知识点十七 机械振动与机械波--2022年高考物理分类题库.pdf

考点十七机械振动与机械波

1.(2022·辽宁选择考)一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形如图所示,关于质点P

的说法正确的是()

A.该时刻速度沿y轴正方向

B.该时刻加速度沿y轴正方向

C.此后周期内通过的路程为A

D.此后周期内沿x轴正方向迁移为λ

【解析】选A。波沿x轴正方向传播,由“同侧法”可知,该时刻质点P的速度方向沿y轴正

方向,加速度沿y轴负方向,选项A正确,B错误;在该时刻质点P不在特殊位置,则在周期内的

路程不一定等于A,选项C错误;质点只能在自己平衡位置附近振动,而不随波迁移,选项D错

误。

2.(2022·浙江6月选考)如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻

弹簧,两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动,小球将做周期为T

的往复运动,则()

A.小球做简谐运动

B.小球动能的变化周期为

C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T

D.小球的初速度为时,其运动周期为2T

【解析】选B。小球在图中x这段位移中做匀速直线运动,即小球受力不符合与位移成正比,

方向相反,所以小球做的不是简谐运动,A错误;从开始运动,以向右运动方向为正方向,其v-t

图像如图

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AB代表向右匀速通过的过程,B是刚接触弹簧,BC代表做简谐运动,C点代表小球向左刚离开

弹簧瞬间,CD指的是向左匀速通过x的过程,DE是接触左侧弹簧做简谐运动的过程,E点代表小

球向右刚离开弹簧瞬间,EF是向右通过的过程,F点代表回到运动的起点。通过该图像可知,

小球的动能变化周期为,选项B正确;图中BC、DE过程弹性势能均先增大后减小,显然其变化

周期小于T,选项C错误;如果小球的速度变为,则匀速通过x阶段的时间变为原来两倍,但简

谐运动的周期与速度无关(T2π),因此整个运动周期小于2T,选项D错误。

3.(多选)(2022·山东等级考)一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振

动图像如图所示。当t7s时,简谐波的波动图像可能正确的是()

【解析】选A、C。由O点的振动图像可知,周期为T12s,设原点处质点的振动方程为

yAsin(t+φ),则1020sinφ,解得φ,在t7s时刻y20sin(×7+)cm-10cm≈7

-17.3cm,因7sT+T,则在t7s时刻质点在y轴负方向向下振动,根据“同侧法”可判断

若波向右传播,则波形如C所示;若波向左传播,则波形如A所示。故选A、C。

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4.(2022·浙江6月选考)位于x0.25m的波源P从t0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x

轴正负方向传播,在t2.0s时波源停止振动,t2.1s时的部分波形如图所示,其中质点a的

平衡位置x1.75m,质点b的平衡位置x-0.5m。下列说法正确的是ab()

A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉

B.t0.42s时,波源的位移为正

C.t2.25s时,质点a沿y轴负方向振动

D.在0到2s内,质点b运动总路程是2.55m

【解析】

选B、D。波从波源发出后,向x轴正负方向传播,向相反方向传播的波不会相遇,不会

发生干涉,故A错误;由题图可知,波的波长λ1m,由题意可知0.1s内波传播四分之一波长,

可得0.1s,解得T0.4s,根据同侧法可知,波源的振动方向向上,t0.42s时,即Tt时,波

源向上振动,位移为正,故B正确;波的波速v2.5m/s,波源停止振动,到质点a停止振动的时

间t1s0.6s0.25s,即质点a还在继续振动,t2.1s到t2.25s经过时间t0.152

s,即t,结合图像可知质点a位移为正且向y轴正方向运动,故C错误;波传到质点b所需

2

的时间t3s0.3s,在0到2s内,质点b振动的时间为t2s-0.3s1.7sT,质点b运4

动总路程s17A17×0.15m2.55m,故D正确。

5.(多选)(2022·湖南选择考)下端附着重物的粗细均匀木棒,竖直浮在河面,在重力和浮力作

用下,沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动:与此同时,木棒在水平方向上随河水做匀速直线

运动,如图(a)所示。以木棒所受浮力F为纵轴,木棒