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专题08 机械振动机械波
机械振动
1.(2025·辽宁·三模)飞力士棒通过利用持殊构造和弹性,产生一定的振动频率,从而这些振动会深入到身体内的核心肌肉,从而达到强化锻炼的作用。如图所示。飞力士棒的固有频率为3.5Hz,则( )
A.若该棒做自由振动,则频率为3.5Hz
B.使用时手振动的频率增大,飞力士棒振动的幅度也随之增大
C.手每分钟震动210次,飞力士棒产生共振
D.PVC软杆长度不变,负重头质量减小时,飞力士棒的固有频率保持不变
【答案】AC
【详解】A.若棒做自由振动,则振动按照固有频率振动,故A正确;
B.随着手振动的频率增大,飞力士棒振动的频率随之增大,但是幅度可能越来越小,故B错误;
C.手振动频率为
此时频率故固有频率相等,飞力士棒发生共振,故C正确;
D.负重头质量减小,PVC杆长度不变,则其结构改变,飞力士棒的固有频率会变化,故D错误。
故选AC。
2.(2025·广东广州·三模)某同学在玩“打水漂”时,向平静的湖面抛出石子,恰好向下砸中一个安全警戒浮漂,浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动,在水面形成一列简谐波,距离浮漂S处的水蕊上有一片小树叶,则( )
A.小树叶将远离浮漂运动
B.小树叶将先向下运动
C.浮漂的振幅越大,波传到S处时间越短
D.浮漂的振幅越大,小树叶振动频率越大
【答案】B
【详解】A.小树叶只在平衡位置上下振动,不会远离浮漂运动,选项A错误;
B.因浮漂先向下振动,可知小树叶起振时也将先向下运动,选项B正确;
C.波的传播速度只与介质有关,与振幅无关,则即使浮漂的振幅越大,波传到S处时间也不变,选项C错误;
D.小树叶振动的频率只由振源浮漂决定,与浮漂的振幅无关,选项D错误。
故选B。
3.(2025·山西吕梁·三模)某同学用如图所示的装置描绘单摆做简谐运动的振动图像。第一次实验时在纸带上恰好有两个完整的振动图像,第二次实验时改变摆长,用2倍的速度拉相同的纸带,纸带上也恰好有两个完整的振动图像,则第一次实验和第二次实验中单摆的摆长之比为( )
A.4∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.1∶4
【答案】A
【详解】由题意可知两次实验中单摆的周期之比为
再由周期公式
解得
故选A。
4.(2025·江西萍乡·三模)钓鱼在中国有着悠久的历史,深受广大群众喜爱。刚扔入水中的鱼漂短时内可看做在竖直方向做简谐振动,取竖直向上为正方向,其振动图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.该简谐运动的周期为
B.该简谐运动的振幅为
C.时,鱼漂的速度方向竖直向上
D.时,鱼漂的加速度方向竖直向下
【答案】C
【详解】AB.由图可知,简谐运动的周期为,振幅为,故AB错误;
C.时刻,鱼漂的位移沿轴正方向,此时运动方向竖直向上,故C正确;
D.时,鱼漂在平衡位置,加速度为0,故D错误。
故选C。
5.(2025·重庆·三模)航天员用同一装置对同一单摆分别在地球和月球上做受迫振动实验,得到如图所示的共振曲线。将月球视为密度均匀、半径为r的球体,引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,不考虑星球自转的影响。下列说法正确的是( )
A.该单摆在地球上的共振频率为f1 B.所用单摆的摆长为
C.月球表面的重力加速度为 D.月球的密度为
【答案】B
【详解】ABC.根据单摆周期公式可得
可得
由于月球的重力加速度小于地球的重力加速度,所以该单摆在月球上的共振频率为f1;设月球表面的重力加速度为,则有
地球上的频率为
所用单摆的摆长为
可得月球表面的重力加速度为
故AC错误,B正确;
D.物体在月球表面上,有
解得月球质量为
根据
可得月球的密度为
故D错误。
故选B。
6.(2025·山西临汾·三模)如图甲所示,质量的箱子P放在水平地面上,两根相同的轻质弹簧连着质量的小球Q,两弹簧另一端与箱子P连接,弹簧均处于竖直状态。取竖直向上为正方向,小球在竖直方向振动过程中相对平衡位置的位移y随时间t的变化如图乙所示,箱子P始终保持静止。已知两弹簧的劲度系数,重力加速度,则( )
A.时,小球的加速度为零
B.时.小球的速度为零
C.时,箱子P对地面的压力大小为64N
D.时.箱子P对地面的压力大小为56N
【答案】C
【详解】A.时刻小球在正向最大位移处,加速度为最大,故A错误;
B.时刻小球在平衡位置处,速度为最大,故B错误;
CD.两弹簧相同,Q静止时,上方弹簧伸长,下方弹簧压缩,设弹簧形变量为x,有
解得
由图乙知时刻小球在最低点,偏离平衡位置的位移为A,此时上方弹簧拉伸到更长,下方弹簧压缩到更短,对箱子有
由牛顿第三定律知箱子对地面的压力为64N,故C正确,D错误。
故选C。
7.(2025·四川乐山·三模)如图1所示,一单摆悬挂在O点,在O点正下方P点有一个钉子,将小球(可视为质点)拉到A点后静止释放,小球在竖直平面内做简谐运动,摆球的振动图像如图2所示。已知摆球摆角始终不超过5°,重力加速度g取10m/s²,不计一切阻力和能量损失,下列说法中正确的是( )
A.该单摆的周期为0.4πs
B.OP间的距离为1.6m
C.t=0.2πs时小球动能最大
D.图中x₁与x₂的比值为2∶1
【答案】D
【详解】A.由图像可知,该单摆的周期为T=2(0.5-0.2)πs=0.6πs
选项A错误;
B.根据单摆周期公式,
解得OP间的距离为LOP=1.2m
选项B错误;
C.t=0.2πs时小球到达最高点,此时速度为零,则动能为零,选项C错误;
D.不计摆线和钉子相碰时的能量损失,所以整个过程机械能守恒,由机械能守恒定律可知mgh1=mgh2
所以摆球摆到两侧最高点的位置是等高;单摆在OP左侧最大偏角为θ,由数学知识得
单摆在OP右侧最大偏角为α,由数学知识得
由机械能守恒定律得:mgLOA(1-cosθ)=mgLBP(1-cosα)
其中LOA=4LBP
联立解得
图中x₁与x₂的比值为2∶1,选项D正确。
故选D。
8.(2025·河北邢台·三模)内壁光滑的汽缸固定在水平面上,用质量为m的活塞密封一段长度为L的理想气体,活塞的横截面积为S,给活塞一个向左的初速度,活塞向左移动速度恰好为零。已知大气体压强为,汽缸导热性能良好,环境温度保持不变。
(1)求该过程气体放出的热量Q;
(2)证明活塞的运动是简谐运动。
【答案】(1)
(2)见解析
【详解】(1)设活塞对气体做功为W,气体放出的热量为Q,对气体由热力学第一定律得
由题意可知
对活塞由动能定理得
联立解得气体放出的热量
(2)设活塞向左离开初始位置的距离为x,对封闭气体有
对活塞有
解得
又因为,
所以有
方向向右,即回复力可表示为
即活塞的运动是简谐运动。
9.(2025·湖南长沙·三模)如图1所示,在光滑的水平面上有两弹簧振子甲、乙,甲、乙使用的弹簧劲度系数相同,两弹簧振子的速度随时间的变化图像如图2所示。已知弹簧振子的周期公式为,其中m为振子的质量,k为弹簧的劲度系数,弹簧的弹性势能,x为弹簧形变量,下列说法不正确的是( )
A.甲、乙的周期之比为4:3 B.甲、乙的振子质量之比为16:9
C.甲、乙的机械能之比为32:9 D.甲、乙的弹簧最大形变量之比为16:3
【答案】D
【详解】A.由图2可得,
解得,
所以
故A正确;
B.根据弹簧振子的周期公式为
整理得
则
故B正确;
C.由图2可得,两弹簧振子的最大速度之比为
当振子有最大速度时,振子的机械能只有动能,则根据
可得
故C正确;
D.当弹簧形变量最大时,振子的动能全部转化为弹性势能,根据
整理可得
所以
故D错误。
本题选择不正确的,故选D。
10.(2025·陕西·三模)如图所示,在倾角为的固定光滑斜面上,有两个用轻质弹簧相连的物块和B,它们的质量均为,弹簧的劲度系数为为一固定的挡板,现将一个质量也为的物体从距为的位置由静止释放,和相碰后立即粘在一起,之后在斜面上做简谐运动。在简谐运动过程中,物体B对的最小弹力为,则下列说法正确的是( )
A.和粘合后瞬时速度大小为
B.和粘合后下滑过程中速度先增大后减小
C.和整体简谐运动的振幅为
D.B对的最大弹力为
【答案】BD
【详解】A.物体在斜面上滑动时,由牛顿第二定律
物体与物体A碰撞前速度
解得
和碰撞过程中动量守恒
得和粘合后瞬时速度大小为
故A错误;
B.和粘合后下滑过程中,初始状态弹簧弹力,和重力沿斜面向下的分力为,最初一段时间内合力沿斜面向下,与速度方向相同,速度先增大。当弹簧弹力增大到时,和再继续沿斜面向下运动时弹力继续增大,合力沿斜面向上,与速度方向相反,速度减小,故和粘合后下滑过程中速度先增大后减小,故B正确;
C.当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡状态,由
可知,平衡位置时弹簧的形变量为
弹簧处于压缩状态;当B对C弹力最小时,对B分析,则有
故弹簧应伸长达最大位移处,此时形变量
此时弹簧处于伸长状态,故简谐运动的振幅为
故C错误;
D.当AD运动到最低点时,B对C的弹力最大;由对称性可知,此时弹簧的形变量为
此时弹力为
对B分析
由牛顿第三定律,B对C的弹力大小为
故D正确。
故选BD。
11.(2025·云南·三模)如图甲所示,轻质弹簧下端固定一盏带灯罩的灯,灯泡大小可忽略,灯罩为圆锥形,点光源在地面上的投影点为点,点光源静止时位于点,离地高度为。现使点光源在竖直方向做简谐运动,振动图像如图乙所示。光源向左照射的最远点记为点,当点光源距离地面最近时在点,距离地面最远时在点,图甲中,,则下列说法正确的是( )
A.在点时点光源的动能和在点时点光源的动能相等
B.点光源的振动方程为
C.过点后经过0.5s,点光源通过的路程一定为0.3m
D.点光源在地面照亮区域面积最大值与最小值之比为
【答案】AB
【详解】A.P在c点时点光源位于平衡位置,P在b点时光源的位置与P在d点时光源的位置关于平衡位置上下对称,故点光源的动能相等,故A正确。
B.设点光源振动方程
由乙图可知振幅A=0.3m,周期T=2s,则角速度
将t=0,y=-0.3m代入振动方程,则有
解得
故点光源的振动方程为
故B正确。
C.P在b点时光源位于平衡位置下方某一位置(非最低点),经过0.5s(即个周期),点光源路程应不等于一个振幅(即0.3m),故C错误。
D.点光源位于最高点时照亮面积最大,位于最低点时照亮面积最小,如图所示
由图可知三角形、、相似,根据
可知
根据几何关系有
根据面积
故最大面积与最小面积之比为4∶1,故D错误。
故选AB。
12.(2025·安徽·三模)如图甲所示,在某介质中有相距为14m的A、B两点,t=0时A、B两质点在外力作用下同时开始振动,其振动图像如图乙,外力作用时间均为4s,形成简谐横波在A、B连线上传播,波速为2m/s,已知C、D均在A、B连线上,C为A、B的中点,D点到B点的距离为6m,则下列关于A、B、C、D的振动说法正确的是( )
A.该简谐波的频率为0.25Hz
B.A、B两点处的振动时间均为4s
C.在相同时间内C、D两点振动过程中通过的路程一定相等
D.C、D两点的振动时间不相等
【答案】D
【详解】A.由振动图像可知,周期,根据频率
可得频率
故A错误;
B.A、两点在外力作用下同时开始振动,外力作用时间均为,但波源停止振动后,波仍会继续传播,所以A、两点的振动时间大于,故B错误;
CD.为A、的中点,则波从A、传到的时间均为
波从传到的时间为
波从A传到的时间
所以点先振动,点后振动,且振动时间不同,则在相同时间内、两点振动过程中通过的路程不一定相等,故C错误,D正确。
故选D。
13.(2025·辽宁·三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,波长为120cm,振幅为8cm,介质中有a和b两个质点,其平衡位置分别位于和处。某时刻质点b偏离平衡位置的位移y=4cm,且沿y轴负方向运动,从该时刻开始计时,质点a的振动图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】质点a、b平衡位置之间的距离
质点b的位移为4cm,且沿y轴负方向运动,令此时质点a的相位为,质点b的相位为,则有
解得
由a、b之间的距离关系可知
可知质点a此时的位移
故选D。
机械波
14.(2025·湖北·三模)一列简谐横波沿x轴传播,波速为2m/s,振幅为10cm。图甲为该横波传播一个周期时的波形图,从此时开始计时,P点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.该横波波源的平衡位置在x=0处
B.0.75s时刻P点速度达到最大
C.从波源开始振动到P点开始振动,波源处质点通过的路程为35cm
D.从图甲时刻开始,波向前传播5m的时间内,P点通过的路程为50cm
【答案】C
【详解】A.由振动图像,0时刻P点向上运动,所以波沿x轴负向传播,该横波波源的平衡位置在4m处,故A错误;
B.图乙可知该横波周期,P点到达平衡位置时速度最大,需要时间
故B错误;
C.由简谐运动规律可知,从平衡位置到一半振幅处用时,则图甲可得从振源开始振动到P点开始振动,波源处质点振动了,通过路程为35cm,故C正确;
D.5m为,用时,P点通过路程为
故D错误。
故选C。
15.(2025·湖北孝感·三模)一列简谐横波沿x轴传播,波源位于原点O且从t=0时刻开始振动。在t=0.35 s时波刚好传播到质点Q所在的x=14 m处,波形如图所示。质点P的平衡位置位于x=8 m处。下列说法正确的是( )
A.质点P开始振动后在1 s内沿x轴正方向传播40 m
B.质点Q的振动方程为y=2sin cm
C.t=0.5 s时,质点P位于平衡位置且沿y轴正方向运动
D.质点P开始振动后任意1 s内的平均速率都是4 m/s
【答案】B
【详解】A.质点P不随波迁移,只在平衡位置附近振动,故A错误;
B.由波动图像可知,波长为λ=8 m,振幅为A=2 cm,波源位于原点O且从t=0时刻开始振动,在t=0.35 s时波刚好传播到质点Q所在的x=14 m处,则传播速度为
波的周期为s
通过Q点可判定,波源的起振方向沿y轴正方向,波源的振动方程为cm=cm
可知Q点比波源晚振动,所以振动方程为cm
故B正确;
C.由题可知,波传到P点需要0.2 s,t=0.5 s时,质点P从平衡位置沿y轴振动0.3 s,即,可以判断出在t=0.5 s时,质点P位于平衡位置且沿y轴负方向运动,故C错误;
D.质点P开始振动后任意1 s内的路程为s=×4A=20×2 cm=0.4 m
质点P开始振动后任意1 s内的平均速率都是
故D错误。
故选B。
16.(2025·重庆·三模)某波源发出的简谐横波在均匀介质中沿传播路径上先后经过、两质点,其振动位移—时间图像如题图所示(实线表示,虚线表示)已知、两质点的平衡位置相距。
(1)以为单位,用正弦函数写出质点的振动方程(初相位在范围内);
(2)求该简谐波的传播速度大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由图可知,简谐振动的振幅
周期
故其角频率
设质点a的振动方程为
结合图像可知,时,
故有
解得
故质点a的振动方程为
(2)由于波由a传到b,由图像可知,传播的距离
解得
故该波的波速为
17.(2025·重庆·三模)两个波源先后开始做简谐运动,二者形成的简谐横波沿轴相向传播,如图为某时刻的波形图,已知两列波在轴上传播的速度大小相等,此时点、点分别为两列波的最前端。则下列说法正确的是( )
A.两列波的振幅均为
B.两列波叠加后会发生干涉现象
C.再经过半个周期、处质点沿轴负方向移动
D.两列波充分叠加后,点处质点振幅为0
【答案】BD
【详解】A.由图可知,两列波的振幅均为A,故A错误;
B.由图可知,两列波的波长相同,且两列波的波速度相同,根据
可知两列波振动频率相同;左边的波刚好传至M点,右边的波刚好传至N点,根据上下坡法可知,M点此时沿y轴正方向振动,N点此时y轴正方向振动,故两列波会发生干涉现象,故B正确;
C.质点只会在y方向振动,不会沿x轴方向随波传播,故C错误;
D.由B项,可知M点和N点振动方向相同,将这两点看成波源,则点C到这两点的波程差为0.5m,为半波长,即奇数倍半波长,所以C点为减弱点,故D正确。
故选BD。
18.(2025·福建三明·三模)介质中坐标原点O处的波源在时刻开始振动,产生的简谐横波沿x轴正方向传播,时刻传到L处,波形如图。下列描述处质点的振动图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】AB.从波形图可以看出,,时刻传到处,说明,简谐波沿x轴正向传播,根据波动和振动关系可知:在时刻处质点的运动方向和波源在时刻的运动方向相同是沿y轴的负方向的,即每一个质点的起振方向都是沿y轴的负方向的,故AB错误;
CD. 由于,说明在的时间内处质点没有振动,所以在时刻处质点的振动时间是
即
即振动图像中时刻前有少于2个多于个的完整b波形,故C正确,D错误。
故选C。
19.(2025·河北邢台·三模)波源处于坐标原点的一机械波沿x轴正方向传播,质点P的坐标为,质点Q的坐标为,质点P、Q的振动图像分别如图(a)(b)所示,时刻,质点P、Q间只有一个波峰,下列说法正确的是( )
A.该机械波的波长为12m
B.该机械波的波速是3m/s
C.时,质点P在平衡位置向上振动
D.该机械波在0~5 s时间内传播的距离是5m
【答案】D
【详解】AB.由振动图像可知周期为,由于Q、P两个质点振动方向相反,且质点P、Q间只有一个波峰,则可知两者间距离满足
解得波长为
则波速为
故AB错误;
C.在时质点P的振动与时相同,由质点P的振动图像可看出,质点P在平衡位置向下振动,故C错误;
D.该机械波在0~5 s时间内传播的距离为
故D正确。
故选D。
20.(2025·河北·三模)波源分别位于轴上和处,同时起振产生的两列简谐横波在同一均匀介质中沿轴相向传播,某时刻形成如图所示的波形。下列说法正确的是( )
A.两列简谐横波的频率相同,波长均为
B.波源产生的简谐横波的振幅为,波源产生的简谐横波的振幅为
C.平衡位置在处的质点为振动减弱点
D.平衡位置在处的质点为振动减弱点
【答案】AD
【详解】AB.由图像可知两列简谐横波在轴上的间叠加,波长均为,波源产生的简谐横波的振幅为,波源产生的简谐横波的振幅为,在同一介质中波速相同,由于两列简谐横波的波长也相同,故两列简谐横波的频率相同,故A正确,B错误;
CD.由图像可知,在平衡位置处和平衡位置处的质点的振动方向向上,可判断两波源的起振方向均向上,平衡位置处的质点的波程差为0,该点为振动加强点,平衡位置处的质点波程差为
该点为振动减弱点,故C错误,D正确。
故选AD。
21.(2025·湖北荆州·三模)在xOy平面内有一列沿x轴传播的简谐横波,波速为4m/s,振幅为A,M、N是平衡位置相距2m的两个质点,如图所示。时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处,已知该波的周期大于1s。下列说法正确的是( )
A.该波的周期为
B.时,N离开平衡位置的位移为
C.从时起,N点的振动方程为
D.从到,M的动能逐渐增大
【答案】C
【详解】A.当机械波向x轴正方向传播,则可知
则波长
周期的可能值为
当波向x轴负方向传播,则可知
则波长
则周期的可能值为
因为周期大于1s,所以波只能向x轴负方向传播且,故A错误;
B.在时,质点N已经振动个周期,离开平衡位置的位移为,故B错误;
C.时,N在波峰,振动周期也是2s,则可知振动方程为,故C正确;
D.从到,质点M的动能先增大再减小,故D错误。
故选C。
22.(2025·江西九江·三模)一简谐横波以速度沿x轴正方向传播,时刻的波形图如图所示,平衡位置在坐标原点的质点O在时刻的位移。则( )
A.时刻,质点O正在向上运动
B.这列波的波长为3m
C.质点O的振动周期为2s
D.时刻,质点O正在向下运动
【答案】B
【详解】A.波沿x轴正方向传播,根据同侧法可知,时刻,质点O正在向下运动,故A错误;
B.令波长为,0时刻,图示中处于波峰的质点平衡位置距离原点的间距为,一个波长对应数学三角函数的,根据数学规律,0时刻的图像函数表达式为
将坐标代入上述函数表达式解得
根据图示有
解得
故B正确;
C.根据
结合上述解得
故C错误;
D.结合上述可知,质点振动周期
由于
时刻,质点O正在向下运动,根据图示,结合质点振动的周期性与对称性可知,时刻,质点O正在向上运动,故D错误。
故选B。
23.(2025·山东威海·三模)一列横波沿轴正方向传播,波源位于坐标原点。时刻波源开始振动,时,波刚好传播到处的点,波形图如图所示。处质点的振动图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】时,波刚好传播到处的点,则波速
波传播到处质点所用时间
波沿轴正方向传播,可判断P点起振时从平衡位置向上振动,则处质点的在4s开始从平衡位置向上振动,故振动图像为A图像。
故选A。
24.(2025·重庆·三模)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沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在t=0.15s时的俯视图,实线圆表示波峰,虚线圆表示波谷,相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。介质中某质点的振动图像如图乙,取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是( )
A.该波的波速为30cm/s
B.图乙可能是质点C的振动图像
C.该波由质点A传到质点B的时间为0.2s
D.质点D在该时刻速度方向垂直纸面向里
【答案】D
【详解】A.由图甲知波长为12cm,由图乙知波的周期为0.20s,故该波的波速为
故A错误;
B.由图乙可知,质点时处于波峰位置,而图甲中质点C位于相邻波谷与波峰之间,故图乙不可能是质点C的振动图像,故B错误;
C.由图甲知波源O到A、B之间的距离差为
则该波由质点A传到质点B的时间为
故C错误;
D.由图甲可知再经过,波谷的振动形式传播到D点,则该时刻质点D的速度方向垂直纸面向里,故D正确。
故选D。
25.(2025·四川宜宾·三模)中医的悬丝诊脉悬的是“丝”,“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动,即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲,假设“丝”上有A、B、C三个质点,坐标分别为、m、m。时刻,病人的脉搏搭上丝线上的质点A,质点A开始振动,其振动图像如图乙所示,产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播,A、B两质点的振动方向始终相反,波长大于0.6m。则该机械波( )
A.波长为0.8m
B.s时,质点C第一次运动到波峰
C.在到s内,质点B通过的路程为7.5mm
D.若医生将丝线的另一端搭在自己的脉搏上,他的脉搏振动频率为1.25Hz,则丝线中两列波相遇时能发生干涉
【答案】AC
【详解】A.A、B两质点运动的方向始终相反,可知A、B两质点间的距离为
解得
由题知,波长大于0.6m,即
解得
故此时
则波长为
故A正确;
B.由图乙可知,周期为,质点A开始振动的方向为沿轴负方向,则所有质点的起振方向都是沿轴负方向,故质点C第一次运动到波峰的时间为
又
联立解得
故B错误;
C.由乙图可振幅为
波从A点传到B点的时间为
即质点B从时开始振动,在t = 0到t = 4.25s内,质点B振动的时间为
故质点B通过的路程为
故C正确;
D.由图乙可知,该波的周期为,则频率为
若医生将丝线的另一端搭在自己的脉搏上,他的脉搏振动频率为1.25Hz,与该波的频率不相等,故则丝线中两列波相遇时不能发生干涉,故D错误。
故选AC。
26.(2025·浙江金华·三模)两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5m/s,在t=0时两列波的波峰正好在x=2.5m处重合,如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、b能在x轴上形成稳定干涉图像
B.x=(2.5±20k)m,k=0,1,2,3,……处波峰都重合
C.x轴上不存在波谷与波谷重合处
D.t=0时,b波引起x=-0.5m处质点的振动方程为
【答案】BC
【详解】A.形成稳定干涉图象的条件是两列波的频率相等,由,如图可知,a波的波长为,则频率为,b波的波长为,则频率为,故不能形成稳定干涉图象,A错误;
B.设从开始,再经过,两列波的波峰再次重合,则有,,,
可知当和时,
故当,处波峰都重合,B正确;
C.设从之后的处,有波谷与波谷重合,则有
,,,
得
因为和在整数范围内无解,故不存在波谷与波谷重合处,C正确;
D.设b波在x=-0.5m处质点的振动方程为
如图可知,
由前面分析可知,
经过,该质点运动到处,则
则振动方程为,D错误。
故选BC。
27.(2025·贵州毕节·三模)一列简谐横波在时的波形如图甲所示,处质点的振动图像如图乙所示,则波速可能是( )
A. B. C.1m/s D.
【答案】AC
【详解】根据图乙,在 时处的质点在平衡位置向上运动;
若波向右传播,根据图甲得,
根据图乙,周期为 ,又因为
解得
若波向左传播,根据图甲得:
解得
故选AC。
28.(2025·四川攀枝花·三模)如图所示,振幅分别为3cm、4cm的甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,t=0时在x=2cm处的P点相遇。已知两列波的波速均为2cm/s,则位于x=3cm处的Q点在0~5s内的通过的路程为( )
A.13cm B.30cm C.40cm D.70cm
【答案】A
【详解】波的周期
t=0时刻Q点在乙波的波谷;甲波传到Q点的时间
此时Q点到达平衡位置,即在0~0.5s时间内Q点的路程s1=4cm;甲波传到Q点时振动减弱,则振幅为A=4cm-3cm=1cm
则在0.5~5s时间内即内的路程为
则位于x=3cm处的Q点在0~5s内的通过的路程为
故选A。
29.(2025·河北秦皇岛·三模)B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,反射波信号由计算机处理形成B超图像。如图所示为t=0时探头沿x轴正方向在血管内发射的简谐超声波图像,M、N是这列超声波上两个质点,已知超声波频率为,则下列说法正确的是( )
A.该超声波的周期为
B.超声波在血管中传播速度为2400m/s
C.质点N此时振动方向沿y轴正方向
D.经一个周期,质点N到达M所在位置
【答案】C
【详解】AB.该超声波的周期为
由题图可知波长为
则超声波在血管中传播速度为
故AB错误;
C.波沿x轴正方向传播,根据波形平移法可知,质点N此时振动方向沿y轴正方向,故C正确;
D.质点N只在其平衡位置上下振动,不会随波的传播方向迁移,故D错误。
故选C。
30.(2025·河北张家口·三模)一简谐横波在时刻的波形图如图所示,质点的横坐标分别为、,质点的位移随时间变化的关系为,则下列说法正确的是( )
A.该简谐波的波长为15m
B.该简谐波沿轴正方向传播
C.该简谐波的波速是10m/s
D.质点的振动方程为
【答案】CD
【详解】A.由谐横波在时刻的波形图可知,该简谐波的波长为20m,故A错误;
B.由质点位移随时间变化的关系式
可得
故得简谐波的周期
当时,
即时刻,Q点向上振动,根据“上下坡法”可得,该波沿x轴负方向传播,故B错误;
C.简谐波的波速,故C正确;
D.设波向左传播时,P点相位比Q点相位落后
P点比Q点滞后振动的时间
由
联立易得
故质点P的振动方程可表达为,故D正确;
故选CD。
31.(2025·河北石家庄·三模)在海洋气象观测中,一列沿x轴传播的海浪(可视为简谐波)被监测站记录,t=0时刻的波形图如图甲所示,浮标P和Q分别位于和处。浮标P的振动图像如图乙所示。求:
(1)海浪沿x轴传播的速度大小;
(2)从t=0开始,浮标Q到达波峰的时间。
【答案】(1)12m/s
(2)
【详解】(1)由图乙可知,浮标P的振动周期T=1s
由图甲可知,波长λ=12m
根据波速、波长、周期的关系
代入数据解得v=12m/s
(2)由图甲、乙可判断海浪沿x轴正向传播,传播距离Δx=(12n+2)m(n=0,1,2…)
浮标Q到达波峰的时间
解得
32.(2025·重庆·三模)波源在坐标原点O点的一列简谐横波从开始沿x轴正方向传播,时刚好传播到N点,其波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.质点Q刚开始振动时,其运动方向沿y轴正方向
B.0∼2s时间内,质点P运动的路程为36cm
C.时刻,质点Q加速度最大
D.时刻,质点M回到平衡位置且沿y轴负方向运动
【答案】ACD
【详解】A.因时刚好起振的N点沿y轴正方向运动,故Q点刚开始振动时,其运动方向也沿y轴正方向,A正确;
B.由波形图知,
周期
0~2s时间内P点起振了为,故P运动的路程为,B错误;
C.时刻,Q点起振了1s,为,故Q运动到-6cm处,此时点Q加速度最大,C正确;
D.时刻,M点从时的位置又运动了为,刚好回到平衡位置且沿y轴负方向运动,D正确。
故选ACD。
33.(2025·山西晋中·三模)处于坐标原点的波源从时刻开始振动,s时在轴上形成的波如图所示,此时质点刚开始振动,质点的横坐标分别为2m、4m、7m。以下说法正确的是( )
A.波源开始振动的方向向下
B.两质点速度大小始终相等
C.s时两质点速度相同
D.s时,质点相对平衡位置的位移为cm
【答案】AC
【详解】A.题意可知波向右传播,同侧法可知D点向下振动,故源开始振动的方向向下,故A正确;
B.图可知AC两质点间距小于一个波长,故两质点速度大小不是始终相等,故B错误;
C.题图可知波速
可知t=0.22s时,波向右传播了
波形如下
对称性可知,此时CD质点处图像斜率相同,故s时两质点速度相同,故C正确;
D.以上分析可知0时刻,波源向下振动,故波源振动方程
且质点B比波源晚振动,故质点B的振动方程
把t=0.14s时,代入上式,可得此时B质点的位移,故D错误。
故选AC。
34.(2025·甘肃白银·三模)图甲为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,该时刻波恰好传播至点,质点、、、的坐标如图甲所示。图乙为质点、、、中某一质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该波的传播速度为 B.波源的起振方向沿轴正方向
C.图乙是质点的振动图像 D.波传播到点时,质点已经振动了
【答案】AC
【详解】A.由波动图像和振动图像可知,波长,周期,可得波速
A项正确;
B.由质点的振动方向与波的传播方向之间的关系可知,波传到Q点时该质点振动方向沿y轴负向,可知波源的起振方向沿轴负方向,B项错误;
C.由题图乙知时质点在正向最大位移处,即为质点,图乙是质点的振动图像,C项正确;
D.质点、平衡位置间的距离为,故波刚传播到点时,质点已经振动了,D项错误。
故选AC。
35.(2025·重庆·三模)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示,在 时的波形如图中虚线所示。 则下列说法正确的是( )
A.在时,平衡位置在 x =1m处的 M 质点向上振动
B.这列波的波长为 2m
C.这列波的周期可能为 0.8s
D.这列波的传播速度可能为 2.5m/s
【答案】D
【详解】A.根据波形图结合“同侧法”可知,在时,平衡位置在 x =1m处的 M 质点向下振动,选项A错误;
B.由图可知,这列波的波长为4m,选项B错误;
C.由图可知
解得
可知这列波的周期不可能为 0.8s,选项C错误;
D.若n=0,则T=1.6s,则此时这列波的传播速度为
选项D正确。
故选D。
36.(2025·宁夏石嘴山·三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,时刻的波形如图所示,P、Q两质点的位移分别为,,已知波的周期,下列说法正确的是( )
A.时,质点P沿y轴正方向振动
B.质点P的平衡位置在处
C.时,P点位移为
D.时,P、Q两质点的速度相同
【答案】D
【详解】A.简谐横波沿x轴正方向传播,由“同侧法”可知,时,质点P沿y轴负方向振动,选项A错误;
B.对质点P因
即
解得
质点P的平衡位置在处,选项B错误;
C.时,质点P沿y轴负方向振动,可知质点P的振动方程为
可知时,P点位移为
选项C错误;
D.质点Q的振动方程为
把t=2s代入,解得
且知道此时质点P和Q的运动方向均为沿y轴负方向运动,根据对称性可知,此时P、Q两质点的速度大小相等,故D正确。
故选D。
37.(2025·河南·三模)一列简谐横波沿轴传播,时刻的波形如图所示。已知从计时开始,处的质点第1次到达波峰的时刻比处的质点第1次回到平衡位置的时刻滞后了。关于该简谐波,下列说法正确的是( )
A.该波沿轴正方向传播
B.波速
C.时,处的质点沿轴负方向运动
D.处质点的振动方程为
【答案】BC
【详解】A.处处对于x=6m处对称,根据简谐波传播规律,t=0时刻,两点位移相同,又处的质点第1次到达波峰的时刻比处的质点第1次回到平衡位置的时刻滞后了,故该波沿x轴的负方向传播,故A错误;
B.若设该波的振动周期为T,则根据波的传播规律,
则x=5m处回到平衡位置的比x=7m处晚
故
代入数据可得
故
故B正确;
C.据前分析可得,则t=8s时,x=3m处的质点回到t=0时刻位置,运动方向沿y轴负方向,又经,质点运动到x轴下方继续沿y轴负方向运动,故C正确;
D.根据波形图可写出t=0时刻,波形图的函数关系式为
即当x=1m时,
代入振动公式
由
得
当,,且质点沿y轴正方向运动
故
故处质点的振动方程为
故选BC
38.(2025·河南新乡·三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T=0.2s,t=0时的波形图如图所示。下列说法正确的是( )
A.该波的波长为0.64m
B.该波的波速为2.4m/s
C.t=0.1s时,平衡位置在x=0处质点沿y轴正方向运动
D.t=0.48s时,平衡位置在x=0.16m处质点的加速度沿y轴负方向
【答案】BD
【详解】AB.由图可知,平衡位置在x=0处质点位于
则
解得波长为0.48m,又周期为0.2s,则波速
A错误,B正确;
C.t=0.1s时,即半个周期之后,平衡位置在x=0处质点沿y轴负方向运动,C错误;
D.t=0.48s=2×0.2s+0.08s,分析可知,x=0.16m处的质点在平衡位置上方沿y轴正方向运动,故加速度沿y轴负方向,D正确。
故选BD。
39.(2025·陕西宝鸡·三模)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。已知波的周期,下列说法正确的是( )
A.这列波10s内传播的距离可能为15m
B.这列波的波速可能为2.5m/s
C.处的质点在s时可能沿y轴向正方向运动
D.处的质点在s时的位移大小可能为10cm
【答案】BC
【详解】AB.如果波沿+x方向传播,有(n+)T1=2s
已知波的周期1s<T<2s,n=1,解得 T1=s
波速为:
10s内传播的距离为 x1=v1t=3.5×10m=35m
如果波沿-x方向传播,有(n+)T2=2s
已知波的周期1s<T<2s,n=1,解得:T2=s
波速为:
10s内传播的距离为 x2=v2t=2.5×10m=25m
故A错误、B正确;
C.如果波沿-x方向传播,x=2m处的质点在t=2s时向上振动,在s时,即从此时刻再向前推1.8s=1T2,可知在s时x=2m处的质点沿y轴向正方向运动,故C正确;
D.x=2m处的质点的位移大小为10cm=时,此时角的正弦值为0.5;如果波沿+x方向传播,在s时,即从此时刻再向前推:2s-s=1T1,位移大小不可能为10cm;
如果波沿-x方向传播,在s时,即从此时刻再向前推:2s-s=1T2,位移大小不可能为10cm,故D错误。
故选BC。
40.(2025·贵州黔南·三模)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是时刻的波形图,质点P的纵坐标为,质点Q的平衡位置在处,图乙是质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播 B.波的传播速度为
C.质点Q在内通过的路程为10m D.质点P的振动方程为
【答案】BD
【详解】A.如图乙可知,质点Q在时刻向下振动,如图甲根据同侧法,波沿x轴负方向传播,A错误;
B.由图甲可知波长,如图乙可知,周期,波的传播速度,B正确;
C.已知周期,所以
由图甲可知,一个周期内,质点走的路程,故Q点在5s内通过的路程
C错误;
D.设质点P的振动方程为
其中圆频率为,振幅
由0时刻质点P的纵坐标为
解得初相位为
故质点P的振动方程为
D正确。
故选BD。
/
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专题08 机械振动机械波
机械振动
1.(2025·辽宁·三模)飞力士棒通过利用持殊构造和弹性,产生一定的振动频率,从而这些振动会深入到身体内的核心肌肉,从而达到强化锻炼的作用。如图所示。飞力士棒的固有频率为3.5Hz,则( )
A.若该棒做自由振动,则频率为3.5Hz
B.使用时手振动的频率增大,飞力士棒振动的幅度也随之增大
C.手每分钟震动210次,飞力士棒产生共振
D.PVC软杆长度不变,负重头质量减小时,飞力士棒的固有频率保持不变
2.(2025·广东广州·三模)某同学在玩“打水漂”时,向平静的湖面抛出石子,恰好向下砸中一个安全警戒浮漂,浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动,在水面形成一列简谐波,距离浮漂S处的水蕊上有一片小树叶,则( )
A.小树叶将远离浮漂运动
B.小树叶将先向下运动
C.浮漂的振幅越大,波传到S处时间越短
D.浮漂的振幅越大,小树叶振动频率越大
3.(2025·山西吕梁·三模)某同学用如图所示的装置描绘单摆做简谐运动的振动图像。第一次实验时在纸带上恰好有两个完整的振动图像,第二次实验时改变摆长,用2倍的速度拉相同的纸带,纸带上也恰好有两个完整的振动图像,则第一次实验和第二次实验中单摆的摆长之比为( )
A.4∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.1∶4
4.(2025·江西萍乡·三模)钓鱼在中国有着悠久的历史,深受广大群众喜爱。刚扔入水中的鱼漂短时内可看做在竖直方向做简谐振动,取竖直向上为正方向,其振动图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.该简谐运动的周期为
B.该简谐运动的振幅为
C.时,鱼漂的速度方向竖直向上
D.时,鱼漂的加速度方向竖直向下
5.(2025·重庆·三模)航天员用同一装置对同一单摆分别在地球和月球上做受迫振动实验,得到如图所示的共振曲线。将月球视为密度均匀、半径为r的球体,引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,不考虑星球自转的影响。下列说法正确的是( )
A.该单摆在地球上的共振频率为f1 B.所用单摆的摆长为
C.月球表面的重力加速度为 D.月球的密度为
6.(2025·山西临汾·三模)如图甲所示,质量的箱子P放在水平地面上,两根相同的轻质弹簧连着质量的小球Q,两弹簧另一端与箱子P连接,弹簧均处于竖直状态。取竖直向上为正方向,小球在竖直方向振动过程中相对平衡位置的位移y随时间t的变化如图乙所示,箱子P始终保持静止。已知两弹簧的劲度系数,重力加速度,则( )
A.时,小球的加速度为零
B.时.小球的速度为零
C.时,箱子P对地面的压力大小为64N
D.时.箱子P对地面的压力大小为56N
7.(2025·四川乐山·三模)如图1所示,一单摆悬挂在O点,在O点正下方P点有一个钉子,将小球(可视为质点)拉到A点后静止释放,小球在竖直平面内做简谐运动,摆球的振动图像如图2所示。已知摆球摆角始终不超过5°,重力加速度g取10m/s²,不计一切阻力和能量损失,下列说法中正确的是( )
A.该单摆的周期为0.4πs
B.OP间的距离为1.6m
C.t=0.2πs时小球动能最大
D.图中x₁与x₂的比值为2∶1
8.(2025·河北邢台·三模)内壁光滑的汽缸固定在水平面上,用质量为m的活塞密封一段长度为L的理想气体,活塞的横截面积为S,给活塞一个向左的初速度,活塞向左移动速度恰好为零。已知大气体压强为,汽缸导热性能良好,环境温度保持不变。
(1)求该过程气体放出的热量Q;
(2)证明活塞的运动是简谐运动。
9.(2025·湖南长沙·三模)如图1所示,在光滑的水平面上有两弹簧振子甲、乙,甲、乙使用的弹簧劲度系数相同,两弹簧振子的速度随时间的变化图像如图2所示。已知弹簧振子的周期公式为,其中m为振子的质量,k为弹簧的劲度系数,弹簧的弹性势能,x为弹簧形变量,下列说法不正确的是( )
A.甲、乙的周期之比为4:3 B.甲、乙的振子质量之比为16:9
C.甲、乙的机械能之比为32:9 D.甲、乙的弹簧最大形变量之比为16:3
10.(2025·陕西·三模)如图所示,在倾角为的固定光滑斜面上,有两个用轻质弹簧相连的物块和B,它们的质量均为,弹簧的劲度系数为为一固定的挡板,现将一个质量也为的物体从距为的位置由静止释放,和相碰后立即粘在一起,之后在斜面上做简谐运动。在简谐运动过程中,物体B对的最小弹力为,则下列说法正确的是( )
A.和粘合后瞬时速度大小为
B.和粘合后下滑过程中速度先增大后减小
C.和整体简谐运动的振幅为
D.B对的最大弹力为
11.(2025·云南·三模)如图甲所示,轻质弹簧下端固定一盏带灯罩的灯,灯泡大小可忽略,灯罩为圆锥形,点光源在地面上的投影点为点,点光源静止时位于点,离地高度为。现使点光源在竖直方向做简谐运动,振动图像如图乙所示。光源向左照射的最远点记为点,当点光源距离地面最近时在点,距离地面最远时在点,图甲中,,则下列说法正确的是( )
A.在点时点光源的动能和在点时点光源的动能相等
B.点光源的振动方程为
C.过点后经过0.5s,点光源通过的路程一定为0.3m
D.点光源在地面照亮区域面积最大值与最小值之比为
12.(2025·安徽·三模)如图甲所示,在某介质中有相距为14m的A、B两点,t=0时A、B两质点在外力作用下同时开始振动,其振动图像如图乙,外力作用时间均为4s,形成简谐横波在A、B连线上传播,波速为2m/s,已知C、D均在A、B连线上,C为A、B的中点,D点到B点的距离为6m,则下列关于A、B、C、D的振动说法正确的是( )
A.该简谐波的频率为0.25Hz
B.A、B两点处的振动时间均为4s
C.在相同时间内C、D两点振动过程中通过的路程一定相等
D.C、D两点的振动时间不相等
13.(2025·辽宁·三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,波长为120cm,振幅为8cm,介质中有a和b两个质点,其平衡位置分别位于和处。某时刻质点b偏离平衡位置的位移y=4cm,且沿y轴负方向运动,从该时刻开始计时,质点a的振动图像为( )
A. B.
C. D.
机械波
14.(2025·湖北·三模)一列简谐横波沿x轴传播,波速为2m/s,振幅为10cm。图甲为该横波传播一个周期时的波形图,从此时开始计时,P点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.该横波波源的平衡位置在x=0处
B.0.75s时刻P点速度达到最大
C.从波源开始振动到P点开始振动,波源处质点通过的路程为35cm
D.从图甲时刻开始,波向前传播5m的时间内,P点通过的路程为50cm
15.(2025·湖北孝感·三模)一列简谐横波沿x轴传播,波源位于原点O且从t=0时刻开始振动。在t=0.35 s时波刚好传播到质点Q所在的x=14 m处,波形如图所示。质点P的平衡位置位于x=8 m处。下列说法正确的是( )
A.质点P开始振动后在1 s内沿x轴正方向传播40 m
B.质点Q的振动方程为y=2sin cm
C.t=0.5 s时,质点P位于平衡位置且沿y轴正方向运动
D.质点P开始振动后任意1 s内的平均速率都是4 m/s
16.(2025·重庆·三模)某波源发出的简谐横波在均匀介质中沿传播路径上先后经过、两质点,其振动位移—时间图像如题图所示(实线表示,虚线表示)已知、两质点的平衡位置相距。
(1)以为单位,用正弦函数写出质点的振动方程(初相位在范围内);
(2)求该简谐波的传播速度大小。
17.(2025·重庆·三模)两个波源先后开始做简谐运动,二者形成的简谐横波沿轴相向传播,如图为某时刻的波形图,已知两列波在轴上传播的速度大小相等,此时点、点分别为两列波的最前端。则下列说法正确的是( )
A.两列波的振幅均为
B.两列波叠加后会发生干涉现象
C.再经过半个周期、处质点沿轴负方向移动
D.两列波充分叠加后,点处质点振幅为0
18.(2025·福建三明·三模)介质中坐标原点O处的波源在时刻开始振动,产生的简谐横波沿x轴正方向传播,时刻传到L处,波形如图。下列描述处质点的振动图像是( )
A. B.
C. D.
19.(2025·河北邢台·三模)波源处于坐标原点的一机械波沿x轴正方向传播,质点P的坐标为,质点Q的坐标为,质点P、Q的振动图像分别如图(a)(b)所示,时刻,质点P、Q间只有一个波峰,下列说法正确的是( )
A.该机械波的波长为12m
B.该机械波的波速是3m/s
C.时,质点P在平衡位置向上振动
D.该机械波在0~5 s时间内传播的距离是5m
20.(2025·河北·三模)波源分别位于轴上和处,同时起振产生的两列简谐横波在同一均匀介质中沿轴相向传播,某时刻形成如图所示的波形。下列说法正确的是( )
A.两列简谐横波的频率相同,波长均为
B.波源产生的简谐横波的振幅为,波源产生的简谐横波的振幅为
C.平衡位置在处的质点为振动减弱点
D.平衡位置在处的质点为振动减弱点
21.(2025·湖北荆州·三模)在xOy平面内有一列沿x轴传播的简谐横波,波速为4m/s,振幅为A,M、N是平衡位置相距2m的两个质点,如图所示。时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处,已知该波的周期大于1s。下列说法正确的是( )
A.该波的周期为
B.时,N离开平衡位置的位移为
C.从时起,N点的振动方程为
D.从到,M的动能逐渐增大
22.(2025·江西九江·三模)一简谐横波以速度沿x轴正方向传播,时刻的波形图如图所示,平衡位置在坐标原点的质点O在时刻的位移。则( )
A.时刻,质点O正在向上运动
B.这列波的波长为3m
C.质点O的振动周期为2s
D.时刻,质点O正在向下运动
23.(2025·山东威海·三模)一列横波沿轴正方向传播,波源位于坐标原点。时刻波源开始振动,时,波刚好传播到处的点,波形图如图所示。处质点的振动图像为( )
A. B.
C. D.
24.(2025·重庆·三模)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沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在t=0.15s时的俯视图,实线圆表示波峰,虚线圆表示波谷,相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。介质中某质点的振动图像如图乙,取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是( )
A.该波的波速为30cm/s
B.图乙可能是质点C的振动图像
C.该波由质点A传到质点B的时间为0.2s
D.质点D在该时刻速度方向垂直纸面向里
25.(2025·四川宜宾·三模)中医的悬丝诊脉悬的是“丝”,“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动,即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲,假设“丝”上有A、B、C三个质点,坐标分别为、m、m。时刻,病人的脉搏搭上丝线上的质点A,质点A开始振动,其振动图像如图乙所示,产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播,A、B两质点的振动方向始终相反,波长大于0.6m。则该机械波( )
A.波长为0.8m
B.s时,质点C第一次运动到波峰
C.在到s内,质点B通过的路程为7.5mm
D.若医生将丝线的另一端搭在自己的脉搏上,他的脉搏振动频率为1.25Hz,则丝线中两列波相遇时能发生干涉
26.(2025·浙江金华·三模)两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5m/s,在t=0时两列波的波峰正好在x=2.5m处重合,如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、b能在x轴上形成稳定干涉图像
B.x=(2.5±20k)m,k=0,1,2,3,……处波峰都重合
C.x轴上不存在波谷与波谷重合处
D.t=0时,b波引起x=-0.5m处质点的振动方程为
27.(2025·贵州毕节·三模)一列简谐横波在时的波形如图甲所示,处质点的振动图像如图乙所示,则波速可能是( )
A. B. C.1m/s D.
28.(2025·四川攀枝花·三模)如图所示,振幅分别为3cm、4cm的甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,t=0时在x=2cm处的P点相遇。已知两列波的波速均为2cm/s,则位于x=3cm处的Q点在0~5s内的通过的路程为( )
A.13cm B.30cm C.40cm D.70cm
29.(2025·河北秦皇岛·三模)B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,反射波信号由计算机处理形成B超图像。如图所示为t=0时探头沿x轴正方向在血管内发射的简谐超声波图像,M、N是这列超声波上两个质点,已知超声波频率为,则下列说法正确的是( )
A.该超声波的周期为
B.超声波在血管中传播速度为2400m/s
C.质点N此时振动方向沿y轴正方向
D.经一个周期,质点N到达M所在位置
30.(2025·河北张家口·三模)一简谐横波在时刻的波形图如图所示,质点的横坐标分别为、,质点的位移随时间变化的关系为,则下列说法正确的是( )
A.该简谐波的波长为15m
B.该简谐波沿轴正方向传播
C.该简谐波的波速是10m/s
D.质点的振动方程为
31.(2025·河北石家庄·三模)在海洋气象观测中,一列沿x轴传播的海浪(可视为简谐波)被监测站记录,t=0时刻的波形图如图甲所示,浮标P和Q分别位于和处。浮标P的振动图像如图乙所示。求:
(1)海浪沿x轴传播的速度大小;
(2)从t=0开始,浮标Q到达波峰的时间。
32.(2025·重庆·三模)波源在坐标原点O点的一列简谐横波从开始沿x轴正方向传播,时刚好传播到N点,其波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.质点Q刚开始振动时,其运动方向沿y轴正方向
B.0∼2s时间内,质点P运动的路程为36cm
C.时刻,质点Q加速度最大
D.时刻,质点M回到平衡位置且沿y轴负方向运动
33.(2025·山西晋中·三模)处于坐标原点的波源从时刻开始振动,s时在轴上形成的波如图所示,此时质点刚开始振动,质点的横坐标分别为2m、4m、7m。以下说法正确的是( )
A.波源开始振动的方向向下
B.两质点速度大小始终相等
C.s时两质点速度相同
D.s时,质点相对平衡位置的位移为cm
34.(2025·甘肃白银·三模)图甲为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,该时刻波恰好传播至点,质点、、、的坐标如图甲所示。图乙为质点、、、中某一质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该波的传播速度为 B.波源的起振方向沿轴正方向
C.图乙是质点的振动图像 D.波传播到点时,质点已经振动了
35.(2025·重庆·三模)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示,在 时的波形如图中虚线所示。 则下列说法正确的是( )
A.在时,平衡位置在 x =1m处的 M 质点向上振动
B.这列波的波长为 2m
C.这列波的周期可能为 0.8s
D.这列波的传播速度可能为 2.5m/s
36.(2025·宁夏石嘴山·三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,时刻的波形如图所示,P、Q两质点的位移分别为,,已知波的周期,下列说法正确的是( )
A.时,质点P沿y轴正方向振动
B.质点P的平衡位置在处
C.时,P点位移为
D.时,P、Q两质点的速度相同
37.(2025·河南·三模)一列简谐横波沿轴传播,时刻的波形如图所示。已知从计时开始,处的质点第1次到达波峰的时刻比处的质点第1次回到平衡位置的时刻滞后了。关于该简谐波,下列说法正确的是( )
A.该波沿轴正方向传播
B.波速
C.时,处的质点沿轴负方向运动
D.处质点的振动方程为
38.(2025·河南新乡·三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T=0.2s,t=0时的波形图如图所示。下列说法正确的是( )
A.该波的波长为0.64m
B.该波的波速为2.4m/s
C.t=0.1s时,平衡位置在x=0处质点沿y轴正方向运动
D.t=0.48s时,平衡位置在x=0.16m处质点的加速度沿y轴负方向
39.(2025·陕西宝鸡·三模)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。已知波的周期,下列说法正确的是( )
A.这列波10s内传播的距离可能为15m
B.这列波的波速可能为2.5m/s
C.处的质点在s时可能沿y轴向正方向运动
D.处的质点在s时的位移大小可能为10cm
40.(2025·贵州黔南·三模)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是时刻的波形图,质点P的纵坐标为,质点Q的平衡位置在处,图乙是质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播 B.波的传播速度为
C.质点Q在内通过的路程为10m D.质点P的振动方程为
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