高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题13 机械振动与机械波
展开专题13 机械振动与机械波
1.(2023·北京卷)位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t = 0时波源开始振动,其位移y随时间t变化的关系式为,则t = T时的波形图为( )
A. B.
C. D.
2.(2022·北京卷)在如图所示的坐标系中,一条弹性绳沿x轴放置,图中小黑点代表绳上的质点,相邻质点的间距为a。时,处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.时,质点沿y轴负方向运动 B.时,质点的速度最大
C.时,质点和相位相同 D.该列绳波的波速为
3.(2021·北京卷)一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是( )
A.该简谐横波沿x轴负方向传播 B.此时K质点沿y轴正方向运动
C.此时K质点的速度比L质点的小 D.此时K质点的加速度比L质点的小
一、单选题
1.(2023·北京市潞河中学·校考三模)早期工程师们发现飞机启动后飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来,经过分析发现是机翼发生了共振现象。为了解决该问题,工程师们创造性地在飞机机翼前缘处安装一个配重杆。这样做的主要目的是( )。
A.加大飞机的惯性 B.使机体更加平衡
C.改变机翼的固有频率 D.使机翼更加牢固
2.(2023·北京市潞河中学·校考三模)某列简谐横波在t1=0时刻的波形如图甲中实线所示,t2=3.0s时刻的波形如图甲中虚线所示,若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图像,下列说法中正确的是( )
A.在t1=0时刻质点b沿y轴正方向运动
B.图乙是质点d的振动图像
C.从t1=0到t2=3.0s这段时间内,质点a通过的路程为1.5m
D.t3=9.5s时刻质点c沿y轴正方向运动
3.(2023·北京十一中学·校考三模)一列简谐横波以10m/s的速度沿x轴正方向传播,t = 0时刻这列波的波形如图所示.则a质点的振动图象为( )
A. B. C. D.
4.(2023·清华附中·校考三模)如图所示,三个完全相同的弹簧振子,分别固定在光滑水平面上、竖直天花板上、倾角为θ的光滑斜面上。现将三个物块拉离各自的平衡位置由静止释放,物块做简谐振动。下列说法正确的是( )
A.振幅一定相同
B.最大回复力一定相同
C.振动的周期一定相同
D.振动系统的能量一定相同
5.(2023·清华附中·校考三模)一简谐机械波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T。t=0时刻的波形如图1所示,a、b、c是波上的三个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.t=0时,质点a的加速度比质点b的小
B.质点b和质点c的速度方向总是相同的
C.图2可以表示质点b的振动
D.图2可以表示质点c的振动
6.(2023·北京第101中学·校考三模)如图,左边为竖直弹簧振动系统,振子连接一根水平很长的软绳,沿绳方向取轴.振子从平衡位置以某一初速度向A端开始运动,经,处的绳开始振动,则下列说法正确的是
A.此绳的周期为4s
B.绳上各质点都沿轴方向运动,因此绳波为横波
C.绳上产生的波的传播速度决定于弹簧振子振动的频率
D.若振子振动频率,则绳波波长为
7.(2023·北师大实验中学·校考三模)关于下列四幅图的说法,正确的是
A.图甲中C摆开始振动后,A、B、D三个摆中B摆的振幅最大
B.图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样,这两列水波的频率不一定相同
C.图丙是两种光现象图案,上方为光的衍射条纹、下方为光的干涉条纹
D.图丁说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关
8.(2023·北大附中·校考三模)一列简谐横波某时刻的波形图如图甲表示,图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像,则下列说法正确的是
A.若波沿x轴正向传播,则图乙表示P点的振动图像
B.若图乙表示Q点的振动图像,则波沿x轴正向传播
C.若波速是20m/s,则图乙的周期是0.02s
D.若图乙的频率是20Hz,则波速是10m/s
9.(2023·北京房山·统考二模)如图甲所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向,以振子从A点开始运动的时刻作为计时起点,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.时,振子的速度方向向左
B.时,振子的加速度方向向右
C.到的时间内,振子的回复力逐渐增大
D.到的时间内,振子的动能逐渐减小
10.(2023·北京门头沟·统考二模)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻波的图像如图所示。下列判断正确的是( )
A.这列波的周期为8s
B.此时P质点的速度比H质点的小
C.此时P质点的加速度比H质点的小
D.此后P质点比H质点先回到平衡位置
11.(2023·北京朝阳·统考一模)某地震局记录了一列沿x轴正方向传播的地震横波,在时刻的波形如图中实线所示,时刻第一次出现图中虚线所示的波形。下列说法正确的是( )
A. 该地震波的周期为0.5s
B. 该地震波波速为4km/s
C. 时刻,处质点的振动方向沿y轴正方向
D. 内处的质点沿x轴正方向前进2km的距离
12.(2023·北京东城·统考一模)图甲所示为一列简谐横波在时的波形图,图乙所示为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 此列波的传播速度为
B. 此列波沿主轴正方向传播
C. 时,质点P的运动速度为
D. 时,质点P相对平衡位置的位移为
13.(2023·北京丰台·统考一模)图甲为水平放置的弹簧振子,图乙为该弹簧振子的频闪照片。拍摄时底片沿着垂直于小球振动的方向从下向上匀速运动。图乙中M为时刻拍摄的小球的像,N为时刻拍摄的小球的像,不计阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球在、时刻的加速度方向相同
B. 增大底片匀速运动的速度,同样尺寸的底片上拍摄小球像的个数减少
C. 小球从时刻运动至平衡位置的时间大于从时刻运动至平衡位置的时间
D. 从时刻到时刻的过程中,弹簧的弹性势能逐渐减小,小球的动能逐渐增大
14.(2023·北京海淀八模(一))某科研小组在某深为d的矿井处测得一单摆的周期为T,先将这同一单摆移到地面测得其周期为T0;再将这一单摆移到某高山顶上测得其周期也是T,假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零,万有引力常数为G。则根据题给已知条件可以求出的物理量正确的是( )
A. 地球的半径R B. 地球的质量M
C. 地球表面的重力加速g D. 高山的海拨高度h
15.(2023·北京海淀八模(二))在光滑水平面上的O点系一长为L的绝缘细线,线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球。当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后,小球处于平衡状态,如图所示。现给小球一垂直于细线的初速度,使小球在水平面上开始运动。若很小,则小球第一次回到平衡位置所需时间为( )
A. B. C. D.
16.(2023·北京海淀八模(四))在均匀介质中,各质点的平衡位置在同一直线上,相邻两质点的距离均为s,如图甲所示,振动从质点1开始向右传播,质点1开始运动时的速度方向向上,经过时间t,前13个质点第一次形成如图乙所示的波形,关于这列波的周期和波速下列说法正确的是( )
A. 这列波的周期为 B. 这列波的周期为
C. 这列波的传播速度 D. 这列波的传播速度
17.(2023·北京平谷·统考一模)一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为(y的单位是cm)。则下列说法正确的是( )
A. 该波的波长,振幅
B. 处的质点此刻具有最大速度
C. 该波沿x轴负方向传播
D. 这列波的波速
18.(2023·北京平谷·统考一模)如图,细绳一端固定于悬挂点P,另一端系一小球。在悬挂点正下方Q点处钉一个钉子。小球从A点由静止释放,摆到最低点O的时间为,从O点向右摆到最高点B(图中未画出)的时间为。摆动过程中,如果摆角始终小于5°,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. ,摆球经过O点前后瞬间,小球的速率不变
B. ,摆球经过O点前后瞬间,小球的速率变大
C. ,摆球经过O点前后瞬间,摆线上的拉力大小不变
D. ,摆球经过O点前后瞬间,摆线上的拉力变大
19.(2023·北京西城·统考一模)一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形图如图所示,下列判断正确的是( )
A. 此时质点K速度方向沿y轴负方向
B. 此时质点M的加速度方向沿y轴正方向
C. 此时质点K的速度比质点L的小
D. 此时质点K和质点M的相位相同
20.(2023·北京延庆·统考一模)一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示,图乙所示为该波中处质点P的振动图像.下列说法正确的是( )
A. 此波的波速为 B. 此波沿x轴正方向传播
C. 时质点P的速度最大 D. 时质点P的加速度最大
21.(2023·北京汇文中学·校考一模)甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示,由图像可知( )
A. 任一时刻两振子的回复力方向都相同
B. 甲、乙两振子振动频率之比为2:1
C. 甲的加速度为零时,乙的加速度也为零
D. 甲的速度为零时,乙的速度也为零
22.(2023·北京汇文中学·校考一模)声波是一种机械波,具有波的特性,关于声波下列说法中正确的是( )
A. 不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加
B. 高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象
C. 相同条件下,低频声波比高频声波更容易发生衍射现象
D. 不同频率的声波在空气中相遇时频率均会发生改变
23.(2023·北京四中·校考一模)如图所示是一列简谐横波t=0时刻的图像,经过时间,恰好第三次重复出现图示的波形。根据以上信息,下面各项不能确定的是( )
A. 波的传播速度的大小 B. 经过时间,质点P通过的路程
C. t=0.6s时刻质点P的速度方向 D. t=1.0s时刻的波形图
24.(2023·北京海淀·统考一模)波源垂直于纸面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的俯视图,实线圆表示波峰,虚线圆表示波谷,相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示,取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为
B. 图甲中质点和的相位差为
C. 图甲中质点在该时刻速度方向垂直纸面向外
D. 图乙可能是质点的振动图像
25.(2023·北京石景山·统考一模)一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的图像如图所示,此时处质点的速度沿y轴正方向。下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波沿x轴负方向传播
B. 该时刻,处的质点速度最大
C. 该时刻,处的质点速度最大
D. 经过1个周期,处的质点运动的路程是8m
26.(2023·北京房山·统考一模)抖动细绳能形成简谐横波,某人时刻拿细绳的一端A开始上下抖动,细绳上各点做简谐运动,振幅为0.2m。时细绳上形成的波形如图所示,下列说法正确的是( )
A.根据题中所给数据可以求出波速 B.A点的起振方向向上
C.此时C点的振动方向向上 D.再经过0.4s质点A将向右移动一个波长
27.(2023·北京门头沟·统考一模)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,a、b为介质中的质点,此时质点a的速度方向沿y轴正方向。下列说法正确的是( )
A.该横波沿x轴负方向传播
B.质点b该时刻向y轴负方向运动
C.该时刻质点a的速度比质点b的速度小
D.该时刻质点a的加速度比质点b的加速度小
28.(2023·北京通州·统考一模)如图所示,和是两相干水波波源,它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。已知两列波的波长均为5cm,A、B、C三质点的平衡位置在同一直线上,且B点为AC连线的中点。下列说法正确的是( )
A. 此时B点正竖直向下运动
B. C点处于振动的减弱区
C. 此时A、C两点的竖直高度差为20cm
D. 再经过半个周期,质点C运动至A处
29.(2023·北京西城·统考二模)一列简谐横波沿x轴传播,时刻的波形如图1所示,K、L是介质中的两个质点。图2是质点K的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 时刻质点K的加速度比质点L的大
B. 时刻之后,质点K比质点L先到达正向最大位移处
C. 波沿x轴正方向传播,速度为1.0m/s
D. 波沿x轴负方向传播,速度为0.5m/s
30.(2023·北京西城·统考二模)当物体相对于地球表面运动时,会受到“地转偏向力”的影响。“地转偏向力”不是物体真实受到的力,是由于地球自转而产生的惯性效应。其原因是:除南北两极外,地球上各纬度的自转角速度相同,但自转线速度不同。在北半球,物体由北向南运动的过程中,由于惯性,物体随地球自转的线速度相对地表显得慢了,因此表现出向前进方向的右侧偏转的现象。“地转偏向力”对地球上所有移动的物体,包括气团、河流,运行的火车、火箭发射等都会产生影响。通过观察“地转偏向力”对单摆的运动产生的影响可以证明地球在自转。1851年,法国物理学家傅科在巴黎的教堂用摆长67m、直径约30cm、质量为28kg的铁球制成的单摆(傅科摆)间接证实了地球在自转。根据以上材料,结合所学,判断下列说法正确的是( )
A. 在北半球,物体由南向北运动过程中,它会向前进方向的左侧偏转
B. 在南半球沿平直路面向南行驶的火车,在前进方向上对左侧轨道的压力小于对右侧轨道的压力
C. 在南半球,傅科摆在摆动过程中,摆动平面沿逆时针方向(俯视)不断偏转
D. “地转偏向力”对运动的影响程度,与物体沿南北方向相对地表运动的速度大小无关
31.(2023·北京丰台·统考二模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在时的波形如图甲所示,L、M、N是波上的三个质点,图乙是其中一个质点在此后一段时间内的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 时,质点M沿y轴正方向运动
B. 时,质点M的加速度比质点N的小
C. 图乙是质点N的振动图像
D. 质点L和质点N的相位总是相同
32.(2023·北京东城·统考二模)如图甲所示,轻弹簧的一端固定,另一端连接一个有孔的小球(球下固定有笔头),小球套在光滑的杆上,沿水平方向做简谐运动。在小球运动时,沿垂直于小球振动方向,以速度v匀速拉动纸带,笔头在纸带上留下痕迹,a、b是痕迹上的两点,如图乙所示。不计一切阻力。下列说法正确的是( )
A. 图乙曲线记录了小球的运动轨迹
B. t时间内小球的运动路程可能为vt
C. 记录a点时小球的速度小于记录b点时小球的速度
D. 如果仅减小纸带移动速度,小球运动的周期变大
33.(2023·北京朝阳·统考二模)一列简谐横波沿x轴传播,图甲为波在时刻的波形图,图乙为平衡位置在处质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的波速为
C. 内,质点P运动的路程为
D. 质点P、Q的振动方向总是相同
34.(2023·北京昌平·统考二模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为。在传播方向上有P、Q两质点,坐标分别为,。波传播到P点开始计时,P点的振动图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的振幅为 B. 该波的频率为
C. 该波的波长为 D. 经过,波将传播到Q点
35.(2023·北京十九中学·校考模拟)如图所示为单摆的振动图像,根据此振动图像不能确定的物理量是( )
A. 摆长 B. 回复力 C. 频率 D. 振幅
二、多选题
36.(2023·北京市中关村中学·校考三模)波源O垂直于纸面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的俯视图,实线圆表示波峰,虚线圆表示波谷,相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示,取垂直纸面向外为正方向。下列说法不正确的是( )
A.该波的波速为30cm/s B.图甲中质点P和Q的相位差为
C.图甲中质点N在该时刻速度方向垂直纸面向里 D.图乙可能是质点N的振动图像
37.(2023·北京海淀八模(一))如图所示,某均匀介质中有两列简谐横波A和B同时沿x轴正方向传播,在t=0时刻两列波的波谷正好在x=0处重合,则下列说法正确的是( )
A. A、B的周期之比为5:3
B. 两列波传播速度相同
C. t=0时刻x=0处质点的振动位移为40cm
D. x=0处质点的振动始终加强
E. t=0时刻x轴正半轴上到原点最近的另一波谷重合处的横坐标为x=15m
38.(2023·北京十二中·校考模拟)一列简谐横波在介质中沿x轴传播,在时刻的波形图如图所示,P、Q为介质中的两质点。此时质点P正在向动能减小的方向运动,质点Q横坐标为5cm。时,质点Q第一次回到平衡位置,时,质点P第一次回到平衡位置。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴负方向传播 B.时,质点P向y轴负方向运动
C.波长为12cm D.时,质点P位于波峰
39.(2023·北京十九中学·校考模拟)在用单摆测定重力加速度的实验中,为了减小测量误差,下列措施正确的有( )
A. 对于相同半径的木球和铁球,选用铁球
B. 单摆的摆角从原来的改变为
C. 测量摆球振动周期时,选取最高点作为计时的起、终点位置
D. 在测量单摆周期时,防止出现“圆锥摆”
E. 测量摆长时,单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长
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高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题15 光学: 这是一份高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题15 光学,文件包含高考物理真题分项汇编三年2021-2023专题15光学解析版docx、高考物理真题分项汇编三年2021-2023专题15光学原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共34页, 欢迎下载使用。