专题16 机械振动 机械波 题组2-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

专题16　题组二 1.解析　根据题图可知甲波的波长λ甲＝4 m 根据λ甲＝vT甲 可得T甲＝4 s A错误； 设t＝0时刻乙波的波形图表达式y＝Asin ，结合题图有sin ＝，sin＝，且4 m＜λ乙＜8 m，联立解得乙波的波长为λ乙＝6 m， B正确； t＝6 s时即经过T甲＋，结合同侧法可知M向y轴负方向运动，C错误； 同理根据λ乙＝vT乙 可得T乙＝6 s 根据同侧法可知t＝0时N向y轴负方向运动，t＝6 s时即经过时间T乙，N仍向y轴负方向运动，D正确。 答案　BD 2.解析　由于电动机的转速为12 r/min，则光点1 min振动12个周期，故光点振动的周期T＝ min＝ s＝5 s，所以光点振动的圆频率ω＝＝0.4 π rad/s＝1.26 rad/s，A、B错误；由题意可知光点的振幅A＝0.1 m，又t＝12.5 s＝2.5T，则光点在12.5 s内通过的路程s＝2.5×4A＝10A＝1.0 m，C正确，D错误。 答案　C 3.解析　由于两波的波速均为2 m/s，则t＝0.5 s时，题图所示平衡位置在x＝1 m处和x＝3 m处两质点的振动形式传到P点处，则由波的叠加可知，t＝0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为－2 cm，A错误，B正确；与A、B项分析同理，t＝1 s时，题图所示平衡位置在x＝0处和x＝4 m处两质点的振动形式(均向y轴正方向运动)传到P点处，根据波的叠加可知，t＝1.0 s时，P向y轴正方向运动，C正确，D错误。 答案　BC 4.解析　根据反射信号图像可知，超声波的传播周期T＝2×10－7 s，又波速v＝6300 m/s，则超声波在机翼材料中的波长λ＝vT＝1.26×10－3 m，结合题图(b)和题图(c)可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为Δt＝1.5×10－6 s，故两个反射信号的路程差2d＝vΔt＝9.45×10－3 m＝λ，解得d＝4.725×10－3 m，且两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。 答案　A 5.解析　分析可知A、B两管等长时，声波的振动加强，将A管拉长d＝15 cm后，两声波在O点减弱，根据题意设声波加强时振幅为20，声波减弱时振幅为10，则A1＋A2＝20 A1－A2＝10 可得两声波的振幅之比＝ 故C正确，D错误； 根据振动减弱的条件可得＝2d 解得λ＝60 cm 故A、B错误。 故选C。 答案　C 6.解析　A.由题图(b)的振动图像可知，振动的周期为4 s，故三列波的波速为v＝＝＝1 m/s， A错误； B.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； C.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； D.t＝6 s时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2＝t－tC＝3 s 由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；t＝6 s时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为t3＝t－tAB＝1 s 由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰。根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为 y＝2A－A＝2 cm 故t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是2 cm。D错误。故选C。 答案　C 7.解析　a、b两质点平衡位置的距离Δx＝ cm＝λ＝λ＋，a质点的振动情况和b质点左侧与b质点的平衡位置相差的质点的振动情况相同，由波向x轴正向传播，某时刻b质点的位移为y＝4 cm，且向y轴正方向运动，可推出a、b两质点之间的波形如图所示，此刻a质点向下振动，速度增大，且此刻a质点与b质点位移相同，y＝4 cm，振动图像为A，A正确，B、C、D错误。 答案　A 8.解析　由坐标原点的振动图像可知，周期为T＝12 s，设原点处的质点的振动方程为y＝Asin，则10＝20sin φ，解得φ＝。在t＝7 s时刻y7＝20sin＝－10 cm≈－17.3 cm，因7 s＝T＋T ，则在t＝7 s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，则波形如A所示。 答案　AC 9.解析　甲图中两手开始振动时的方向相同，则甲图中分叉点是振动加强的位置，所以AB错误；乙图中两手开始振动时的方向恰好相反，则乙图中分叉点是振动减弱的位置，则在分叉点的右侧终见不到明显的波形，所以C正确；D错误；故选C。 答案　C 10.解析　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。 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。 答案　P　不变 11.解析　因周期T＝0.8 s，波速为v＝5 m/s，则波长为λ＝vT＝4 m 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； 因S1P＝10 m＝2.5λ，则当S1恰好的平衡位置向上运动时，平衡位置在P点的质点向下振动。 答案　4　加强　向下 12.解析　若波是沿x轴正方向传播的，波形移动了15 cm，由此可求出波速和周期： v1＝m/s＝0.5 m/s T1＝＝s＝0.4 s 若波是沿x轴负方向传播的，波形移动了5 cm，由此可求出波速和周期： v2＝ m/s＝ m/s T2＝＝s＝1.2 s。 答案　0.5　0.4　1.2 13.解析　(1)由题图甲可知，4λ甲＝2.0 m，解得λ甲＝0.5 m，由题图乙可知，2λ乙＝2.0 m，解得λ乙＝1.0 m。 (2)该时刻，甲波在x＝0处偏离平衡位置的位移为1.0 μm，乙波在x＝0处偏离平衡位置的位移也为1.0 μm，因此这两列波叠加后在x＝0处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移为x0＝2 μm。该时刻，甲波在x＝0.375 m＝λ甲处偏离平衡位置的位移为0，乙波在x＝0.375 m＝λ乙处偏离平衡位置的位移为－ μm，因此这两列波叠加后在x＝0.375 m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移为x0.375＝－ μm。 (3)这两列波叠加后的波长λ＝1.0 m，根据波长、波速与周期的关系有λ＝vT，其中v＝340 m/s，代入数据解得T＝ s。 答案　(1)0.5 m　1.0 m　(2)2 μm　－ μm　(3) s 学科网（北京）股份有限公司 $色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.ZxXk.com☐ 您身边的互联网+教辅专家 专题16 题 班级： 机械振动 机械波 组 姓名： 二 学号： 一、选择题 1.(多选)2025山东卷)均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波，振 幅均为2cm,波速均为1m/s.M、N为介质中的质点。t=0时刻的波形图如图所示，M、N的 位移均为1cm。下列说法正确的是() 甲 ↑ylcm 2 0 6 x/m A.甲波的周期为6s B.乙波的波长为6m C.t=6s时，M向y轴正方向运动 D.t=6s时，N向y轴负方向运动 2.(2024河北卷)如图所示，一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动，轻杆一端固定 在电动机的转轴上，另一端悬挂一紫外光笔，转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸 上，沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸，感光纸上就画出了描述光点振动的x-t图像。已知 轻杆在竖直面内长0.1m,电动机转速为12min。该振动的圆频率和光点在12.5s内通过的 路程分别为() 轻杆 紫外光笔 感光纸」 A.0.2rad/s.1.0m B.0.2rad/s.1.25m C.1.26rad/s,1.0m D.1.26rad/s.1.25m 3.(多选)(2024山东卷)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为 2ms。t=0时刻二者在x=2m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在x=2m处的质点 P,下列说法正确的是() 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 个y/cm 甲、 P 0 x/m -2 -4 A.t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为0 B.t=0.5s时.P偏离平衡位置的位移为一2cm C.t=1.0s时，P向y轴正方向运动 D.t=1.0s时，P向y轴负方向运动 4.(2024江西卷)如图()所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验 中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图心)、 (c所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6300ms。关于这两个反射信号在探头处的叠加 效果和缺陷深度d,下列选项正确的是( 机翼表面 缺陷表面反射波 探头 刀缺陷 入射波 机翼表面反 d 射波 图(a)超声波检测原理示意图 0.2 t/us 1.41.5 1.7 t/us 图(b)机翼表面反射信号图（©）缺陷表面反射信号 A.振动减弱；d=4.725mm B.振动加强；d=4.725mm C.振动减弱；d=9.45mm D.振动加强：d=9.45mm 5.(2023浙江卷)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d=15cm,在O处第一次探测到声波强度最小，其强度为100个单 位。己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() 0 A.声波的波长=15cm 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 B.声波的波长入=30cm C.两声波的振幅之比为3：1 D.两声波的振幅之比为2：1 6.(2023·湖南卷)如图(，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同 一直线上，AC=BC=4m,DC=3m,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() ↑y/cm 2 12 3m 4 t/s -1 4m 4m -2- 图(a) 图(b) A.这三列波的波速均为2m/s B.t=2s时，D处的质点开始振动 C.t=4.5s时，D处的质点向y轴负方向运动 D.t=6s时，D处的质点与平衡位置的距离是6cm 7.(2023·湖北卷)一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为100cm,振幅为8cm。介质中有a 和b两个质点，其平衡位置分别位于x=一403cm和x=120cm处。某时刻b质点的位移为y =4cm,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() y/cm ↑y/cm 8 A 0 0 -8--- y/cm y/cm D 8.(多选)2022山东卷)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 像如下图所示，当t=7s时.简谐波的波动图像可能正确的是() y/cm t/s ·独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 y/cm y/cm 20 20 0 x/cm x/cm -20 -20 B y/cm y/cm 20 0 0 x/cm x/cm 20 -20 D 9.(2021·浙江卷)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() 0 分叉点 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 二、非选择题 10.(2022广东卷)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“W“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”)。 11.(2022·全国乙卷)介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源S1和S2,二者做简谐运 动的振幅相等，周期均为0.8s。当S1过平衡位置向上运动时，S2也过平衡位置向上运动。若 波速为5m/s,则由S和S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S1、S2平衡位置的距离均为10m,则两波在P点引起的振动总是相互 (选填“加强”或“削弱”)的；当S1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处 的质点 (选填“向上”或“向下”)运动。 12.(2021·全国卷1)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s后，其波 独家授权侵权必究 多学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.ZxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 形曲线如图中虚线所示。己知该波的周期T大于0.3s,若波是沿x轴正方向传播的，则该波的 速度大小为ms,周期为 s,若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为 y/cm 05、10\15/202530x/cm 13.(2025·广西卷)某乐器发出频率为两倍关系的两个纯音（简指声波），其波形叠加后呈现 种周期性变化。图甲和图乙分别为同一时刻两列简谐声波单独沿x正方向传播的波形图. 图中的坐标原点位于同一质点处，声速为340m/s。 y/um 1.0 0x/m -1.0 图甲 y/um 1.0 0 Ox/m -1.0 图乙 (1)从图中读出这两列波的波长； (2)该时刻这两列波叠加，分别求x=0和x=0.375m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位 移： (3)求这两列波叠加后的周期。 ·独家授权侵权必究·