新教材2024届高考物理二轮专项分层特训卷第一部分专题特训练专题五机械振动和机械波光电磁波热学近代物理初步考点1机械振动和机械波

这是一份新教材2024届高考物理二轮专项分层特训卷第一部分专题特训练专题五机械振动和机械波光电磁波热学近代物理初步考点1机械振动和机械波，共13页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。

1．[2023·新课标卷]船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声．声波在空气中和在水中传播时的( )
A．波速和波长均不同B．频率和波速均不同
C．波长和周期均不同D．周期和频率均不同
2．[2023·海南卷]如图所示分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是( )
A．该波的周期是5s
B．该波的波速是3m/s
C．4s时P质点向上振动
D．4s时Q质点向上振动
3．[2023·湖南卷]如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC＝BC＝4m，DC＝3m，DC垂直AB.t＝0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4m．下列说法正确的是( )
A．这三列波的波速均为2m/s
B．t＝2s时，D处的质点开始振动
C．t＝4.5s时，D处的质点向y轴负方向运动
D．t＝6s时，D处的质点与平衡位置的距离是6cm
4．[2023·浙江6月]如图所示，置于管口T前的声源发出一列单一频率声波，分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O.先调节A、B两管等长，O处探测到声波强度为400个单位，然后将A管拉长d＝15cm，在O处第一次探测到声波强度最小，其强度为100个单位．已知声波强度与声波振幅平方成正比，不计声波在管道中传播的能量损失，则( )
A．声波的波长λ＝15cm
B．声波的波长λ＝30cm
C．两声波的振幅之比为3∶1
D．两声波的振幅之比为2∶1
题组一 简谐运动
5.[2023·河北省张家口市联考]同一地点，甲、乙单摆在驱动力作用下振动，其振幅A随驱动力频率f变化的图像如图所示，下列说法正确的是( )
A．若驱动力的频率为2f0，乙单摆振动的频率大于2f0
B．若驱动力的频率为2f0，乙单摆振动的频率等于f0
C．若驱动力的频率为2f0，甲、乙单摆振动的振幅相同
D.若驱动力的频率为2f0，甲单摆振动的振幅小于乙单摆的振幅
6.如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量是乙的质量的4倍，弹簧振子做简谐运动的周期T＝2πeq \r(\f(m,k))，式中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中不正确的是( )
A．甲的振幅是乙的振幅的4倍
B．甲的振幅等于乙的振幅
C．甲的最大速度是乙的最大速度的eq \f(1,2)
D．甲的振动周期是乙的振动周期的2倍
7.[2023·上海市虹口区诊断测试]摆球质量为m的单摆做简谐运动，其动能Ek随时间t的变化关系如图所示，则该单摆( )
A．摆长为eq \f(gt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,4π2)
B．摆长为eq \f(gt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,π2)
C．摆球向心加速度的最大值为eq \f(π2E0,2mgt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) )
D．摆球向心加速度的最大值为eq \f(2π2E0,mgt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) )
8.[2023·云南校模拟预测]如图所示，三根长度均为L的轻细绳α、b、c组合系住一质量分布均匀且带正电的小球m，球的直径为d(d≪L)，绳b、c与天花板的夹角α＝30°，空间中存在平行于纸面竖直向下的匀强电场，电场强度E＝eq \f(mg,q)，重力加速度为g，现将小球拉开小角度后由静止释放，则( )
A．若小球在纸面内做小角度的左右摆动，则周期为2πeq \r(\f(2L＋d,2g))
B．若小球做垂直于纸面的小角度摆动，则周期为2πeq \r(\f(3L＋d,4g))
C．摆球经过平衡位置时合力为零
D．无论小球如何摆动，电场力都不做功
题组二 机械波的传播和图像
9.[2023·重庆市联合诊断测试]如图所示，某均匀介质中一列沿x轴正方向传播的简谐横波(图中未画出)，波速为6m/s，两质点P、Q位于x轴上．以该波传到质点P为计时起点，质点P的振动方程为y＝－2sin5πt(cm)，经过时间Δt该波传到质点Q时，质点P位于x轴上方距其平衡位置1cm处且向上振动．由此可知( )
A．该波的波长为2m
B．质点Q开始振动的方向向上
C．质点P、Q平衡位置的间距可能为3.8m
D．Δt＝0.25s
10.[2023·天津市南开区模拟](多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻波形如图所示，此时波刚好传到P点，t＝0.3s时质点P第一次到达负方向最大位移处，则( )
A．此波波源的起振方向沿y轴负方向
B．该简谐横波的波速为10m/s
C．该简谐横波的频率为2.5Hz
D．该波在传播过程中遇到尺寸为1m的障碍物会发生明显的衍射现象
11.[2023·湖南衡阳模拟](多选)如图所示，一列振幅为A＝5cm的简谐横波沿着x轴正方向传播，某时刻(计时开始的时刻)坐标原点处的质点处于平衡位置，P、Q两质点的振动方向相反，位移分别为－3cm、3cm，两质点平衡位置间的距离为1m．已知Q的平衡位置与坐标原点之间的距离小于波长λ，波的传播速度为1m/s，sin37°＝0.6，下列说法正确的是( )
A．此波的波长λ＝4m
B．坐标原点处质点的振动方程为y＝5sinπt(cm)
C．再经过eq \f(37,180)s，质点P到达平衡位置
D．计时开始的10s内，Q经过的路程为50cm
12．[2023·福建省莆田市模拟]一简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距12m．t＝0时a点为波峰，b点为波谷；t＝0.5s时a点为波谷，b点为波峰，则下列判断正确的是( )
A．波一定沿x轴正方向传播
B．波长可能是8m
C．周期可能是0.5s
D．波速可能是12m/s
题组三 波的现象
13．[2023·上海市长宁区模拟]在某介质中，两列振幅和波长都相等的脉冲波相向传播，C为A、B的中点，如图甲所示．在它们相遇的某一时刻出现两列波“消失”的现象，如图乙所示，下列说法错误的是( )
A．该时刻三质点位移均为零
B．该时刻三质点加速度均为零
C．该时刻三质点速度均为零
D．C点位移始终为零
14.如图为水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，S1的振幅A1＝4cm，S2的振幅A2＝3cm，则下列说法正确的是( )
A．处在A、D连线上的质点不一定都是振动加强点
B．由于B点是振动减弱点，所以它的振幅为零
C．某时刻质点D的位移可能为零
D．再过半个周期，质点B、C的点将是振动加强点
15．[2023·安徽省安庆市模拟](多选)如图所示，在某一均匀介质中，M、N是振动情况完全相同的两个波源，其振动图像如图所示，介质中P点与M、N两个波源的距离分别为3m和5m，t＝0时刻两波源同时起振，形成的简谐波分别沿MP、NP方向传播，波速都是10m/s，下列说法正确的是( )
A．简谐横波的波长为2m
B．P点的起振方向沿y轴负方向
C．P点是振动减弱的点
D．0～1s内，P点通过的路程为48cm
16.[2023·浙江省联考]如图所示两个较大的相同容器中盛有相同体积的水和盐水．将一根粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，分别竖直按入液体中相同深度后静止释放，木筷开始在液体中上下振动(不计液体粘滞阻力)，则筷子分别在两种液体中振动时( )
A．周期相同
B．振幅相同
C．重力势能变化的最大值不相同
D．受到液体对它的最小浮力相同
17．[2023·江西省抚州市模拟]如图所示，光滑水平细杆两端固定，小滑块与轻弹簧相连，并套在细杆上，轻弹簧左端固定；在小滑块上固定一个能持续发出单一频率声音的蜂鸣器．滑块与蜂鸣器静止时处于O点，现将其拉到N点由静止释放，滑块与蜂鸣器就沿着细杆在M、N之间振动起来．某同学站在右侧，耳朵正好在MN延长线上，滑块与蜂鸣器整体视为质点，则( )
A.该同学听到的蜂鸣器的声音是断断续续的
B．该同学听到的蜂鸣器振动时的声音总是比静止时音调高
C．如果增大滑块与蜂鸣器振动的振幅，其振动周期一定增大
D．滑块与蜂鸣器的振动可以视为简谐运动
18．[2023·山东省德州市模拟]有主动降噪功能的耳机，内部有可以收集周围环境中噪音信号的麦克风，经过智能降噪处理器对不同的噪声精准运算，产生相应的抵消声波，从而起到降噪消声的作用．下列说法正确的是( )
A．主动降噪是利用了声波的衍射原理，使噪音信号不能从外面传入耳机
B．抵消声波和噪音声波频率可以不同
C．抵消声波和噪音声波振幅相同
D．抵消声波和噪音声波相位相同
19．[2023·湖北省联考]超声波指纹识别是第3代指纹识别技术，相较于电容和光学指纹识别，具有精度高且不易受到外界干扰等优点，在现在智能手机上得到了广泛的应用，其原理是指纹识别器发出一束超声波，超声波在手指表面指纹的峰和谷处反射情况不相同，构建出手指指纹情况，关于超声波指纹识别，下列说法正确的是( )
A．指纹识别中的超声波可以用次声波代替
B．超声波频率越高，在同种介质中传播速度越快
C．超声波的频率越高，波长越短，识别就越精确
D．超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，波长变长
20．[2023·广东省汕头市模拟](多选)一列简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时刻波的图像如图所示，质点P的平衡位置在x＝4m处．该波的周期T＝4s．下列说法正确的是( )
A.t＝13s时质点P位于波峰
B．在0～3s内波传播的距离为6m
C．在0～3s内质点P通过的路程为30cm
D．质点P的振动方程是y＝10sin0.5πt(cm)
21．[2023·上海市长宁区模拟]质量m＝0.2kg的小球用轻质弹簧竖直悬挂，如图甲所示，把小球向下拉至某位置(未超出弹性限度)由静止释放，小球之后运动的速度－时间图像如图乙所示(取竖直向下为正方向，不计空气阻力)，g＝10m/s2，则下列判断正确的是( )
A．在0～4s时间内，重力的冲量为0
B．在0～2s时间内，弹簧弹力做功为1.6J
C．小球从2s末到6s末的运动过程中，弹簧弹力的冲量大小为6.4N·s
D．在2s末弹簧处于原长状态
22．[2023·北京市朝阳区调研]一列简谐横波沿x轴传播，图甲为波在t＝0时刻的波形图，图乙为平衡位置在x＝1m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2m/s
C．0～2s内，质点P运动的路程为2cm
D．质点P、Q的振动方向总是相同
23．[2023·浙江省宁波三锋教研联盟联考](多选)在y轴左右两侧存在两种不同的均匀介质，有两列持续传播的简谐横波沿x轴相向传播，甲向右传播、乙向左传播，t＝0时刻的波形如图所示，甲波恰好传至x＝0处，乙波恰好传至x＝5m处，已知波在负半轴的波速大小为0.5m/s，在正半轴的波速大小为0.25m/s，下列说法中正确的是( )
A．t＝0时刻x＝－2.6m处质点与x＝5.1m处质点的振动方向相反
B．x轴上第一个位移到＋6cm的质点是横坐标为x＝3m
C．较长时间后x＝2.5m处的质点是振动减弱点
D．t＝50s时刻x＝2m处质点的位移为6cm
24．[2023·江苏模拟]某简谐横波在均匀介质中沿xOy平面传播，波源位于O点，t＝0时刻波的圆形波面分布如图(a)，其中实线表示波峰，虚线表示与波峰相邻的波谷．A处质点的振动图像如图(b)，规定z轴正方向垂直于xOy平面向外．求：
(1)该波的波长和该波从P点传播到Q点的时间(可用根式表示)；
(2)M处质点起振后，5s内经过的路程是多少．
[答题区]
考点1 机械振动和机械波
1．解析：声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系v＝λf可知，波长也不同，故A正确，BCD错误．故选A.
答案：A
2．解析：由题图可知，该波的周期T＝4s，A错；由P、Q两个质点的振动图像可知，P、Q两个质点振动反相，则P、Q间距离为(n＋eq \f(1,2))λ＝6m(n＝0，1，2，…)，则波速v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(3,2n＋1)m/s(n＝0，1，2，3，…)，B错；由质点P的振动图像可知，4s时P质点向上振动，C对；由质点Q的振动图像可知，4s时Q质点向下振动，D错．
答案：C
3．解析：由图(b)的振动图像可知，振动的周期为4s，故三列波的波速为v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(4m,4s)＝1m/s，A错误；由图(a)可知，D处距离波源C的距离最近为3m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为tC＝eq \f(DC,v)＝eq \f(3m,1m/s)＝3s，故t＝2s时，D处的质点还未开始振动，B错误；由几何关系可知AD＝BD＝5m，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为tAB＝eq \f(AD,v)＝eq \f(5m,1m/s)＝5s，故t＝4.5s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为t1＝t－tC＝1.5s，由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；t＝6s时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2＝t－tC＝3s，由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；t＝6s时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为t3＝t－tAB＝1s，由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰．根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为y＝2A－A＝2cm，故t＝6s时，D处的质点与平衡位置的距离是2cm，D错误．故选C.
答案：C
4．解析：分析可知A、B两管等长时，声波的振动加强，将A管拉长d＝15cm后，两声波在O点减弱，根据题意设声波加强时振幅为20，声波减弱时振幅为10，则A1＋A2＝20，A1－A2＝10.可得两声波的振幅之比eq \f(A1,A2)＝eq \f(3,1)，故C正确，D错误；
根据振动减弱的条件可得eq \f(λ,2)＝2d，解得λ＝60cm，故AB错误．故选C.
答案：C
5．解析：当物体做受迫振动时，物体振动的频率等于驱动力频率，A、B两项错误；固有频率与驱动力频率越接近，振幅越大．由图可知，甲的固有频率为f0，乙的固有频率为2f0.若驱动力的频率为2f0，甲的振幅小于乙的振幅，C项错误，D项正确．
答案：D
6．解析：根据题意可知，线未断开前，两根弹簧伸长的长度相同，离开平衡位置的最大距离相同，即振幅一定相同，A项错误，B项正确；当线断开的瞬间，弹簧的弹性势能相同，到达平衡后，甲、乙的最大动能相同，由于甲的质量是乙的质量的4倍，由公式Ek＝eq \f(1,2)mv2可得vm＝eq \r(\f(2Ekm,m))，甲的最大速度是乙的最大速度的eq \f(1,2)，C项正确；由于甲的质量是乙的质量的4倍，根据T＝2πeq \r(\f(m,k))可知，甲的振动周期是乙的振动周期的2倍，D项正确．
答案：A
7．解析：由图可知，单摆的周期T＝4t0，根据单摆周期公式T＝2πeq \r(\f(l,g))，解得l＝eq \f(4gt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,π2)，A、B两项错误；摆球到最低点的动能Ek＝E0＝eq \f(1,2)mv2，向心加速度的最大值为a＝eq \f(v2,l)，解得a＝eq \f(π2E0,2mgt eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) )，C项正确，D项错误．
答案：C
8．解析：若小球在纸面内做小角度的左右摆动，小球以O′为悬点做简谐运动，则摆长为l＝L＋eq \f(d,2)，电场和重力场合成等效重力加速度为2g，振动的周期为T1＝2πeq \r(\f(l,2g))＝2πeq \r(\f(L＋\f(d,2),2g))＝2πeq \r(\f(2L＋d,4g))，A项错误；若小球在垂直纸面内做小角度摆动时，相当于以O为悬点做简谐运动，摆长l′＝L＋Lsinα＋eq \f(d,2)＝eq \f(3,2)L＋eq \f(d,2)，振动周期为T2＝2πeq \r(\f(l′,2g))＝2πeq \r(\f(3L＋d,4g))，B项正确；摆球经过平衡位置时速度最大，回复力为零，但沿半径方向合力不为零，C项错误；小球摆动过程中，沿电场力方向存在位移，故电场力做功，D项错误．
答案：B
9．解析：由题知，该波的周期T＝eq \f(2π,5π)s＝0.4s，波长λ＝vT＝2.4m，A项错误；由振动方程y＝－2sin5πt(cm)可知，质点Q的起振方向向下，B项错误；由分析知，质点P、Q平衡位置的间距Δx＝eq \f(7λ,12)＋nλ＝(1.4＋2.4n)m，其中n＝0，1，2，…，当n＝1时，Δx＝3.8m，C项正确；由题知Δt＝(eq \f(7,12)＋n)T＝(eq \f(7,30)＋eq \f(2,5)n)s，其中n＝0，1，2…，D项错误．
答案：C
10．解析：简谐横波沿x轴正方向传播，由“上下坡”法可知，质点P开始振动时的运动方向沿y轴正方向，所以此波波源的起振方向沿y轴正方向，A项错误；t＝0.3s时，质点P第一次到达负方向最大位移处，由eq \f(3,4)T＝0.3s得T＝0.4s，由图知波长λ＝4m，该简谐横波的波速为v＝eq \f(λ,T)＝10m/s，B项正确；该简谐横波的频率为f＝eq \f(1,T)＝2.5Hz，C项正确；障碍物尺寸和波长相近或波长大于障碍物尺寸时，会发生明显的衍射现象，所以该波在传播过程中遇到尺寸为1m的障碍物会发生明显的衍射现象，D项正确．
答案：BCD
11．解析：图示时刻P、Q的位移等大反向，速度也等大反向，且P、Q平衡位置间的距离小于波长λ，可知P、Q平衡位置间的距离为半个波长，即0.5λ＝1m，解得λ＝2m，A错误；由λ＝vT可得T＝2s，由题意可得该时刻的波形图如图．该时刻原点向上振动，设坐标原点处质点的振动方程为y＝Asin (eq \f(2π,T)t)，结合已知条件可得y＝5sinπt(cm)，B正确；设坐标原点处的振动传到质点P的平衡位置处所需要的时间为t0，当质点P到达平衡位置时，坐标原点处质点的位移为3cm，可得3cm＝5sinπt0(cm)，P的平衡位置距离原点小于eq \f(1,4)λ，则解得其到达平衡位置的时间为t0＝eq \f(37,180)s，C正确；计时开始的10s内，正好为5个周期，则10s时间内，Q经过的路程为s＝5×4A＝100cm，D错误．
答案：BC
12．解析：根据分析可知，题干没有给出a、b两点之间的质点的振动方向，则无法确定波的传播方向，A项错误；从波动图像可知，若a点为波峰，b点为波谷，则二者相距至少半个波长，或者n个波长另加半个波长，故有xab＝12m＝(n＋eq \f(1,2))λ，(n＝0，1，2，3…)，解得λ＝eq \f(24,2n＋1)m，(n＝0，1，2，3…)，当n＝1时，解得λ＝8m，B项正确；由题意有t＝0.5s＝(k＋eq \f(1,2))T，(k＝0，1，2，3…)，解得T＝eq \f(1,2k＋1)s，(k＝0，1，2，3…)可知，k无论取何值，T都不可能为0.5s，C项错误；波速为v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(24（2k＋1）,2n＋1)m/s，(n＝0，1，2，3…)，(k＝0，1，2，3…), n、k无论取何值，速度都不可能为12m/s，D项错误．
答案：B
13．解析：由图可知该时刻三质点位移均为零，A项正确；该时刻三质点处在平衡位置，所以加速度均为零，B项正确；左边脉冲波恰通过A点传至B点，右边脉冲波恰通过B点传至A点，所以A、B从平衡位置开始振动，速度不为零．两列波在C点各自产生的振动位移始终大小相等、方向相反，所以C点位移始终为零，速度始终为零，C项错误，D项正确．
答案：C
14．解析：A、D两点振动加强，处在A、D连线上的质点都是振动加强点，A错误；B点是振动减弱点，它的振幅为1cm，B错误；D点为振动加强点，其位移大小在0～7cm之间变化，C正确；B、C两点始终为振动减弱点，D错误．
答案：C
15．解析：由图像可知T＝0.2s，根据v＝eq \f(λ,T)，解得λ＝2.0m，A项正确；P点的起振方向与波源的起振方向相同，沿y轴正方向，B项错误；由于5.0m－3.0m＝2.0m＝λ，P点的振动加强，C项错误；M波源的振动形式到达P点的时间t1＝eq \f(3,10)s＝0.3s，N波源的振动形式到达P点的时间t1＝eq \f(5,10)s＝0.5s，由于0.5s－0.3s＝0.2s＝T，根据振动表达式，波源振动的振幅为2cm，则加强点的振幅为4cm，则在N波源的振动形式到达P点之前P点通过的路程为s＝4×2cm＝8cm，之后P点振动加强，由于1.0s－0.5s＝0.5s＝2eq \f(1,2)T，则0～1s内，N波源的振动形式到达P点之后P点通过的路程为s′＝2×4×4cm＋2×4cm＝40cm，0～1s内，P点通过的路程为s″＝40cm＋8cm＝48cm，D项正确．
答案：AD
16．解析：若木筷平衡时插入水中x0，则有mg＝ρsx0g.设某时刻筷子位置较平衡位置低x，则其回复力F＝ρs(x0＋x)g－mg＝ρsgx，与x成正比，方向相反，故做简谐运动，两种液体密度不同，木筷的平衡位置不同，因此木块做简谐振动的振幅A、最大势能变化不同，B项错误，C项正确；该简谐运动的周期与恢复力的比例系数ρsg有关，因此周期T不同，A项错误；简谐运动最高点与最低点加速度大小相同，则有mg－F浮＝ma，盐水中a大，所以盐水的最小浮力小，D项错误．
答案：C
17．解析：滑块与蜂鸣器沿着细杆在M、N之间振动时，该同学听到的蜂鸣器声音的音调忽高忽低，这是多普勒现象，A、B两项错误；滑块与蜂鸣器的振动可以视为简谐运动，其周期与振幅无关，C项错误，D项正确．
答案：D
18．解析：主动降噪是利用了声波叠加抵消原理，A项错误；抵消声波和噪音声波频率相同，相位差不变，才能干涉相消，相位不必相同，B、D两项错误；抵消声波和噪音声波振幅相同，叠加后噪音才能消失，C项正确．
答案：C
19．解析：超声波具有较强的穿透能力，而次声波没有这能力，所以指纹识别中的超声波不可以用次声波代替，A项错误；超声波属于机械波，传播速度由介质决定，与频率无关，则超声波频率越高，在同种介质中传播速度不变，B项错误；超声波的频率越高，周期越小，波速不变，则波长越短，识别就越精确，C项正确；超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，频率不变，根据λ＝eq \f(ν,f)，可知波长变短，D项错误．
答案：C
20．解析：简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时刻P点向下振动，t＝13s＝3eq \f(1,4)T时，P点在波谷，A项错误；0～3s内，P点运动的时间为eq \f(3,4)T，因此运动的路程为s＝3A＝30cm，C项正确；由公式可知v＝eq \f(λ,T)＝2m/s，在0～3s内波传播的距离为x＝vt＝6m，由公式ω＝eq \f(2π,T)＝0.5πrad/s，开始P点向下振动，因此P的振动方程为y＝－10sin0.5πt(cm)，B项正确，D项错误．
答案：BC
21．解析：在0～4s时间内，重力的冲量为IG＝mgt＝8N·s，A项错误；在0～2s时间内由动能定理可得WG＋W弹＝eq \f(1,2)mv2＝1.6J，重力做负功，故弹簧弹力做功大于1.6J，B项错误；以向下为正，小球从2s末到6s末的运动过程中由动量定理可得mgt＋I弹＝mv2－mv1，v1＝－4m/s，v2＝4m/s，解得I弹＝－6.4N·s，C项正确；在2s末时小球速度最大，此时小球处于平衡位置，即弹簧弹力与小球重力二力平衡，所以此时弹簧处于拉伸状态，D项错误．
答案：C
22．解析：根据图乙可知，t＝0时刻，质点P向上振动，又根据图甲由同侧法可知，该简谐波沿x轴负方向传播，A项错误；根据图甲可知，该波的波长为λ＝2m，则波速为v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(2,4)m/s＝0.5m/s，B项错误；当t＝2s，波恰好传播了半个周期，则质点P运动的路程为s＝2A＝2×1cm＝2cm，C项正确；根据同侧法的原理可知，质点P、Q的振动方向总是相反的，D项错误．
答案：C
23．解析：根据题意，由图可知，甲在y轴左测的波长为4m，则甲的频率为f甲＝eq \f(v左,λ甲)＝eq \f(1,8)Hz，乙的波长为2m，则乙的频率为f乙＝eq \f(v右,λ乙)＝eq \f(1,8)Hz，甲、乙频率相同，可以发生干涉现象．根据题意，由同侧法可知，x＝－2.6m处质点与x＝5.1m处质点的振动方向都向下，相同，A项错误；根据题意可知，甲的波峰传到x＝0时，需要的时间为t1＝eq \f(1,0.5)s＝2s，此时乙的波峰传到x＝6m处，它们在x轴的中点在x＝3m，由于波速相等，同时到达，两列波在此处叠加，使该点的位移为＋6cm，B项正确；根据题意可知，t＝0时，x＝0处质点开始向上振动，x＝5m处的质点开始向下振动，则距两处相等位置x＝2.5m的质点，在较长时间后是振动减弱点，C项正确；根据题意可知，甲波在x＝2m处的质点在t＝50s时，振动5eq \f(1,4)周期，则位移为x1＝3cm，乙波在x＝2m处的质点在t＝50s时，振动4eq \f(3,4)周期，则位移为x2＝3cm，则t＝50s时刻x＝2m处质点的位移为x＝x1＋x2＝6cm，D项正确．
答案：BCD
24．解析：(1)根据图(a)可知，相邻的波峰和波谷间距为5m，则波长λ＝10m.
P点传播到Q点的距离为x＝eq \r(102＋102)＝10eq \r(2)m
根据图(b)可知该简谐波的周期为T＝4s，则波速v＝eq \f(λ,T)＝2.5m/s
该波从P点传播到Q点的时间为t＝eq \f(x,v)＝4eq \r(2)s
(2)根据图(b)可知5s内振动的周期数为n＝eq \f(5s,4s)＝1.25
则经过的路程为s＝4A·n＝5cm.
答案：(1)10m 4eq \r(2)s (2)5cm
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
题号
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
答案