知識點(diǎn)十七 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波-2021年高考物理分類題庫

知識點(diǎn)十七機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波1.(2021·湖南選擇考·T16（1）)均勻介質(zhì)中,波源位于O點(diǎn)的簡諧橫波在xOy水平面內(nèi)傳播,波面為圓。t=0時(shí)刻,波面分布如圖(a)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(b)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B點(diǎn),所需時(shí)間為4sB.t=6s時(shí),B處質(zhì)點(diǎn)位于波峰C.t=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),D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【解析】選A、C、E。由圖(a)可知該橫波的波長為10m,由圖(b)可知周期T=4s,則波速為2.5m/s,故A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)所需時(shí)間:tAB=xABv=20-1022.(2021·浙江6月選考·T9)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【解析】選C。由于兩列波振動(dòng)頻率相同,所以在傳播到繩子中點(diǎn)后兩列機(jī)械波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,圖甲可以看出兩列機(jī)械波形成穩(wěn)定的波形,即甲圖中左右手的振動(dòng)完全相同,兩列一樣的波疊加,中點(diǎn)到左右手的波長差滿足振動(dòng)加強(qiáng)條件,中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;乙圖中左右手振動(dòng)方向恰好完全相反,一個(gè)在波峰,另一個(gè)就在波谷,所以兩列波疊加后看不到明顯的波形,選項(xiàng)C正確;由于是穩(wěn)定的干涉圖樣,乙圖中分叉點(diǎn)后的繩子始終見不到明顯的波形,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.(2021·山東等級考·T10)一列簡諧橫波沿x軸傳播,如圖所示,實(shí)線為t1=2s時(shí)的波形圖,虛線為t2=5s時(shí)的波形圖。以下關(guān)于平衡位置在O處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,可能正確的是 ()【解析】選A、C。若機(jī)械波沿x軸正方向傳播,在t1=2s時(shí)O點(diǎn)振動(dòng)方向豎直向上,則傳播時(shí)間Δt=t2-t1=3s,滿足Δt=34T+nT(n=0,1,2,3…),解得T=124n+3s(n=0,1,2,3…),當(dāng)n=0時(shí),解得T=4s,故A正確、B錯(cuò)誤;若機(jī)械波沿x軸負(fù)方向傳播,在t2=5s時(shí)O點(diǎn)處于波谷,則Δt=14T+nT(n=0,1,2,3…),解得T=124.(2021·全國乙卷·T34（1）)(5分)圖中實(shí)線為一列簡諧橫波在某一時(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。

【解析】由題意知波長λ=20cm=0.2m,若波是沿x軸正方向傳播的,則34T=0.3s,解得T=0.4s,則波速v=λT=0.答案:0.50.41.25.(2021·河北選擇考·T16(1))如圖,一彈簧振子沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)。振子零時(shí)刻向右經(jīng)過A點(diǎn),2s后第一次到達(dá)B點(diǎn),已知振子經(jīng)過A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度大小相等,2s內(nèi)經(jīng)過的路程為5.6m。該彈簧振子的周期為s,振幅為m。

【解析】振子經(jīng)過A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度大小相等,A、B兩點(diǎn)對稱,振子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)與振子從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間相等,且二者之和恰好為一個(gè)周期,故周期T=4s。因A、B兩點(diǎn)對稱,OA=OB,2s內(nèi)經(jīng)過的路程恰好為2倍的振幅,故振幅為2.8m。答案:42.86.(2021·廣東選擇考·T16（1）)如圖所示,一個(gè)輕質(zhì)彈簧下端掛一小球,小球靜止?，F(xiàn)將小球向下拉動(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諧運(yùn)動(dòng),周期為T。經(jīng)T8時(shí)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”)A2;在T4時(shí)刻,小球的動(dòng)能(選填“最大”或“最小【解析】根據(jù)簡諧振動(dòng)的位移公式y(tǒng)=-Acos(2πT則t=T8時(shí)有y=-Acos(2πT×T8所以小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離為Δy=A-22A=2-2則小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離小于A2在t=T4答案:小于最大7.(2021·全國甲卷（2）)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。某簡諧橫波沿x軸正方向傳播,波速為v=20cm/s,波長大于20cm,振幅為y0=1cm,且傳播時(shí)無衰減。t=0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Δt=0.6s兩者偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1時(shí)刻(t1>0),質(zhì)點(diǎn)A位于波峰。求(1)從t1時(shí)刻開始,質(zhì)點(diǎn)B最少要經(jīng)過多長時(shí)間位于波峰;(2)t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移?！窘馕觥?1)由題意,周期T=2Δt=1.2s波長λ=vT=24cm,xAB=23故振動(dòng)狀態(tài)從A傳到B需