2020年高考物理试题分类汇编：机械振动机械波(带详细解析)
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波分类汇编及答案解析
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波分类汇编及答案解析一、选择题1．沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，A， B、C三个质点的平衡位置分别为x A=1.5m、x B=2m、x C=3m，t=0.9s时质点A恰好第二次到达波峰，下列说法正确中的是A．波传播的速度为10m/sB．t=0.1s时质点A运动到质点B的位置C．质点C在t=0.9s时沿y轴负方向振动D．质点B的振动表达式为y=5sin（2.5πt）cm2．已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6 m．则两单摆摆长l a与l b分别为( )A．l a＝2.5 m，l b＝0.9 m B．l a＝0.9 m，l b＝2.5 mC．l a＝2.4 m，l b＝4.0 m D．l a＝4.0 m，l b＝2.4 m3．下列关于单摆运动过程中的受力说法，正确的是（）A．单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B．单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C．单摆过平衡位置时，所受的合力为零D．单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力4．下列说法正确的是（）A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短5．下列说法中正确的是（）A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C．在受迫振动中，物体振动的频率一定等于自身的固有频率D．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化，是波源的频率变化的缘故6．图甲所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是A．在t＝0.2s时，弹簧振子运动到O位置B．在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同C．从t＝0到t＝0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D．在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同7．一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置，质点a正向上运动．则下列说法正确的是A．波沿x 轴负方向传播B．该时刻质点b正向上运动C．该时刻质点a、b的速度相同D．质点a、b的振动周期相同8．在平静的水面上激起一列水波，使漂浮在水面上相距6.0m的小树叶a和b发生振动，当树叶a运动到上方最大位移处时，树叶b刚好运动到下方最大位移处，经过1.0s后，树叶a的位移第一次变为零。
高考物理真题模拟题汇编16机械振动和机械波含解析
专题16 机械振动和机械波1．（2020山东卷)一列简谐横波在均匀介质中沿x 轴负方向传播，已知54x λ=处质点的振动方程为2πcos()y A t T =，则34t T =时刻的波形图正确的是A ．B ．C ．D ．【答案】D 【解析】根据题意可知，34t T =时，在51+44λλλ=处的质点处于 32π2π3πcos cos co 4s 02y A t A A T T T ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⋅== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭则此时质点位于平衡位置；下一时刻，该质点向上运动,原理平衡位置，根据题意，横波沿x 轴负方向传播,根据同侧法判断可知，ABC 错误，D 正确.故选D 。
2．（2020年天津卷）一列简谐横波沿x 轴正方向传播,周期为T ,0t =时的波形如图所示。
4Tt =时A ．质点a 速度方向沿y 轴负方向B ．质点b 沿x 轴正方向迁移了1mC ．质点c 的加速度为零D ．质点d 的位移为—5cm【答案】C 【解析】经过4T 周期，波向右传播了4 ，波形如图所示A ．由图可知，质点a 点恰好运动到平衡位置且沿着y 轴正方向运动，A 错误；B ．质点b 点只在竖直方向上运动不会随波迁移，B 错误；C ．质点c 恰好运动到平衡，速度最大，加速度为零,C 正确；D ．质点d 的位移为5 cm,D 错误.故选C.3．（2020新课标Ⅰ卷）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有A ．雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声B ．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C ．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D ．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E 。
天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化【答案】BCE【解析】A．之所以不能同时观察到是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，所以A错误；B．超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，B正确；C．列车和人的位置相对变化了，所以听得的声音频率发生了变化，所以C正确;D．波动传播速度不一样是由于波的频率不一样导致的，D错误；E．双星在周期性运动时，会使得到地球的距离发生周期性变化，故接收到的光频率会发生变化，E正确。
2020年高考物理《机械振动、机械波》专题训练卷及答案解析
2020年高考物理专题训练卷机械振动、机械波一、选择题1.一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T2时刻，该波的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点。
图(b)表示介质中某质点的振动图象。
下列说法正确的是________。
A ．质点Q 的振动图象与图(b)相同B ．在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大C ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示E ．在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大解析 t ＝T2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q 在t ＝T 2时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q 的振动图象与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如题图(b)所示，选项A 错误，D 正确；在t ＝0时刻，质点P 处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而质点Q 运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的小，质点P 的加速度比质点Q 的大，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大，选项B 错误，CE 正确。
答案 CDE2.一列机械波上的A 、B 两质点在0～0.8 s 内的振动图象分别如图(甲)、(乙)所示，A 、B 相距0.7 m ，则________。
A ．该机械波的周期一定为0.8 sB ．该机械波的波速可能为0.2 m/sC ．该机械波的波速可能为1 m/sD ．该机械波只能从A 向B 传播E ．该机械波的波长最长为5.6 m解析 由题图(甲)、(乙)可知，各质点振动周期和机械波周期相同，都是0.8 s ，A 正确；由题可知有两种情况，若如图1所示，则有⎪⎭⎫ ⎝⎛+n 81λ＝0.7 m ，解得λ＝5.61＋8n m ，v ＝λT ＝71＋8n m/s(n ＝0,1,2，…)；若如图2所示，则有⎪⎭⎫ ⎝⎛+n 81λ＝0.7 m ，解得λ＝5.67＋8n m ，v ＝λT ＝77＋8n m/s(n ＝0,1,2，…)，将0.2 m/s 和1 m/s 分别代入以上两速度表达式，n 能取大于等于0的整数时符合题意，反之不符合题意，B 错误，C 正确；若如图1所示，波由B 向A 传播，若如图2所示，从A 向B 传播，故D 错误；由以上分析可知当n ＝0时，得出两种情况下的最长波长分别为5.6 m 和0.8 m ，故E 正确。
2020高考物理专题14 机械振动与机械波(讲)检测题(解析版).docx
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】专题十四 机械振动与机械波本专题解决两大类问题：一是机械振动和机械波；二是光和电磁波．作为选修模块之一，每年高考试题中都独立于其他模块而单独命题，《考试说明》中除对波的图象、波速公式的应用和折射率要求较高外，其它内容要求都较低，命题方式仍然是小题的拼盘．高考对本部分内容考查的重点和有以下几个方面：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③光的折射及全反射；④光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑤简谐运动的规律及振动图象；⑥电磁波的有关性质．机械波是高中物理的一个比较重要的知识，也是每年高考的必考内容， 高考中的内容主要包括振动和波的关系；波长、频率和波速的关系；波的图象及其应用等. 高考中机械波相关试题的特点是:(1)试题容量大、综合性强，一道题往往要考查多个概念或多个规律；(2)用图象考查理解能力和推理能力，特别是对波的图象的理解和应用。
本章所占的分值约为全卷总分的5%，个别年份将达到10 %以上，因此要认真对待，熟练掌握相关内容。
知识点一、机械振动 1．简谐运动的对称性(1)振动质点经过关于平衡位置对称的两点时，位移x 、回复力F 、速度v 、加速度a 、动能E k 、势能E p 的大小都相等，其中回复力F 、加速度a 与位移x 方向相反，速度与位移x 的方向可能相同，也可能相反．(2)振动质点通过关于平衡位置对称的两段等长线段的时间相等． 2．简谐运动的周期性(1)周期性：简谐运动的位移x 、速度v 、加速度a 、回复力F 、动能E k 和势能E p 都随时间作周期性变化，x 、v 、a 、F 的变化周期为T ，E k 和E p 的变化周期为T2.(2)质点在任意时刻开始计时的一个周期内通过的路程s ＝4A (A 为振幅)，半个周期内通过的路程s ＝2A .但从不同时刻开始计时的四分之一周期内，路程不一定等于振幅A .知识点二、机械波1．波长、波速与频率(周期)的关系 v ＝λf ＝λT波的频率(周期)等于振源的频率(周期)，与介质无关，波从一种介质进入另一种介质，频率(周期)是不变的；波在介质中的传播速度v 由介质的性质决定；波长等于波在一个周期内向外传播的距离，其大小取决于波的频率及介质的性质(波速v )．波速也可用公式v ＝ΔxΔt 计算，其中Δx 为Δt 时间内波沿传播方向传播的距离．2．振动图象与波的图象的比较振动图象反映了一个质点的位移x (位置坐标)随时间t 变化的关系，波动图象反映了一系列质点在某一时刻相对其平衡位置的位移随质点的平衡位置变化的关系；由振动图象可确定周期T 、振幅A 、各时刻的位移及速度方向，由波动图象可确定波长λ、振幅A 、波峰和波谷的位置、各个质点的位置及速度方向(结合传播方向)．注意：(1)简谐运动与其在介质中的传播形成的简谐波的振幅、频率均相同． (2)简谐振动和简谐波的图象均为正弦(或余弦)曲线． (3)振动和波动的图象中质点振动方向判断方法不同．3．波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域互相隔开，这种现象叫波的干涉．路程差Δx ＝2n ＋12λ(n ＝0，1，2…)的点为振动减弱点；路程差Δx ＝nλ(n ＝0，1，2…)的点为振动加强点．4．波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象．发生明显衍射的条件是，波长大于障碍物、小孔的尺寸或差不多．知识点三、振动图象与波动图象问题 1．由振动图象判定质点在某时刻的振动方向振动图象中质点在某时刻的振动方向可根据下一个时刻(远小于T4)质点的位移(位置坐标)确定，也可根据图象中该时刻对应的曲线斜率的正负确定．2．波动图象中质点的振动方向与波的传播方向(1)“上下坡法”：将波形想象成一段坡路，沿着波传播的方向看，位于“上坡”处的各质点振动方向向下，位于“下坡”处的各质点振动方向向上．(2)微平移法：波的传播过程其实是波形沿传播方向的平移，作出微小时间Δt 后的波形，可确定各质点经Δt 后到达的位置，由此可确定各质点的振动方向．3．振动图象与波动图象结合解答振动图象和波动图象结合的问题，应注意两种图象意义的理解，波动图象是某时刻一系列质点的振动情况的反映，振动图象是某一质点在不同时刻的振动情况的反映；其次要从一种图象中找到某一质点的振动信息，由此结合题设条件及相应的振动或波动规律推导另一种图象的相关情况．高频考点一机械振动例1．（2019·新课标全国Ⅲ卷）水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。
【新高考】海南2011-2020年高考物理试题分类汇编 专题15机械振动与波(解析卷)
海南2011-2020年高考物理试题分类汇编解析第15专题 机械振动与波一、十年真题解析1.（2020年第9题） 一列简谐横波沿x 轴正方向传播，波的周期为0.2s ，某时刻的波形如图所示。
则（ ）A. 该波的波长为8mB. 该波的波速为50m/sC. 该时刻质点P 向y 轴负方向运动D. 该时刻质点Q 向y 轴负方向运动 【答案】AC【解析】A ．由波形图可知，波长为8m ，故A 正确； B ．根据公式v Tλ=，代入数据解得v =40m/s ，故B 错误；CD ．由题知，沿x 轴正方向传播，根据“上下坡法”，可知该时刻质点P 向y 轴负方向运动，该时刻质点Q 向y 轴正方向运动，故C 正确，D 错误。
故选AC 。
2.（2019年第7题）对于钠和钙两种金属，其遏止电压c U 与入射光频率v 的关系如图所示。
用h 、e 分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（）A. 钠的逸出功小于钙的逸出功B. 图中直线的斜率为h eC. 在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同D. 若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高 【答案】AB3.（2019年第17题）一列简谐横波沿x 轴正方向传播，周期为0.2s ，0t =时的波形图如图所示。
下列说法正确的是________。
A. 平衡位置在1m x =处的质元的振幅为0.03mB. 该波的波速为10m/sC. 0.3s t =时，平衡位置在0.5m x =处的质元向y 轴正向运动D. 0.4s t =时，平衡位置在0.5m x =处的质元处于波谷位置E. 0.5s t =时，平衡位置在 1.0m x =处的质元加速度为零 【答案】ABC4.（2018年第16题）（1）警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率。
下列说法正确的是_______。
（填入正确答案标号。
选对1个得2分，选对2个得4分：有选错的得0分）A.车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高B.车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低C.警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低D.警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射波频率不变 【解析】根据多普勒效应，靠近时高，远离时低，选AB 【答案】AB5.（2017年第15）从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5 Hz 的简谐横波，分别沿x 轴正、负方向传播，在某一时刻到达A 、B 点，如图中实线、虚线所示。
2020高考物理试题分项版解析专题14机械振动和机械波
、选择题1. 【20xx •天津卷】手持较长软绳端点0以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。
绳上有另一质点P,且O P的平衡位置间距为L。
t=0时，0位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是A. 该简谐波是纵波B.该简谐波的最大波长为2LC. 时，P在平衡位置上方D.时，P的速度方向竖直向上t T83T8【答案】C瞬析】绳波中质点的振前方向与波的传播方向垂直』属于横獄纵液的传播方向^质点的振动方向在同一直线上"故A错i昊』根將波形團和滅的传搐方向可知，位移恰好为雾且速度方向竖直向上的质点与0,旦1 1丄的距离应为匸=©十匚）心茸中H2••…腹长1何知当I时有波长的最大值龙4 n+—4T T T T故B错询卜匚內尸由平衡位證振动--内卩由液峰回动到平衞位晶可知小；时尹在平祈+ 4 2S位羞上方向上振动』十=斗时尸在平衝位置上方同「振动，故匚正确，D错i昊&【考点定位】机械振动和机械波【名师点睛】本题应注意波的周期性，要从波长入手。
2. 【20xx •北京卷】某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是A. t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B. t=2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C. t=3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D. t=4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值【答案】A息A158, C钳误；在=2苍和I屛寸，振子位于平衝位乱速度最尢回复力和加遠度均为剽BD服【考点定位】振动图象【名师点睛】根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动。
3.__________________________________________________________ 【20xx •新课标皿卷】（5分）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图。
2019-2020年高考物理真题分类汇编：机械振动 机械波(权威精编) (4)
2019-2020年高考物理真题分类汇编：机械振动机械波第一部分：选择题1、（20全国卷1）16.一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t=0时刻的波形如图所示.此时平衡位置位于x=3 m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为x a=2.5 m, x b=5.5 m,则A.当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷B.t=T/4时，a质点正在向y轴负方向运动C.t=3T/4时，b质点正在向y轴负方向运动D.在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同答案：C解析：由图可看出波长为4m，t=0时刻x=3m处的质点向上振动，可得该波向左传播。
将整个波形图向左平移1.5m时，a质点到达波峰，此时b质点正好在平衡位置，与t=0时刻平衡位置在7m处的质点振动状态一样，故a质点到达波峰时，b质点正在平衡位置并向上振动，A错；将图像整体向左平移1m，即波传播T/4时，a的振动状态与与t=0时刻平衡位置在3.5m处的质点振动状态一样，即处在平衡位置上方并向y轴正方向运动，B错；将图像整体向左平移3m，即波传播3T/4时，a的振动状态与与t=0时刻平衡位置在9.5m处和1.5m 的质点振动状态一样，即处在平衡位置下方并向y轴负方向运动，C4、（20天津卷）21．一列简谐横波沿直线由a 向b 传播，相距10.5m 的a 、b 两处的质点振动图象如图中a 、b 所示，则A ．该波的振幅可能是20cmB ．该波的波长可能是8.4mC ．该波的波速可能是10.5 m/sD ．该波由口传播到6可能历时7s答案：D解析：题目中给出了两个质点的振动图像，从图中直接可以看出振动的振幅为10cm,周期为4S ，A 错误，因为波是沿着a 向b 传播，所以从振动形式可以看出，b 比a 至少晚振动3/4个周期，满足t =nT +3，（n =0，1，2……），再利用v = λT = s t，可得BC 错，D 正确。
5、（20四川卷）19．一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a 、b 两点相距4.42 m 。
【2021届备考】2020全国名校物理试题分类解析汇编：专题七： 机械振动和机械波 Word版含解析
G单元机械振动和机械波名目G单元机械振动和机械波 (1)G1 机械振动 (1)G2 机械波 (1)G3 试验：用单摆测定重力加速度 (3)G4 机械振动与机械波综合 (4)G1 机械振动（2022·四川成都摸底）1. 做简谐运动的弹簧振子，每次通过平衡位置与最大位移处之间的某点时，下列哪组物理量完全相同（）A回复力、加速度、速度B回复力、加速度、动能C回复力、速度、弹性势能D加速度、速度、机械能【学问点】简谐运动的回复力和能量．【答案解析】B解析：振动质点的位移是指离开位置的位移，做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，位移确定相同；过同一位置，可能离开平衡位置，也可能向平衡位置运动，故速度有两个可能的方向，不愿定相同；复力F=-kx，由于x相同，故F相同；加速度a=-kxm经过同一位置时，x相同，故加速度a相同；经过同一位置，速度大小确定相等，故动能确定相同，弹性势能、机械能也相同；故ACD错误，B正确；故选：B．【思路点拨】物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律（即它的振动图象是一条正弦曲线）的振动叫简谐运动．简谐运动的频率（或周期）跟振幅没有关系，而是由本身的性质（在单摆中由初始设定的绳长）打算，所以又叫固有频率．做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，确定相同的物理量是位移、加速度和能量．本题关键是明确：（1）简谐运动的定义；（2）受力特点；（3）运动学特点．（2022·湖北武汉二中模拟）2. 如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：①写出该振子简谐运动的表达式．②在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？③该振子在前100 s的总位移是多少？路程是多少？【学问点】简谐运动的振动图象．【答案解析】①x＝5sinπ2t（cm）②见解析③0 5 m解析：①由振动图象可得：A＝5 cm，T＝4 s，φ＝0则ω＝2πT＝π2rad/s故该振子简谐运动的表达式为x＝5sinπ2t（cm）②由图可知，在t＝2 s时，振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的连续，位移值不断增大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能渐渐增大．当t＝3 s时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值．③振子经过一个周期位移为零，路程为5×4 cm＝20 cm，前100 s刚好经过了25个周期，所以前100 s振子位移x ＝0，振子路程s＝20×25 cm＝500 cm＝5 m.【思路点拨】（1）先由图读出周期，由公式ω=Tπ2，得到角频率ω，读出振幅A，则该振子简谐运动的表达式为x=Asinωt．（2）依据a=-mkx知，位移x最大时，加速度最大，加速度方向与位移方向相反．（3）振子在一个周期内通过的路程是4A，求出时间100s相对于周期的倍数，即可求得总路程，再得到总位移．G2 机械波（2022·吉林市普高二模）1. 如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m处，两列波的速度均为v＝0.4 m/s，两波源的振幅均为A＝2 cm。
(2010-2020)高考全国1卷物理试题分类解析——专题14 振动和波(解析版)
11年高考（2010-2020年）全国1卷物理试题分类解析（解析版）专题14 机械振动和机械波（2020年高考）[物理——选修3-4]15.在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有__________。
A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B. 超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C. 观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D. 同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E. 天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化【答案】BCE【解析】A．之所以不能同时观察到是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，所以A错误；B．超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，B正确；C．列车和人的位置相对变化了，所以听得的声音频率发生了变化，所以C正确；D．波动传播速度不一样是由于波的波长不一样导致的，D错误；E．双星在周期性运动时，会使得到地球的距离发生周期性变化，故接收到的光频率会发生变化，E正确。
故选BCE。
16.一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。
c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。
已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为38l。
求：（i）波的波长；（ii）波的传播速度。
【答案】（i ）14l ；（ii ）14fl 【解析】（i ）设与c 点最近的振幅极大点为d ，则3588ad l l l =-=根据余弦定理2272cos 608bdcd bc bc cd l =+-⨯︒=根据干涉加强点光程差的关系：12x x x n λ∆=-=（最近的，n=1） 即14bd ad l -=，所以波长为14l（ii ）由于受迫振动的频率取决于受迫源的频率由v f λ=得，14v fl =。
2020年高考物理精选专题(含答案详解)13 机械振动 机械波 光学(选修3—4)
2020年高考物理精选专题（含答案详解）一、单选题（共4题；共8分）1.如图所示，是一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图，已知这列波的周期T=2.0s．下列说法正确的是（）A. 这列波的波速v=2.0m/sB. 在t=0时，x=0.5m处的质点速度为零C. 经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播0.8mD. 在t=0.3s时，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向2.某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（）A. 前2s走过的路程是10cmB. 第2s内振子向平衡位置运动，加速度在增大C. 第2s时和第4s时振子的位移相等，运动方向相同D. 在1.5s和2.5s这两个时刻振子系统的势能相同，动能也相同。
3.如图所示，两根细线长度均为2m，A细线竖直悬挂且在悬点O处穿有一个金属小球a，B悬挂在悬点处，细线下端系有一金属小球b，并且有m a>m b，把金属小球b向某一侧拉开3cm到处，然后同时让金属小球a、b由静止开始释放（不计阻力和摩擦），则两小球的最终情况是（）A. a小球先到达最低点，不可能和b小球在最低点相碰撞；B. b小球先到达最低点，不可能和a小球在最低点相碰撞；C. a、b两小球恰好在最低点处发生碰撞；D. 因不知道m a、m b的具体数值，所以无法判断最终两小球的最终情况．4.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（）A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上的单摆共振曲线B. 若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为l1:l2=4:25C. 图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为1mD. 若摆长约为1m，则图线I是在地球表面上完成的二、多选题（共10题；共30分）5.一列简谐横波，在t=1s时刻的波形如图甲所示，图乙为波中质点P1的振动图象，则根据甲、乙两图可以判断：( )A. 该波沿x轴正方向传播B. 该波的传播速度为6m/sC. 从t=0时刻起经过时间△t=3s，质点P1通过路程为6mD. 在振动过程中P1、P2的位移总是相同E. 质点P2做简谐运动的表达式为y=2sin( π2t－π2)m6.图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.2s时的波形图，质点P、Q的平衡位置分别位于x=2m和x=4m处。
2004-2020北京高考物理试题分类汇编 机械振动和机械波(解析版)
五、机械振动和机械波考试要求及考题分布15．（2016年北京）如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。
以平衡位置O为原点，建立Ox 轴。
向右为x的轴的正方向。
若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为【答案】A【解析】由于向右为正方向，振子位于N点时开始计时，所以0时刻位移为正，在正向最大位移处，故它即将向左运动，即向负方向运动，故函数图像是余弦函数，选项A正确；【点睛】看起始点可以确定图像。
15．（2017年北京）某弹簧振子沿x轴的简谐振动图像如图所示，下列描述正确的是A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值【答案】A【解析】t=1s时，振子在最大位移处，其的速度为零，加速度指向平衡位置，为负的最大值，选项A 正确；t=2s时，图像的斜率为负值，故振子的速度为负，加速度为0，选项B错误；t=3s时，振子在负的最大位移处，速度为0，加速度正向最大，选项C错误；t=4s时，振子的速度为正，加速度为0，选项D 也错误。
17．（2012年北京）一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是【答案】A【解析】若振子具有沿x轴正方向的最大加速度，说明它已经在负的最大位移处，即经过四分之一周期后，振子运动到负的最大位移处，故选项A是正确的。
B中经过四分之一周期后，振子达到平衡位置处，故选项B错误；同理选项CD也分别到达最大位置处和平衡位置，也与题意不相符合，选项CD也错误。
17. （2006年北京）某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10 s内上下振动了6次，鸟飞走后，他把50 g的砝码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次；将50 g的砝码换成500 g砝码后，他发现树枝在15 s内上下振动了6次，你估计鸟的质量最接近（）A．50 g B．200 g C．500 g D．550 g【答案】B【解析】将小鸟落在树枝上的上下振动看成简谐振动，而树枝是不变的，故可以认为是类似弹簧的劲度系数不变一样，设其大小为k，则由简谐振动的周期公式可知T=2πmk；当小鸟落在树枝上时，其振动的周期为106s，所以存在等式：106s=2πmk；当50g砝码在树枝上时，其振动的周期为1012s，所以存在等式：1012s=2π50gk；当500g砝码在树枝上时，其振动的周期为156s，发现该周期与50g砝码相比大了很多，说明此时树枝的振动幅度较大，可能不是简谐振动，或者是简谐振动，可能其劲度系数与小鸟时的有所不同，故小鸟与50g的砝码的振动最相似，所以500g的砝码的振动情况我们舍去，将上述两个式子结合起来，解之得m=200g，选项B是正确的。
2020年高考物理试题分项版汇编系列专题16机械振动与机械波含解析
专题16 机械振动与机械波一、单选题1．有一个正在摆动的秒摆（2T s =），若取摆球正从平衡位置向左运动时开始计时，那么当 1.6T s =时，以下对摆球的运动情况及其切向加速度变化情况的正确的是（ ） A. 正在向左做减速运动，加速度正在增大 B. 正在向右做减速运动，加速度正在增大 C. 正在向右做加速运动，加速度正在减小 D. 正在向左做加速运动，加速度正在减小 【答案】 D【点睛】明确秒摆的周期为2s ，根据时间判断摆球所在的位置，再根据简谐运动的知识可得速度及加速度的变化情况。
2．P 、Q 、M 是某弹性绳上的三个质点，沿绳建立x 坐标轴。
一简谐横波正在沿x 轴的正方向传播，振源的周期为0.4s 。
在t=0时刻的波形如图所示，则在t=0.2s 时，（ ）。
A. 质点P 处于波谷B. 质点Q 处于波峰C. 质点P 处于平衡位置且向上运动D. 质点M 处于平衡位置且向上运动 【答案】 C【解析】简谐横波沿x 轴的正方向传播，t=0时刻质点P 的速度向下，P 点经过平衡位置向上运动．故A 错误，C 正确．波从P 传到Q =0.1s ，t=0.2s 时，质点Q 已经振动了Q 的起振方向向下，则在t=0.2s 时质点Q 处于波谷．故B 错误．在t=0.2s 时波传到M 点，此时M 点的振动方向向下，选项D 错误；故选C.3．一个质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系图线如图所示，在t=4s时，质点的（）A. 速度为正的最大值，加速度为零B. 速度为负的最大值，加速度为零C. 速度为零，加速度为正的最大值D. 速度为零，加速度为负的最大值【答案】 B【解析】由图象可知，在t=4s时，质点位于平衡位置在向负方向运动，此时速度为负的最大值，加速度为零；故ACD错误B正确。
4．某单摆由1m长的摆线连接一个直径2cm的铁球组成，关于单摆周期，下列说法中正确的是（）A. 用大球替代小球，单摆的周期不变 x.kwB. 摆角从5°改为3°，单摆的周期会变小C. 用等大的铜球替代铁球，单摆的周期不变D. 将单摆从赤道移到北极，单摆的周期会变大【答案】 C【解析】用大球替代小球，单摆摆长变长，由单摆周期公式T=2πA错误；由单摆周期公式T=2π在小摆角情况下，单摆做简谐运动的周期与摆角无关，摆角从5°改为3°时，单摆周期不变，故B错误；用等大球替代，单摆摆长不变，由单摆周期公式T=2πC正确；将单摆从赤道移到北极，重力加速度g变大，由单摆周期公式T=2πD错误；故选C．5．对所有的机械波和电磁波，正确的是A. 都能产生干涉、衍射现象B. 在同一介质中传播速度相同C. 都能在真空中传播D. 传播都不依靠别的介质【答案】 A【解析】干涉、衍射是一切波特有的现象，故A正确；机械波与电磁波是两种不同种类的波，在同一种介质中传播速度截然不同，故B错误；电磁波在真空中传播速度最大，而机械能的传播需要介质，机械波不能在真空中传播，故C错误；电磁波的传播不需要介质，故D错误。
2020年—2023年高考物理机械振动部分真题汇编+答案详解
12020年—2023年高考物理机械振动部分真题汇编+答案详解（真题部分）1.(2023新课标,14,6分)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。
声波在空气中和在水中传播时的( )A.波速和波长均不同B.频率和波速均不同C.波长和周期均不同D.周期和频率均不同2.(2023湖南,3,4分)如图(a),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=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/sB.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 cm3.(2023山东,10,4分)(多选)如图所示,沿水平方向做简谐运动的质点,依次通过相距L 的A 、B 两点。
已知质点在A 点的位移大小为振幅的一半,B 点位移大小是A 点的√3倍,质点经过A 点时开始计时,t 时刻第二次经过B 点,该振动的振幅和周期可能是 ( )2A.√3-1,3t B.√3-1,4t C.√3+1,125t D.√3+1,127t 4.(2022北京,6,3分)在如图所示的xOy 坐标系中,一条弹性绳沿x 轴放置,图中小黑点代表绳上的质点,相邻质点的间距为a 。
t =0时,x =0处的质点P 0开始沿y 轴做周期为T 、振幅为A 的简谐运动。
t =34T 时的波形如图所示。
下列说法正确的是 ( )A.t =0时,质点P 0沿y 轴负方向运动B.t =34T 时,质点P 4的速度最大C.t =34T 时,质点P 3和P 5相位相同D.该列绳波的波速为8a T5.(2022浙江1月选考,6,3分)图甲中的装置水平放置,将小球从平衡位置O 拉到A 后释放,小球在O 点附近来回振动;图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。
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2020年高考物理试题分类汇编：机械振动机械波（带详细解析）〔全国卷1〕21．一简谐振子沿x轴振动，平稳位置在坐标原点。
0t=时刻振子的位移0.1m x=-；4s3t=时刻0.1mx=；4st=时刻0.1mx=。
该振子的振幅和周期可能为A．0. 1 m，8s3B．0.1 m, 8s C．0.2 m，8s3D．0.2 m，8s 【答案】A【解析】在t=34s和t=4s两时刻振子的位移相同，第一种情形是现在间差是周期的整数倍nT=-344，当n=1时38=T s。
在34s的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最大，因此振幅是0.1m。
A正确。
第二种情形是现在间差不是周期的整数倍那么2)344()034(TnT+=-+-，当n=0时8=T s，且由因此2t∆1t∆的二倍讲明振幅是该位移的二倍为0.2m。
如图答案D。
【命题意图与考点定位】振动的周期性引起的位移周期性变化。
〔全国卷2〕15.一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。
t=0时的波形如下图，那么A．波的周期为1sB．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动C．x=0处的质点在t=14s时速度为0D．x=0处的质点在t=14s时速度值最大答案：AB解析：由波的图像可知半个波长是2m，波长是4m，周期是414T svλ===，A正确。
波在沿x轴正方向传播，那么x=0的质点在沿y轴的负方向传播，B正确。
x=0的质点的位移是振幅的一半那么要运动到平稳位置的时刻是113412Ts⨯=，那么14t=时刻x=0的质点越过了平稳位置速度不是最大，CD错误。
【命题意图与考点定位】此题属于波的图像的识图和对质点振动的判定。
〔新课标卷〕33.[物理——选修3-4]△t1△t2(2)(10分)波源S 1和S 2振动方向相同，频率均为4Hz ，分不置于平均介质中x 轴上的O A 、两点处，OA=2m ，如下图.两波源产生的简谐横波沿x 轴相向传播，波速为4/m s .己知两波源振动的初始相位相同.求：〔i 〕简谐波的波长；〔ii 〕OA 间合振动振幅最小的点的位置。
解析：〔i 〕设波长为λ，频率为v ，那么v λν=，代入数据，得1m λ=。
〔ii 〕以O 为坐标原点，设P 为OA 间的任意一点，其坐标为x ，那么两波源到P 点的波长差为(2)l x x ∆=--，02x ≤≤。
期中x 、l ∆以m 为单位。
合振动振幅最小的点的位置满足1()2l k λ∆=+，k 为整数解得：x=0.25m ，0.75m ，1.25m ，1.75m 。
〔北京卷〕17．一列横波沿x 轴正向传播，ａ，ｂ，ｃ，ｄ为介质中的沿波传播方向上四个质点的平稳位置。
某时刻的波形如图1所示，此后，假设通过3／4周期开始计时，那么图2描述的是Ａ．ａ处质点的振动图像 Ｂ．ｂ处质点的振动图像 Ｃ．ｃ处质点的振动图像 Ｄ．ｄ处质点的振动图像 答案：B【解析】由波的图像通过34周期，a 到达波谷，b 达到平稳位置向下运动，c 达到波峰，d 达到平稳位置向上运动，这是四质点在0时刻的状态，只有b 的符合振动图像，答案B 。
〔上海物理〕2.利用发波水槽得到的水面波形如a,b 所示，那么〔A 〕图a 、b 均显示了波的干涉现象〔B〕图a、b均显示了波的衍射现象〔C〕图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象〔D〕图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象答案：D解析：此题考查波的干涉和衍射。
难度：易。
〔上海物理〕3. 声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为〔A〕声波是纵波，光波是横波〔B〕声波振幅大，光波振幅小〔C〕声波波长较长，光波波长专门短〔D〕声波波速较小，光波波速专门大答案：C解析：此题考查波的衍射条件：障碍物与波长相差不多。
难度：易。
〔上海物理〕16. 如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分不表示＜时的波形，能正确反映37.5t s=时波形的是图答案：D解析：因为t2＜T，可确定波在0.5s的时刻沿x轴正方向传播14λ，即10.54T s=，因此T=2s，33 7.534t s T==，波峰沿x轴正方向传播34λ，从14λ处到λ处，选D。
此题考查波的传播及波长、周期等。
难度：中等。
〔上海物理〕20. 如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m s，在波的传播方向上两质点,a b的平稳位置相距0.4m〔小于一个波长〕，当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置，那么〔A〕此波的周期可能为0.6s〔B〕此波的周期可能为1.2s〔C〕从现在刻起通过0.5s，b点可能在波谷位置〔D〕从现在刻起通过0.5s，b点可能在波峰位置解析：如上图，110.4412λ⎛⎫+=⎪⎝⎭， 1.2λ=。
依照vTλ=，1.20.62T svλ===，A正确，从现在刻起通过0.5s，即56T，波沿x轴正方向传播56λ=1.0m，波峰到x=1.2m处，b不在波峰，C错误。
如以下图，1110.42412λ⎛⎫++=⎪⎝⎭，0.6mλ=，依照vTλ=，0.60.32T svλ===，B错误；从现在可起通过0.5s，即53T，波沿x轴正方向传播53λ=1.0m，波峰到x=1.0m处，x=0.4的b在波峰，D正确。
此题考查波的传播，显现非T 41和非 41得整数倍的情形，有新意。
难度：难。
〔天津卷〕4.一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如下图，再经0.6s ，N 点开始振动，那么该波的振幅A 和频率f 为A ．A=1m f=5HzB ．A=0.5m f=5HzC ．A=1m f=2.5 HzD ．A=0.5m f=2.5 Hz 答案：D〔重庆卷〕14.一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的A 周期B 波速C 波长D 频率 【答案】C【解析】只能确定波长，正确答案C 。
题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不明白时刻差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频率。
〔福建卷〕15、一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02s 时刻的波形如图中虚线所示。
假设该波的周期T 大于0.02s ，那么该波的传播速度可能是A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s【答案】B【解析】这类咨询题通常有两种解法： 解法一：质点振动法〔1〕设波向右传播，那么在0时刻x=4m 处的质点往上振动，设经历t ∆时刻时质点运动到波峰的位置，那么1()4t n T ∆=+，即40.084141t T n n ∆==++ 当n=0时，T=0.08s ＞0.02s ，符合要求，现在0.081/0.08v m s T λ===当n=1时，T=0.016s ＜0.02s ，不符合要求。
〔2〕设波向左传播，那么在0时刻x=4m 处的质点往下振动， 设经历t ∆时刻时质点运动到波峰的位置，那么3()4t n T ∆=+，即40.084343t T n n ∆==++ 当n=0时，T=0.083s ＞0.02s ，符合要求，现在0.083/0.083v m s T λ=== 当n=1时，T=0.087s ＜0.02s ，不符合要求。
综上所述，只有B 选项正确。
解法一：波的平移法 〔1〕设波向右传播，只有当波传播的距离为0.020.08x n ∆=+时，实线才会和虚线重合，即0时刻的波形才会演变成0.02s 时的波形，0.02t s ∆=因此0.020.08140.02x n v n t ∆+===+∆ 0.0841T v n λ==+ 当n=0时，T=0.08s ＞0.02s ，符合要求，现在141/v n m s =+= 当n=1时，T=0.016s ＜0.02s ，不符合要求。
〔2〕设波向左传播，只有当波传播的距离为0.060.08x n ∆=+时，实线才会和虚线重合，即0时刻的波形才会演变成0.02s 时的波形，0.02t s ∆=因此0.060.08340.02x n v n t ∆+===+∆ 0.0843T v n λ==+当n=0时，T=0.083s ＞0.02s ，符合要求，现在343/v n m s =+=当n=1时，T=0.087s ＜0.02s ，不符合要求。
综上所述，只有B 选项正确。
【命题特点】此题考查机械波传播过程中的双向性。
【启发】波的双向性、每一个质点的起振方向、质点的运动特点〔不随波逐流〕、波长与波速间的联系、机械波与电磁波的比较是要紧考查对象，在复习中应重点把握。
〔山东卷〕37．[物理—物理3-4]〔4分〕〔1〕渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。
某超声波频率快为1．0×105Hz ，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如下图。
①从该时刻开始计时，画出x=7．5×10-3m 处质点做简谐运动的振动图象〔至少一个周期〕。
②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时刻为4s ，求鱼群与渔船间的距离〔忽略船和鱼群的运动〕。
37.(1)【解析】①如以下图。
②从图读出m 31015-⨯=λ，求出s m f v /1500==λ，m vts 30002==。
〔浙江卷〕18. 在O 点有一波源，t ＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波。
t 1=4s 时，距离O 点为3m 的A 点第一次达到波峰；t 2=7s 时，距离O 点为4m 的B 点第一次达到波谷。
那么以下讲法正确的选项是A. 该横波的波长为2mB. 该横波的周期为4sC. 该横波的波速为1m/sD. 距离O 点为1m 的质点第一次开始向上振动的时刻为6s 末 答案：BC〔四川卷〕16.一列间谐横波沿直线由A 向B 传播，A 、Ｂ相距0.45m ，右图是A 处质点的震动图像。
当A 处质点运动到波峰位置时，B 处质点刚好到达平稳位置且向y 轴正方向运动，这列波的波速可能是A ．4.5/sB . 3.0m/sC . 1.5m/sD .0.7m/s 答案：A解析：在处理相距一定距离的两个质点关系时必须尝试作出两质点间在该时刻的最少波形，然后依照间距和波长关系求波长〔注意波的周期性〕。
波是由A 向B 船舶的，而且在A 到达波峰的时刻，处于B 平稳位置向上运动，那么最少波形关系如图，因此有12l n λλ=+，441ln λ=+，440.45 4.5(41)0.4(41)41l v T T n n n λ⨯====+⨯++，当n=0时，v =4.5m/s ，当n =1时v=0.9m/s ，当n =2时v=0.5m/s 等，正确答案为A 。
〔安徽卷〕15.一列沿X 轴方向传播的简谐横波，某时刻的波形如下图。
P 为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时刻内，P 的速度v 和加速度a 的大小变化情形是A. v 变小，a 变大B. v 变小，a 变小C. v 变大，a 变大D.v 变大，a 变小答案：D解析：由题图可得，波沿x 轴方向传播，P 质点在该时刻的运动方向沿y 轴正方向，向平稳位置靠近，做加速度减小的加速运动，v 变大，a 变大，选项C 正确。