 s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为t1＝t－tC＝1.5 s，由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；t