1、专题专题 93机械振动和机械波机械振动和机械波 1. 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点 a、b、c，则() A此刻 a 的加速度最小 B此刻 b 的速度最小 C若波沿 x 轴正方向传播，此刻 b 向 y 轴正方向运动 D若波沿 x 轴负方向传播，a 比 c 先回到平衡位置 22021山西模拟(多选)下列说法正确的是() A日光灯是紫外线的荧光效应的应用 B单摆在做受迫振动时，它的周期等于单摆的固有周期 C机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率保持不变 D麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 E弹簧振子做简谐运动时，振动系统的势能与动能之和保持不变 32021包头市质
2、检(多选)关于振动与波，下列说法正确的是() A军队士兵便步过桥，是为了避免桥发生共振 B一个单摆在赤道上的振动周期为 T，移到北极时振动周期也为 T C一列水波遇到障碍物发生衍射，衍射后的水波频率不变 D简谐横波在传播过程中每经过一个周期，振动质点将沿传播方向移动一个波长 E当接收者远离波源时，其接收到的波的频率比波源发出的频率低 42021广州市调研(多选)甲、乙两弹簧振子，振动图像如图所示，则可知() A甲速度为零时，乙速度最大 B甲加速度最小时，乙速度最小 C任一时刻两个振子受到的回复力都不相同 D两个振子的振动频率之比 f甲f乙12 E两个振子的振幅之比为 A甲A乙21 52021河
3、西五市联考(多选)如图甲所示，在水平面内，有三个质点 a、b、c 分别位于 直角三角形的三个顶点上，已知 ab6m，ac8m在 t10 时刻 a、b 同时开始振动，振动图 像均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在 t24s 时 c 点开始振动，则() A.该机械波的传播速度大小为 2m/s Bc 点的振动频率先是与 a 点相同，两列波相遇后 c 点的振动频率增大 C该列波的波长是 2m D两列波相遇后，c 点振动加强 E两列波相遇后，c 点振动减弱 62021浙江 1 月 两列频率、振幅均相同的简谐波和分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发 生了干涉，在相距 0.48m 的 A、B
4、 间用频闪相机连续拍摄，依次获得 1、2、3、4、5 五个波形， 如图所示，且 1 和 5 是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形已知频闪 时间间隔为 0.12s，下列说法正确的是() A简谐波和的波长均为 0.24m B简谐波和的周期均为 0.48s C绳上各点均做振幅相同的简谐运动 D两波源到 A 点和 C 点的路程差之差的绝对值是 0.48m 7 2021湖北重点中学摸底(多选)图甲为一列简谐横波在 t0.10s 时刻的波形图， P 是平 衡位置为 x1m 处的质点，Q 是平衡位置为 x4m 处的质点，图乙为质点 Q 的振动图像，则 下列说法正确的是() A该波的周期是 0
5、.10s B该波的传播速度为 40m/s C该波沿 x 轴的负方向传播 Dt0.10s 时，质点 Q 的速度方向向下 E从 t0.10s 到 t0.25s，质点 P 通过的路程为 30cm 8(多选)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振动片做简谐振 动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域 发生干涉并形成了干涉图样关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是 () A不同质点的振幅都相同 B不同质点振动的频率都相同 C不同质点振动的相位都相同 D不同质点振动的周期都与振动片的周期相同 E同一质点处，两列波的相位差不随时间变化 9
6、2021武汉市调研(多选)波速均为 1.0m/s 的两列简谐横波，分别从波源 x0、x12m 处沿 x 轴相向传播，t0 时的波形图如图所示下列说法正确的是() A两列波的频率均为 0.25Hz Bt0.2s 时，两列波相遇 C两列波相遇过程中，x5m 处和 x7m 处的质点振动加强 Dt3s 时，x6m 处的质点位移达到最大值 E当波源从 x0 处沿 x 轴正向运动时，在 x12m 处的观察者观察到该简谐横波的频率 变大 102021成都市模拟(多选)如图甲，介质中两个质点 A 和 B 的平衡位置距波源 O 的距 离分别为 1m 和 5m图乙是波源从起振开始做简谐运动的振动图像波源振动形成的
7、机械横 波沿图甲中 x 轴传播已知 t5s 时刻，A 质点第一次运动到 y 轴负方向最大位移处下列判 断正确的是() AA 质点的起振方向向上 B该列机械波的波速为 0.2m/s C该列机械波的波长为 2m Dt11.5s 时刻，B 质点的速度方向沿 y 轴正方向 E若将波源移至 x3m 处，则 A、B 两质点同时开始振动，且振动情况完全相同 11. 2021昆明市模拟(多选)一列简谐横波沿 x 轴传播， 某时刻形成的波形图如图所示， a、b、 c、d 为四个质点，已知此时质点 a 正在向上运动，质点 a、b 位移相同下列说法正确的是 () A此列波沿 x 轴负方向传播 B此时质点 a 的加速
8、度与质点 b 的加速度相同 C此时质点 a 的速度与质点 b 的速度相同 D该时刻后，质点 a 与质点 b 同时回到平衡位置 E半个周期后，质点 b 的加速度和速度均与原来大小相等，但方向相反 12(多选)一简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 tT 2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像下列说法正确的是() A.质点 Q 的振动图像与图(b)相同 B在 t0 时刻，质点 P 的速率比质点 Q 的大 C在 t0 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像如图(b)所示 E在 t0 时刻，质点 P
9、与其平衡位置的距离比质点 Q 的大 132021唐山模拟(多选)在某均匀介质中，甲、乙两波源位于 O 点和 Q 点，分别产生 向右和向左传播的同性质简谐横波，某时刻两波波形如图中实线和虚线所示，此时，甲波传 播到 x24m 处，乙波传播到 x12m 处，已知甲波波源的振动周期为 0.4s，下列说法正确的 是() A.甲波波源的起振方向为 y 轴正方向 B甲波的波速大小为 20m/s C乙波的周期为 0.6s D甲波波源比乙波波源早振动 0.3s E从图示时刻开始再经 0.6s，x12m 处的质点再次到达平衡位置 142021广东卷(节选)如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止现将小球向
10、下拉动距离 A 后由静止释放， 并开始计时， 小球在竖直方向做简谐运动， 周期为 T.经过T 8时间， 小球从最低点向上运动的距离_A 2(填“大于”“小于”或“等于”)；在 T 4时刻，小球的 动能_(填“最大”或“最小”) 152021湖南卷(节选)均匀介质中，波源位于 O 点的简谐横波在 xOy 水平面内传播，波 面为圆t0 时刻，波面分布如图(a)所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷A 处 质点的振动图像如图(b)所示，z 轴正方向竖直向上下列说法正确的是_(填正确答 案标号) A.该波从 A 点传播到 B 点，所需时间为 4s Bt6s 时，B 处质点位于波峰 Ct8s 时，C
11、 处质点振动速度方向竖直向上 Dt10s 时，D 处质点所受回复力方向竖直向上 EE 处质点起振后，12s 内经过的路程为 12cm 16某同学利用图示装置测量某种单色光的波长实验时，接通电源使光源正常发光； 调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹回答下列问题： ()若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_； A将单缝向双缝靠近 B将屏向靠近双缝的方向移动 C将屏向远离双缝的方向移动 D使用间距更小的双缝 ()若双缝的间距为 d， 屏与双缝间的距离为 l， 测得第 1 条暗条纹到第 n 条暗条纹之间的 距离为x，则单色光的波长_； ()某次测量时，选用的双缝的间距为 0.300mm，测得
12、屏与双缝间的距离为 1.20m，第 1 条暗条纹到第 4 条暗条纹之间的距离为 7.56mm.则所测单色光的波长为_nm(结果保留 3 位有效数字). 172020全国卷 (1)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 (2)一振动片以频率 f 做简谐运动时， 固定在振动片上的两根细杆同步周期性
13、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 3 8l.求 ()波的波长； ()波的传播速度 专题专题 93机械振动和机械波机械振动和机械波 1C本题考查了机械波中对波动图像的理解，需分析质点的振动方向，体现了物理学 科核心素养中的模型建构和科学推理素养 由kyma 可知，质点 a 的加速度最大，故 A 选项错误质点 b 处于平衡位置，速度最 大，故 B 选项错误波沿 x 轴正方向传播时由“同侧法”得 b 向 y 轴正
14、方向运动，故 C 选项 正确同理，波沿 x 轴负方向传播时，质点 a 向下运动，质点 c 向上运动，c 先回到平衡位置， 故 D 选项错误 2ACE日光灯内壁涂有荧光物质，紫外线射到荧光物质上产生白光，A 正确；单摆在 做受迫振动时，它的周期等于驱动力周期，与单摆的固有周期无关，B 错误；机械波的频率由 波源决定，与介质无关，则机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率不变，C 正确；麦 克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，D 错误；弹簧振子做 简谐运动时，振动系统的机械能守恒，即振动系统的势能与动能之和保持不变，E 正确 3ACE军队士兵便步过桥，是为了避免桥发生
15、共振，A 正确；赤道上的重力加速度小 于北极的重力加速度，由 T2 L g知，一个单摆在赤道上振动的周期为 T，移到北极的周期 小于 T，B 错误；波发生衍射时，波的频率不变，C 正确；波传播过程中，介质中各质点在自 己的平衡位置附近振动，并不随波迁移，D 错误；由多普勒效应知，当接收者远离波源时，其 接收到波的频率比波源发出的频率低，E 正确 4ADE5.ACD 6D由题图可知，简谐波和的波长均为 0.48m，A 错误；从波形 1 到波形 5 经历的 时间为T 2， T 20.48s，可得简谐波和的周期均为 T0.96s，B 错误；两列波相遇时，有些 质点振动加强，有些质点振动减弱，并且加强
16、区和减弱区相间出现，加强区质点的振幅等于 两列波分别引起的振幅的和，减弱区质点的振幅等于两列波分别引起的振幅的差，所以绳上 各点的振幅不都相同，C 错误；由题图可知 A、C 两点均为振动减弱点，则两波源到两点的路 程差分别为 2 (2n1)和 2 (2n1)，则两波源到 A 点和 C 点的路程差之差的绝对值是 | 2（2n1） 2（2n1）|0.48m，D 正确 7BCD8.BDE9.ADE 10ACE由振动图像可知，A 质点的起振方向向上，A 正确；由振动图像可知，振动周 期 T4s，t5s 时刻，A 质点第一次运动到 y 轴负方向最大位移处，可知振动从坐标原点传播 到质点 A 需要 2s，
17、即 21m，则波长2m，C 正确；该列机械波的波速为 v T0.5m/s，B 错误；波传播到质点 B 需要的时间为 10s，t11.5s 时刻，B 质点的速度方向沿 y 轴负方向，D 错误；若将波源移至 x3m 处，A、B 两质点分布在波源两侧，且距离相同，所以 A、B 两质 点同时开始振动，且振动情况完全相同，E 正确 11ABE质点 a 正在向上运动，可判断该波沿 x 轴负方向传播，A 正确；a、b 位移相 同，回复力与位移成正比，加速度与回复力成正比，可得加速度相同，B 正确；a、b 速度方 向不同，C 错误；该时刻后，a 向上振动，回到平衡位置的时间超过1 4周期，而 b 向下振动，
18、回到平衡位置的时间少于1 4周期，D 错误；质点 b 向下振动，半个周期后，加速度和速度均与 原来大小相等、方向相反，E 正确 12CDE本题考查了机械振动及机械波图像的综合应用，考查了学生的综合分析能力， 体现了物理观念中运动与相互作用的素养要素 由图(b)可知，在T 2时刻，该质点处于平衡位置且向 y 轴负方向运动，再从图(a)中利用“上 下坡法”， 结合波沿 x 轴正方向传播可知， 在T 2时刻， 质点 Q 在平衡位置且向 y 轴正方向运动， 平衡位置在原点处的质点在平衡位置且向 y 轴负方向运动，所以 A 选项错误，D 选项正确.分 析可知，在 t0 时刻，质点 P 位于波谷，此时质点
19、 P 的速率为 0，加速度最大，位移大小最 大，但质点 Q 在平衡位置，速率最大，加速度为 0，位移为 0，所以 B 选项错误，C 和 E 选项 均正确 13BCE甲的起振方向沿 y 轴负方向，A 错误；甲的波长8m，周期为 T0.4s，甲 的波速为 v T20m/s，B 正确；甲与乙的波速相等，乙的周期为 T0.6s，故 C 正确；甲的 传播时间为 1.2s， 乙的传播时间为 1.5s， 因此乙比甲早振动 0.3s， D 错误； 0.6s 为甲周期的3 2倍， 为乙的周期，则 x12m 处质点仍然在平衡位置，E 正确 14小于最大 解析：由于从最低点开始计时，则经T 8时间，小球从最低点向平
20、衡位置运动，则小球的速 度逐渐增大，故 0T 8时间内小球的平均速度小于 T 8 T 4时间内的平均速度，因此经 T 8时间，小球 从最低点向上运动的距离小于A 2，在 T 4时刻，小球位于平衡位置，动能最大 15ACE 解析： 由题图(b)可知该波的振动周期 T4s，由题意结合题图(a)知波长10m，故波速 v T 10 4 m/s2.5m/s，所以波从 A 点传播到 B 点，所需时间 t10 2.5s4s，A 正确；t0 时，A 处质 点处于波峰，经过 4s，B 处质点处于波峰，再过 2s，B 处质点处于波谷，B 错误；波面分布如 图所示，t8s 时，实线表示波峰，虚线表示波谷，C 处质点
21、在波峰与波谷之间，之后要重复 前面质点的运动，故 C 处质点向正向最大位移处运动，所以 C 处质点振动速度方向竖直向上， C 正确；t10s 时，实线表示波谷，虚线表示波峰，D 处质点距离波峰更近，所以 D 处质点 在平衡位置上方，所受回复力方向竖直向下，D 错误；E 处质点起振后 12s 内经过 3 个周期， 所以这 12s 内经过的路程 s34A12cm，E 正确 16()B() xd （n1）l ()630 解析：本题是“利用双缝干涉测光的波长”实验考查了学生的实验能力，培养了学生 实事求是的科学态度，建立了结果来源于实验的价值观 ()增加目镜中观察到的条纹个数必须要减小条纹间距，由公式
22、xl d可知 B 正确 ()由于第 1 条暗条纹到第 n 条暗条纹之间的距离为x， 则相邻两条暗条纹的中心间距 x x n1，单色光的波长 xd l xd （n1）l. () xd （n1）l 7.5610 30.300103 （41）1.20 m6.3010 7m630nm. 17(1)BCE(2)()1 4l ()fl 4 解析：(1)因为光速大于声速，所以雷雨天传播相等距离时，先看到闪电，后听到雷声， 不属于多普勒效应，A 错误；超声波被血管中的血流反射后，由于血液流动使反射的波的频率 发生改变， 即探测器接收到的频率发生变化， 属于多普勒效应， B 正确； 当列车远离观察者时， 观察者听到的汽笛声的音调会变低，属于多普勒效应，C 正确；同一声波在不同介质中传播的 速度不同，不属于多普勒效应，D 错误；天文学上观察双星，由于双星周期性运动而使接收到 的光的频率发生变化，即双星光谱随时间的周期性变化，可用多普勒效应解释，E 正确 (2)() 如图，设距 c 点最近的振幅极大的点为 d 点，a 与 d 的距离为 r1，b 与 d 的距离为 r2，d 与 c 的距离为 s，波长为.则 r2r1 由几何关系有 r1ls r22(r1sin60)2(lr1cos60)2 联立式并代入题给数据得 1 4l ()波的频率为 f，设波的传播速度为 v，有 vf 联立式得 vfl 4
