機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波（2021年高考物理真題按知識(shí)模塊分類匯編）

1（河北卷16（1）,4分）.如圖，一彈簧振子沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振子零時(shí)刻向右經(jīng)過4

點(diǎn)，2s后第一次到達(dá)8點(diǎn)，已知振子經(jīng)過4、8兩點(diǎn)時(shí)的速度大小相等，2s內(nèi)經(jīng)過的路程

為0.4m。該彈簧振子的周期為s,振幅為m。

、

/

/

/

/

/

In/WWVWVWWO——「/

/

/

/

Iii：/

BOA

【答案】⑴.4（2）.0.2

【解析】

[1]根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性可知，振子零時(shí)刻向右經(jīng)過A點(diǎn)，2s后第一次到達(dá)8點(diǎn)，已知振

子經(jīng)過A、8兩點(diǎn)時(shí)的速度大小相等，則/、6兩點(diǎn)關(guān)于平衡位置對(duì)稱，而振動(dòng)經(jīng)過了半個(gè)

周期的運(yùn)動(dòng)，則周期為

T=2f=4s

⑵從A到B經(jīng)過了半個(gè)周期的振動(dòng)，路程為s=0.4m,而一個(gè)完整的周期路程為0.8m,為

4個(gè)振幅的路程，有4A=0.8m解得振幅為A=0.2m

2.（廣東16（1）,6分）如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)彈簧下端掛一小球，小球靜止。現(xiàn)將小球向

-T

下拉動(dòng)距離A后由靜止釋放，并開始計(jì)時(shí)，小球在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T。經(jīng)g時(shí)

AT

間，小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離-（選填“大于”、“小于”或“等于"）；在一時(shí)

24

刻，小球的動(dòng)能（選填“最大”或“最小”）。

【答案】（1）.小于（2）.最大

【解析】

⑴根據(jù)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移公式y(tǒng)=-Acos（系7

T..（T\V2.

則nil？=一時(shí)有y=_Asin——x—=----A

8yT872

所以小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離為Ay=A-=

222

A

則小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離小于一。

2

⑵在，=4時(shí)，小球回到平衡位置，具有最大的振動(dòng)速度，所以小球的動(dòng)能最大。

4

3.（湖南卷16（1）,5分）.均勻介質(zhì)中，波源位于。點(diǎn)的簡(jiǎn)諧橫波在xOy水平面內(nèi)傳播,

波面為圓。f=0時(shí)刻，波面分布如圖（。）所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷。

A處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖（力所示，z軸正方向豎直向上。下列說法正確的是（）

A.該波從A點(diǎn)傳播到8點(diǎn)，所需時(shí)間為4s

B.f=6s時(shí)，3處質(zhì)點(diǎn)位于波峰

c.r=8s時(shí)，C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度方向豎直向上

D.t=10s時(shí)，。處質(zhì)點(diǎn)所受回復(fù)力方向豎直向上

E.E處質(zhì)點(diǎn)起振后，12s內(nèi)經(jīng)過的路程為12cm

【答案】ACE

【解析】

A.由圖4、人可看出，該波的波長(zhǎng)、周期分別為10m,T=4s則根據(jù)波速公式口二-

T

=2.5m/s

■X10

則該波從A點(diǎn)傳播到8點(diǎn)，所需時(shí)間為，=一二——m/s=4m/sA正確；

v2.5

B.由選項(xiàng)A可知，則該波從A點(diǎn)傳播到8點(diǎn)，所需時(shí)間為4s,則在1=6s時(shí)，8點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了

2s,即工，則B處質(zhì)點(diǎn)位于波谷，B錯(cuò)誤；

2

C.波從AE波面?zhèn)鞑サ紺的距離為x=（10君-10）m

X

則波從AE波面?zhèn)鞑サ紺的時(shí)間為t=-?4.9s

v

則f=8s時(shí)，C處質(zhì)點(diǎn)動(dòng)了3.1s,則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)速度方向向上，C正確；

D.波從AE波面?zhèn)鞑サ健５木嚯x為x=（10底一10）m

X

則波從AE波面?zhèn)鞑サ紺的時(shí)間為，=-?1.7s

v

則f=10s時(shí)，C處質(zhì)點(diǎn)動(dòng)了&3s,則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)位于z軸上方，回復(fù)力方向向下，D錯(cuò)誤；

E.由選項(xiàng)A知丁=4s,12s=37一個(gè)周期質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為4cm,則3T質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為

12cm,E正確。

故選ACE。

4.（浙江6月選考卷9,3分）.將一端固定在墻上的輕質(zhì)繩在中點(diǎn)位置分叉成相同的兩股細(xì)

繩，它們處于同一水平面上。在離分叉點(diǎn)相同長(zhǎng)度處用左、右手在身體兩側(cè)分別握住直細(xì)繩

的一端，同時(shí)用相同頻率和振幅上下持續(xù)振動(dòng)，產(chǎn)生的橫波以相同的速率沿細(xì)繩傳播。因開

始振動(dòng)時(shí)的情況不同，分別得到了如圖甲和乙所示的波形。下列說法正確的是（）

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

A.甲圖中兩手開始振動(dòng)時(shí)的方向并不相同

B.甲圖中繩子的分叉點(diǎn)是振動(dòng)減弱的位置

C.乙圖中繩子分叉點(diǎn)右側(cè)始終見不到明顯的波形

D.乙圖只表示細(xì)繩上兩列波剛傳到分叉點(diǎn)時(shí)的波形

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】AB.甲圖中兩手開始振動(dòng)時(shí)的方向相同，則甲圖中分叉點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的位置，所

以AB錯(cuò)誤；

CD.乙圖中兩手開始振動(dòng)時(shí)的方向恰好相反，則乙圖中分叉點(diǎn)是振動(dòng)減弱的位置，則在分

叉點(diǎn)的右側(cè)終見不到明顯的波形，所以C正確；D錯(cuò)誤；

故選Co

5.(全國(guó)乙卷34(1),5分).圖中實(shí)線為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形曲線，經(jīng)過0.3s

后，其波形曲線如圖中虛線所示。已知該波的周期T大于0.3s,若波是沿x軸正方向傳播

的，則該波的速度大小為m/s,周期為s,若波是沿x軸負(fù)方向傳

播的，該波的周期為s。

【答案】⑴.0.5(2).0.4(3).1.2

【解析】

(1)若波是沿x軸正方向傳播，波形移動(dòng)了15cm,由此可求出波速和周期:

0.15,，、一.20.2

V.=-----m/s=0.5m/sT.=—=——s=0.4s

10.31v0.5

(2)若波是沿x軸負(fù)方向傳播的，波形移動(dòng)了5cm,由此可求出波速和周期：

?。?2…

7,=—=—=1.2s

v1

20.366

6.(全國(guó)甲34(2),10分).均勻介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)A、B的平衡位置位于x軸上，坐標(biāo)分別為0

和XB=16cm。某簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v=20cm/s,波長(zhǎng)大于20cm，振幅為y=1cm,

且傳播時(shí)無(wú)衰減。U0時(shí)刻A、B偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同，運(yùn)動(dòng)方向相反，

此后每隔△/=0.6s兩者偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在A時(shí)刻質(zhì)

點(diǎn)A位于波峰。求

(i)從n時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)B最少要經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間位于波峰；

(ii)八時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移。

【答案】⑴0.8s；