课后限时练4 机械振动和机械波（学生用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与讲义

课后限时练4 1．B　[由题图可知简谐波的波长为λ＝2 m，所以周期为T＝＝2 s，当t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点运动半个周期到达波峰处，故相对平衡位置的位移为0.1 m。故选B。] 2．C　[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＝＝5 s，所以光点振动的圆频率ω＝＝0.4π 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。] 3．D　[根据波形可知λ＝4 m，T＝2.5 s－1.5 s，可得T＝2 s，故波速为v＝＝2 m/s，故A错误；设波源的平衡位置距离P点距离为x0，根据左侧t＝1.5 s时的波形可知＝1.5 s，解得x0＝1 m，故B错误；根据左侧实线波形结合同侧法可知波源刚开始的振动方向向下，由于t＝1.0 s＝T，故可知此时波源处于平衡位置且向上运动，故C错误；由于x0＝1 m，可知波源的平衡位置距离Q点距离为x1＝3 m，故波传到P、Q两点的时间分别为t0＝＝0.5 s， t1＝＝1.5 s，故t＝5.5 s时，平衡位置在P、Q处的两质点已经振动的时间分别为t0'＝5.5 s－0.5 s＝T，t1'＝5.5 s－1.5 s＝2T，由于波源刚开始向下振动，故t＝5.5 s时，P处质点处于平衡位置向上振动，Q处质点处于平衡位置向下振动，故此时平衡位置在P、Q处的两质点位移相同，D正确。故选D。] 4．BD　[由题图甲可知波源P的振动周期T＝2 s，波源P在t＝0时沿y轴正方向振动，由题图乙可知1 s内波源Q的振动形式传播了半个波长，所以波源Q的振动周期也为2 s，波长为8 m，根据波速与波长的关系，解得两波源形成的波速为v＝ m/s＝4 m/s，故A错误；t＝1 s时，波源Q产生的波传到x＝6 m的位置，此时x＝6 m的质点沿y轴负方向振动，则波源Q在t＝0时的起振方向沿y轴负方向，故B正确，C错误；波源P、Q振动方向相反，则P、Q之间的振动加强点到两波源的距离之差为半波长的奇数倍，有x－(10－x)＝±(2n＋1)(n＝0，1，2，…)，解得x＝3 m或x＝7 m，故P、Q之间有两个振动加强点，故D正确。故选BD。] 5．BC　[若波向左传播，由题意知该简谐波的周期大于0.3 s，则有T＝0.3 s，可得周期为T＝1.2 s，由于Δt＝0.6 s＝T，由波形图可知，x＝1.5 m处的质点在t＝0.6 s时，质点处于由波谷向平衡位置振动的过程，振动方向沿y轴正方向，故A错误，B正确；若波向右传播，由题意知该简谐波的周期大于0.3 s，则有T＝0.3 s，可得周期为T＝0.4 s，由题图可知波长为λ＝4 m，则波速为v＝ m/s＝10 m/s，由于Δt＝0.7 s＝T，由波形图可知，x＝4 m处的质点在t＝0.7 s时位于波峰，故C正确，D错误。故选BC。] 6．B　[t＝0时，P、Q的位置如题图，以P点为参考，且P处于平衡位置，设其初相位为0，Q点位移是5 cm，而振幅为10 cm，则y＝10sin θ，代入得 5＝10sin θ，θ＝，即Q点的初相位为θ＝，二者相位差在t＝0时为，则O、P间的距离为λ＝λ＝3 cm，质点P的平衡位置坐标为x＝3 cm，A错误；Q点平衡位置坐标为x＝λ＝λ＝9 cm，则波传播的速度为v＝＝0.2 m/s， B正确；由波动周期T＝＝1.8 s，可知，0.45 s为四分之一周期，质点Q不在特殊位置，在此四分之一周期内运动的路程不等于10 cm，C错误；由同侧法知，t＝0时质点P向下振动，振动方程为y＝－10sin cm＝－10sin cm，D错误。故选B。] 1/2 学科网（北京）股份有限公司 $ 课后限时练4　机械振动和机械波 说明：单选题每小题4分，多选题每小题6分，本试卷总分28分 1．(2024·广东卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1 m/s，t＝0时的波形如图所示。t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点相对平衡位置的位移为(　　) A．0 B．0.1 m C．－0.1 m D．0.2 m 2．(2024·河北卷)如图，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0.1 m，电动机转速为12 r/min。该振动的圆频率和光点在12.5 s 内通过的路程分别为(　　) A．0.2 rad/s，1.0 m B．0.2 rad/s，1.25 m C．1.26 rad/s，1.0 m D．1.26 rad/s，1.25 m 3．(2025·云南卷)如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。t＝0时刻，波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。t＝1.5 s和t＝2.5 s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则(　　) A．波速为2.5 m/s B．波源的平衡位置距离P点1.5 m C．t＝1.0 s时，波源处于平衡位置且向下运动 D．t＝5.5 s时，平衡位置在P、Q处的两质点位移相同 4．(多选)(2025·河南开封模拟)P、Q为x轴上相距为10 m的两个波源，P点在坐标原点，在t＝0时两波源以相同波速同时开始振动，如图甲所示为波源P的振动图像，图乙为波源Q在t＝1 s时形成的波形图。下列说法正确的是(　　) A．两波源形成的波速为2 m/s B．波源Q在t＝0时的起振方向沿y轴负方向振动 C．波源Q在t＝0时的起振方向沿y轴正方向振动 D．P、Q之间有两个振动加强点 5．(多选)(2025·福建泉州模拟)如图所示，一列简谐横波沿水平方向传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和t＝0.3 s时的波形图，已知该简谐波的周期大于0.3 s。关于该简谐波，下列说法正确的是(　　) A．若波向左传播，周期为0.4 s B．若波向左传播，x＝1.5 m处的质点在t＝0.6 s 时，振动方向沿y轴正方向 C．若波向右传播，波速为10 m/s D．若波向右传播，x＝4 m处的质点在t＝0.7 s时位于波谷 6．(2025·江西上饶模拟)如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，在t＝0时刻的波形如图所示，P、Q是波传播路径上的两个质点，此时质点P在平衡位置，质点Q的位移为5 cm，质点P比质点Q振动超前0.3 s，则下列判断正确的是(　　) A．质点P的平衡位置坐标为x＝4.5 cm B．波的传播速度为0.2 m/s C．质点Q在0.45 s内运动的路程为10 cm D．质点P的振动方程为y＝10sin cm 3/3 学科网（北京）股份有限公司 $