专题05 振动和波-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（江苏专用）

专题05 振动和波 1、（2024·苏州市八校联盟高考三模）如图甲所示为一列向右传播的简階横波上的两质点m、n，两质点之间的距离为，m、n两质点的振动图像分别如图乙、如图丙所示，已知波长。下列说法正确的是（　　） A. 波长可能为 B. 波速为 C. 从时刻起内质点m通过的路程为 D. 从时刻起内质点n通过的路程为 2、（2024·徐州市高考三模）我国科学家利用脑机接口技术帮助截瘫患者实现意念控制体外仪器。植入患者颅骨内的微处理器，将意念对应的低频神经信号，通过高频载波无线传输给体外仪器。则（　　） A. 高频载波属于纵波 B. 使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制 C. 体外接收电路的固有频率与低频神经信号的频率相等 D. 体外接收电路中的信号经过调谐还原出低频神经信号 3、（2024·扬州市高考三模）如图所示，假设沿地球直径凿通一条隧道，把一小球从地面S点静止释放，小球在隧道内的运动可视为简谐振动。已知地球半径为R，小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经时间第1次过P点（P点图中未标出），再经时间又过该点。则（ ） A. 小球振动的周期为 B. O到P的距离为 C. 小球第3次过P点所需的时间为 D. 由S到O的运动过程中小球受力逐渐增大 4、（2024·扬州市高考三模）一列简谐横波在水平绳上沿x轴传播，在时刻的波形如图所示，绳上质点P的平衡位置为。从该时刻开始计时，P点的振动位移随时间t变化关系为。该简谐横波的波速为 （　　） A. 20m/s B. 40m/s C. 60m/s D. 80m/s 5、（2024·扬州市高考三模）某同学在平静的水面上进行实验。如图所示，水面上三点O、a、b在同一直线上，。在时开始周期性向下敲击O处水面，所激发的水面波可以认为是正弦横波；时，a处开始振动，时，b处第二次到达波峰，下列判断正确的是（　　） A. 波的周期为1.6s B. 波的波长为0.56m C. 波速为0.25m/s D. 时刻a处位于平衡位置 6、（2024·苏州市高考三模）如图所示，单摆在光滑斜面上做简谐运动，若要使其做简谐运动的周期变大，可以 A. 使斜面倾角变大 B. 使单摆摆长变长 C. 使摆球质量变大 D. 使单摆振幅变大 7、（2024·南京市临江高级中学高考三模）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，时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则时的波形图为（　　） A． B． C． D． 8、（2024·南通市高考三模）一列简谐横波沿着x轴的正方向传播，时，波形图如图所示，时，平衡位置在处的质点第一次到达波峰.下列说法中正确的是(    ) A. 波源的起振方向沿y轴正方向 B. 该波的波速为 C. 该波的周期为5s D. 图示时刻处质点的回复力沿y轴负方向 9、（2024·镇江市高考三模）如图甲，O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、B之间来回摆动．图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中为摆球从A点开始运动的时刻，则该单摆的周期为 A. B. C. D. 10、（2024·南京市临江高级中学高考三模）蜻蜓在水面上，“点水”激起一圈圈波纹，如图所示。水面上有一开有两小孔A、B的挡板，A、B离波源S的距离分别为30cm、40cm，AB间距为50cm，O为AB中点，AB中垂线上的C点，距O点100cm。波源在水面处振动形成的水波视为简谐横波，时波源自平衡位置起振。已知波速为20cm/s，小孔A处质点第一次处于波谷时，小孔B处质点刚好第一次处于波峰，下列说法正确的是（　　） A．波源S起振方向向下 B．时A、B两处质点振动方向相反 C．OC线段的中点为加强点 D．若蜻蜓点水的频率增大，则波速增大 11、（2024·宜兴中学高考三模）如图所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图为质点以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是(    ) A. 该波正在向轴负方向传播，波速为 B. 经过后，质点经过的路程为，且速度最大，加速度最小 C. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，不能发生明显的衍射现象 D. 若波源向轴负方向运动，在处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 振动和波 1、（2024·苏州市八校联盟高考三模）如图甲所示为一列向右传播的简階横波上的两质点m、n，两质点之间的距离为，m、n两质点的振动图像分别如图乙、如图丙所示，已知波长。下列说法正确的是（　　） A. 波长可能为 B. 波速为 C. 从时刻起内质点m通过的路程为 D. 从时刻起内质点n通过的路程为 【答案】B 【解析】 A．由图丙可知该机械波的周期为 振幅为 时刻质点m向下振动.且，质点n正在平衡位置向上振动，则m、n两点平衡位置的间距为 又 当时 时 （舍掉） 故A错误； B．由公式 可得 故B正确； C．从时刻起内质点m通过的路程为 故C错误； D．从时刻起内质点n通过的路程等于一个振幅，即 故D错误。 故选B。 2、（2024·徐州市高考三模）我国科学家利用脑机接口技术帮助截瘫患者实现意念控制体外仪器。植入患者颅骨内的微处理器，将意念对应的低频神经信号，通过高频载波无线传输给体外仪器。则（　　） A. 高频载波属于纵波 B. 使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制 C. 体外接收电路的固有频率与低频神经信号的频率相等 D. 体外接收电路中的信号经过调谐还原出低频神经信号 【答案】B 【解析】 A．高频载波是电磁波，属于横波，故A错误； B．使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制，故B正确； C．体外接收电路的固有频率与高频载波的频率相等，故C错误； D．体外接收电路中的信号经过检波还原出低频神经信号，故D错误。 故选B。 3、（2024·扬州市高考三模）如图所示，假设沿地球直径凿通一条隧道，把一小球从地面S点静止释放，小球在隧道内的运动可视为简谐振动。已知地球半径为R，小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经时间第1次过P点（P点图中未标出），再经时间又过该点。则（ ） A. 小球振动的周期为 B. O到P的距离为 C. 小球第3次过P点所需的时间为 D. 由S到O的运动过程中小球受力逐渐增大 【答案】B 【解析】 A.小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经t0时间第1次过P点，再经2t0时间又过该点，说明小球从O到P的时间为t0，从P到最大位移处的时间为t0，小球从最大位移处再回到P点的时间为t0，则小球振动的周期为 T = 4(t0+ t0) =8t0 故A错误;； B.设O到P距离为x，由简谐运动的对称性可得 x=Asin 又 A= R 则得 故B正确； C.小球第3次过P点所需的时间为 t=6t0 故C错误； D.由S到O的运动过程中小球做简谐运动，位移逐渐减小，根据简谐运动的特征 分析可知加速度逐渐减小，由牛顿第二定律知小球受力逐渐减小，故D错误。 故选B。 4、（2024·扬州市高考三模）一列简谐横波在水平绳上沿x轴传播，在时刻的波形如图所示，绳上质点P的平衡位置为。从该时刻开始计时，P点的振动位移随时间t变化关系为。该简谐横波的波速为 （　　） A. 20m/s B. 40m/s C. 60m/s D. 80m/s 【答案】A 【解析】 由图可知简谐波的波长为 P点的振动位移随时间t变化关系为，则振动周期为 故该波的波速为 故选Ａ。 5、（2024·扬州市高考三模）某同学在平静的水面上进行实验。如图所示，水面上三点O、a、b在同一直线上，。在时开始周期性向下敲击O处水面，所激发的水面波可以认为是正弦横波；时，a处开始振动，时，b处第二次到达波峰，下列判断正确的是（　　） A. 波的周期为1.6s B. 波的波长为0.56m C. 波速为0.25m/s D. 时刻a处位于平衡位置 【答案】D 【解析】 C．波速 故C错误； A．波到达b点时间为 时，b处第二次到达波峰，有 解得 故A错误； B．波长为 故B错误； D．时，a处振动 a处位于平衡位置，故D正确。 故选D。 6、（2024·苏州市高考三模）如图所示，单摆在光滑斜面上做简谐运动，若要使其做简谐运动的周期变大，可以 A. 使斜面倾角变大 B. 使单摆摆长变长 C. 使摆球质量变大 D. 使单摆振幅变大 【答案】B  【解析】 本题考查的是简谐振动的周期公式，根据公式找出周期变大的因素即可，这是一道基础题，同学们都应掌握。 【解答】 单摆在光滑斜面上做简谐运动的周期，若要使其做简谐运动的周期变大，可以让摆长变大或斜面倾角变小都可以，故B正确。 7、（2024·南京市临江高级中学高考三模）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，时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则时的波形图为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由题意，可得当时，波源的位移为 结合选项波形图，可知选项B符合。故选B。 8、（2024·南通市高考三模）一列简谐横波沿着x轴的正方向传播，时，波形图如图所示，时，平衡位置在处的质点第一次到达波峰.下列说法中正确的是(    ) A. 波源的起振方向沿y轴正方向 B. 该波的波速为 C. 该波的周期为5s D. 图示时刻处质点的回复力沿y轴负方向 【答案】B  【解析】【分析】 本题考查机械波的传播特点，熟悉机械波的传播规律是解题的关键。 根据波动的特点，结合同侧法得出波源的起振方向即可判断；根据波动特点列方程得出波速，结合图像得出波长，从而计算出波的周期即可判断；根据图像得出图示时刻处质点的位移情况，结合回复力与位移关系得出其回复力方向即可判断。 【解答】 A、由图知，时该波恰好传到处，此质点的起振方向与波源起振方向相同，由同侧法知，波源的起振方向沿y轴负方向，故A错误； BC、从时刻开始到处质点第一次到达波峰所用的时间，解得该波的波速，由图知，波长，则波的周期，故B正确，C错误； D、由图知，图示时刻处质点的位移为负值，由知，该质点的回复力沿y轴正方向，故D错误。 9、（2024·镇江市高考三模）如图甲，O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、B之间来回摆动．图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中为摆球从A点开始运动的时刻，则该单摆的周期为 A. B. C. D. 【答案】C  【解析】【分析】 本题考查了单摆相关知识的应用；小球运动到最低点时，绳子的拉力最大，在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，求出单摆的周期。 【解答】 小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，故选C。 10、（2024·南京市临江高级中学高考三模）蜻蜓在水面上，“点水”激起一圈圈波纹，如图所示。水面上有一开有两小孔A、B的挡板，A、B离波源S的距离分别为30cm、40cm，AB间距为50cm，O为AB中点，AB中垂线上的C点，距O点100cm。波源在水面处振动形成的水波视为简谐横波，时波源自平衡位置起振。已知波速为20cm/s，小孔A处质点第一次处于波谷时，小孔B处质点刚好第一次处于波峰，下列说法正确的是（　　） A．波源S起振方向向下 B．时A、B两处质点振动方向相反 C．OC线段的中点为加强点 D．若蜻蜓点水的频率增大，则波速增大 【答案】B 【解析】ABC．A、B离波源S的距离分别为30cm、40cm，A离波源S较近，则A先振动，小孔A处质点第一次处于波谷时，小孔B处质点刚好第一次处于波峰，可知波源S起振方向向上，且A、B两处质点振动方向总相反，故时A、B两处质点振动方向相反，OC线段的中点到A、B两点距离相等，则始终处于减弱点，故AC错误，B正确； D．波速只与介质有关，若蜻蜓点水的频率增大，波速不变，故D错误。故选B。 11、（2024·宜兴中学高考三模）如图所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图为质点以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是(    ) A. 该波正在向轴负方向传播，波速为 B. 经过后，质点经过的路程为，且速度最大，加速度最小 C. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，不能发生明显的衍射现象 D. 若波源向轴负方向运动，在处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为 【答案】B 【解析】【分析】 由振动图像读出时刻点的振动方向，再判断波的传播方向。由波动图像读出波长，由振动图像读出周期，可求出波速。分析波动过程，确定点的加速度与速度的大小。根据波源与接收器间距离的变化，分析接收器接收到的频率变化情况。 对于波动图像，往往要判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。同时，要熟练分析波动形成的过程，再分析物理量的变化情况。 【解答】在图中，时刻正向上振动，在图中，根据波形平移法可知波正在向轴正方向传播。该波的波长和周期分别为，，所以波速，故A错误； B.因，所以经过后，质点经历的路程为，到达平衡位置，速度最大，加速度最小，故B正确； C.该波的波长为，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，波长与障碍物尺寸差不多，能发生明显衍射现象，故C错误； D.该波的频率为，若波源向轴负方向运动，波源与接收器间的距离增大，产生多普勒效应，在处的接收器接收到的波源频率减小，小于，故D错误。 故选B。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$