機械振動與機械波（2021年高考物理真題按知識模塊分類匯編）

1（河北卷16（1）,4分）.如圖，一彈簧振子沿x軸做簡諧運動，振子零時刻向右經(jīng)過4

點，2s后第一次到達(dá)8點，已知振子經(jīng)過4、8兩點時的速度大小相等，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。

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In/WWVWVWWO——「/

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Iii：/

BOA

【答案】⑴.4（2）.0.2

【解析】

[1]根據(jù)簡諧運動對稱性可知，振子零時刻向右經(jīng)過A點，2s后第一次到達(dá)8點，已知振

子經(jīng)過A、8兩點時的速度大小相等，則/、6兩點關(guān)于平衡位置對稱，而振動經(jīng)過了半個

周期的運動，則周期為

T=2f=4s

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

4個振幅的路程，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

下拉動距離A后由靜止釋放，并開始計時，小球在豎直方向做簡諧運動，周期為T。經(jīng)g時

AT

間，小球從最低點向上運動的距離-（選填“大于”、“小于”或“等于"）；在一時

24

刻，小球的動能（選填“最大”或“最小”）。

【答案】（1）.小于（2）.最大

【解析】

⑴根據(jù)簡諧振動的位移公式y(tǒng)=-Acos（系7

T..（T\V2.

則nil？=一時有y=_Asin——x—=----A

8yT872

所以小球從最低點向上運動的距離為Ay=A-=

222

A

則小球從最低點向上運動的距離小于一。

2

⑵在，=4時，小球回到平衡位置，具有最大的振動速度，所以小球的動能最大。

4

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

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

A處質(zhì)點的振動圖像如圖（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點傳播到8點，所需時間為4s

B.f=6s時，3處質(zhì)點位于波峰

c.r=8s時，C處質(zhì)點振動速度方向豎直向上

D.t=10s時，。處質(zhì)點所受回復(fù)力方向豎直向上

E.E處質(zhì)點起振后，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、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點傳播到8點，所需時間為，=一二——m/s=4m/sA正確；

v2.5

B.由選項A可知，則該波從A點傳播到8點，所需時間為4s,則在1=6s時，8點運動了

2s,即工，則B處質(zhì)點位于波谷，B錯誤；

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)鞑サ紺的時間為t=-?4.9s

v

則f=8s時，C處質(zhì)點動了3.1s,則此時質(zhì)點速度方向向上，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)鞑サ紺的時間為，=-?1.7s

v

則f=10s時，C處質(zhì)點動了&3s,則此時質(zhì)點位于z軸上方，回復(fù)力方向向下，D錯誤；

E.由選項A知丁=4s,12s=37一個周期質(zhì)點運動的路程為4cm,則3T質(zhì)點運動的路程為

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

始振動時的情況不同，分別得到了如圖甲和乙所示的波形。下列說法正確的是（）

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A.甲圖中兩手開始振動時的方向并不相同

B.甲圖中繩子的分叉點是振動減弱的位置

C.乙圖中繩子分叉點右側(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時的波形

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】AB.甲圖中兩手開始振動時的方向相同，則甲圖中分叉點是振動加強的位置，所

以AB錯誤；

CD.乙圖中兩手開始振動時的方向恰好相反，則乙圖中分叉點是振動減弱的位置，則在分

叉點的右側(cè)終見不到明顯的波形，所以C正確；D錯誤；

故選Co

5.(全國乙卷34(1),5分).圖中實線為一列簡諧橫波在某一時刻的波形曲線，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，波形移動了5cm,由此可求出波速和周期：

?。?2…

7,=—=—=1.2s

v1

20.366

6.(全國甲34(2),10分).均勻介質(zhì)中質(zhì)點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y=1cm,

且傳播時無衰減。U0時刻A、B偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同，運動方向相反，

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時刻質(zhì)

點A位于波峰。求

(i)從n時刻開始，質(zhì)點B最少要經(jīng)過多長時間位于波峰；

(ii)八時刻質(zhì)點B偏離平衡位置的位移。

【答案】⑴0.8s；