2023版高三物理一輪復(fù)習(xí)專題12機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（含2023年高考真題）

PAGEPAGE2專題12機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波1．[物理——選修34][2022·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ](1)圖(a)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝2s時(shí)的波形圖．圖(b)為媒質(zhì)中平衡位置在x＝1.5m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，P是平衡位置為x＝2m的質(zhì)點(diǎn)．以下說法正確的選項(xiàng)是________．圖(a)圖(b)A．波速為0.5m/sB．波的傳播方向向右C．0～2s時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程為8cmD．0～2s時(shí)間內(nèi)，P向y軸正方向運(yùn)動(dòng)E．當(dāng)t＝7s時(shí)，P恰好回到平衡位置答案:ACE解析：此題考查了機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波．v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(2,4)m/s＝0.5m/s，A正確．x＝1.5m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝2s時(shí)正在向下振動(dòng)，根據(jù)“上坡下〞法可判斷機(jī)械波向左傳播，B錯(cuò)誤；0～2s是半個(gè)周期，P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為2×4cm＝8cm，C正確，D錯(cuò)誤；7s是此時(shí)刻再經(jīng)過5s，即1eq\f(1,4)T，這時(shí)P點(diǎn)剛好回到平衡位置，E正確．2．[2022·安徽卷]一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，圖1是t＝0時(shí)刻的波形圖，圖2是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，那么該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值合理的是()圖1圖2A．0.5mB．1.5mC．2.5mD．3.5m答案:C解析：此題考查機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波綜合知識(shí)及圖像分析能力．根據(jù)振動(dòng)圖像可知某質(zhì)點(diǎn)在t＝0s的位移為負(fù)，與此符合的是B、C選項(xiàng)，此時(shí)該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，根據(jù)機(jī)械波的傳播方向分析B、C選項(xiàng)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可知，此時(shí)橫坐標(biāo)x＝1.5m的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，而橫坐標(biāo)x＝2.5m的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確．3．[2022·安徽卷]在科學(xué)研究中，科學(xué)家常將未知現(xiàn)象同現(xiàn)象進(jìn)行比擬，找出其共同點(diǎn)，進(jìn)一步推測(cè)未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律．法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問題時(shí)，曾將扭秤的振動(dòng)周期與電荷間距離的關(guān)系類比單擺的振動(dòng)周期與擺球到地心距離的關(guān)系．單擺擺長(zhǎng)為l，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，擺球到地心的距離為r，那么單擺振動(dòng)周期T與距離r的關(guān)系式為()A．T＝2πreq\r(\f(GM,l))B．T＝2πreq\r(\f(l,GM))C．T＝eq\f(2π,r)eq\r(\f(GM,l))D．T＝2πl(wèi)eq\r(\f(r,GM))答案:B解析：此題考查單擺周期公式、萬有引力定律與類比的方法，考查推理能力．在地球外表有Geq\f(Mm,r2)＝mg，解得g＝Geq\f(Mm,r2).單擺的周期T＝2π·eq\r(\f(l,g))＝2πreq\r(\f(l,GM))，選項(xiàng)B正確．4．[2022·北京卷]一簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播，波長(zhǎng)為λ，周期為T.t＝0時(shí)刻的波形如圖1所示，a、b是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)．圖2是波上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像．以下說法中正確的選項(xiàng)是()圖1圖2A．t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大B．t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的小C．圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)D．圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)答案:D解析：此題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)和波動(dòng)圖像．圖1為波動(dòng)圖像，圖2為振動(dòng)圖像．t＝0時(shí)刻，a在波峰位置，速度為零，加速度最大，b在平衡位置，加速度為零，速度最大，A、B錯(cuò)誤．在波動(dòng)圖像中，根據(jù)同側(cè)法由波傳播方向可以判斷出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，所以t＝0時(shí)刻，b點(diǎn)在平衡位置且向下振動(dòng)，故圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確．5．[2022·全國(guó)卷]兩列振動(dòng)方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡(jiǎn)諧橫波相遇．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為|A1－A2|B．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移始終為A1＋A2C．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移D．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅答案:AD解析：此題考查波的疊加．波峰與波谷相遇，振動(dòng)方向相反，振幅等于兩列波振幅之差，A正確；波峰與波峰相遇，振動(dòng)方向相同，振幅等于兩列波振幅之和，質(zhì)點(diǎn)仍在振動(dòng)而不會(huì)停在最大位移處，B錯(cuò)誤；無論波峰與波谷相遇處還是波峰與波峰相遇處，質(zhì)點(diǎn)都在自己的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，只是波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)振幅大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)振幅，C錯(cuò)誤，D正確．6．[2022·福建卷Ⅰ]在均勻介質(zhì)中，一列沿x軸正向傳播的橫波，其波源O在第一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖像如下圖，那么該波在第一個(gè)周期末的波形圖是()ABCD答案:D解析：由振動(dòng)圖像可知，波源的起振方向是沿y軸負(fù)方向的，由題干可知該波沿x軸正方向傳播，由質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系可知，該波在第一個(gè)周期末的波形圖如圖D所示．7.[2022·山東卷](1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播．以波源O由平衡位置開始振動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像如下圖，O、A的平衡位置相距0.9m．以下判斷正確的選項(xiàng)是________．(雙選，填正確答案標(biāo)號(hào))a．波長(zhǎng)為1.2mb．波源起振方向沿y軸正方向c．波速大小為0.4m/sd．質(zhì)點(diǎn)A的動(dòng)能在t＝4s時(shí)最大答案:(1)ab解析：(1)以波源O由平衡位置開始振動(dòng)計(jì)時(shí)，到質(zhì)點(diǎn)A開始振動(dòng)歷時(shí)3s，O、A平衡位置相距0.9m，所以可得波速為v＝eq\f(0.9,3)m/s＝0.3m/s，c錯(cuò)誤．由圖得知，振動(dòng)周期T＝4s，所以波長(zhǎng)為λ＝vT＝1.2m，a正確．A點(diǎn)沿y軸正向起振，所以波源起振方向也沿y軸正向，b正確．t＝4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位于正向最大位移處，動(dòng)能為零，所以d錯(cuò)誤．8．[2022·四川卷]如下圖，甲為t＝1s時(shí)某橫波的波形圖像，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，距該質(zhì)點(diǎn)Δx＝0.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像可能是()甲乙ABCD答案:A解析：從甲圖可以得到波長(zhǎng)為2m，從乙圖可以得到周期為2s，即波速為1m/s；由乙圖的振動(dòng)圖像可以找到t＝1s時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)位移為負(fù)，并且向下運(yùn)動(dòng)，距該質(zhì)點(diǎn)Δx＝0.5m處的質(zhì)點(diǎn)與該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況相差eq\f(T,4)，即將乙圖中的圖像向左或右平移eq\f(1,4)周期即可得到距該質(zhì)點(diǎn)Δx＝0.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，故只有A正確．9．[2022·天津卷]平衡位置處于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源S在y軸上振動(dòng)，產(chǎn)生頻率為50Hz的簡(jiǎn)諧橫波向x軸正、負(fù)兩個(gè)方向傳播，波速均為100m/s.平衡位置在x軸上的P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)隨波源振動(dòng)著，P、Q的x軸坐標(biāo)分別為xP＝3.5m、xQ＝－3m．當(dāng)S位移為負(fù)且向－y方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的()A．位移方向相同、速度方向相反B．位移方向相同、速度方向相同C．位移方向相反、速度方向相反D．位移方向相反、速度方向相同答案:D解析：此題是對(duì)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的綜合考查，根據(jù)波速和頻率之間的關(guān)系v＝fλ得該波的波長(zhǎng)為2m．可知，當(dāng)S經(jīng)過平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，距離S為1.75個(gè)波長(zhǎng)的P點(diǎn)從最大的負(fù)位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，距離S為1.5個(gè)波長(zhǎng)的Q點(diǎn)經(jīng)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)，所以兩質(zhì)點(diǎn)的位移方向相反，速度方向相同，D正確．10．[2022·浙江卷]一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪較大，游船上下浮動(dòng)．可把游船浮動(dòng)簡(jiǎn)化成豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為20cm，周期為3.0s．當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時(shí)，甲板剛好與碼頭地面平齊．地面與甲板的高度差不超過10cm時(shí)，游客能舒服地登船．在一個(gè)周期內(nèi)，游客能舒服登船的時(shí)間是()A．0.5sB．0.75sC．1.0sD．1.5s答案:C解析：此題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)和建模能力．從平衡位置開始計(jì)時(shí)，游船的振動(dòng)方程x＝20sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3)t))cm，游客要舒服地登船需滿足的條件Δx＝20－x≤10，解得0.25s≤t≤1.25s，故游客能舒服地登船的時(shí)間Δt＝1.0s，選項(xiàng)C正確．11．[2022·浙江卷]以下說法正確的選項(xiàng)是()A．機(jī)械波的振幅與波源無關(guān)B．機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定C．物體受到的靜摩擦力方向與其運(yùn)動(dòng)方向相反D．動(dòng)摩擦因數(shù)的數(shù)值跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料無關(guān)答案:B解析：此題考查機(jī)械波、靜摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)等知識(shí)．機(jī)械波的振幅與波源有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；傳播速度由介質(zhì)決定，選項(xiàng)B正確；靜摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夾角，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；動(dòng)摩擦因數(shù)描述相互接觸物體間的粗糙程度，與材料有關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．12.[2022·重慶卷](2)(6分)一豎直懸掛的彈簧振子下端裝有