2021年高考物理真题及模拟题分类汇编专题16 机械振动和机械波（学生版+教师版）

2021年高考真题和模拟题分类汇编  物理

专题16 机械振动和机械波

选择题

1.(2021·浙江卷)将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳，它们处于同一水平面上。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端，同时用相同频率和振幅上下持续振动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同，分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是(　　)

A.甲图中两手开始振动时的方向并不相同

B.甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置

C.乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形

D.乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形

2.(2021·湖南卷)均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t = 0时刻，波面分布如图(a)所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图(b)所示，z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是(       )

A.该波从A点传播到B点，所需时间为

B.时，处质点位于波峰

C.时，处质点振动速度方向竖直向上

D.时，处质点所受回复力方向竖直向上

E.处质点起振后，内经过的路程为

3.(2021春·浙江卷)两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.12s，下列说法正确的是(　　)

A.简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24m       B.简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48s

C.绳上各点均做振幅相同的简谐运动     D.两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是0.48m

4.(2021春·浙江卷)为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示。则(　　)

A.针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同

B.随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大

C.打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同

D.稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同

5.(2021·四川泸州三模)一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，从此刻起，经过∆t=0.2s波形图如图中虚线所示，若△t<T (T为波的周期)，则下列说法正确的是(　　)

A.这列波沿着x轴正方向传播

B.这列波的传播速度是15m/s

C.若p点的纵坐标是2cm，则它对应的的横坐标是1.5m

D.p质点在0到0.30s内通过的路程为8cm

E.若此波遇到另一列频率为1.25Hz的简谐横波，能发生稳定的干涉现象

6.(2021·北京海淀一模)一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时的波形如图2甲所示，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动。图2乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是

A.该波沿x轴负方向传播                         B.图2乙可能为Q点的振动图像

C.t=0.10s时，质点P沿y轴正方向运动             D.该波的波速为80m/s

7.(2021·云南曲靖一模)如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的速度大小均为，两列波的振幅均为。图示为时刻两列波的图像(传播方向如图所示)，该时刻平衡位置位于和的P、Q两质点刚开始振动，另有一质点M，平衡位置处于处。关于各质点运动情况的判断正确的是(　　)

A.两波源的起振方向均为y轴负方向

B.t=0时刻质点P、Q均沿y轴负方向运动

C t=0.75s时刻，质点P、Q都运动到x=0.5m处

D.t=1s时刻，质点M的位移为-4cm

E.t=ls时刻，质点M的位移为4cm

8.(2021·江苏常州一模)如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当a摆振动的时候，其余各摆在a摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是(　　)

A.稳定时b摆的振幅最大              B.稳定时b摆的周期最大

C.由图乙可以估算出b摆的摆长        D.由图乙可以估算出c摆的摆长

9.(2021·广西柳州一模) t=0时刻一列简谐横波在某弹性介质中波形图如图所示，介质中的三个质点a、b、c此时刻对应的位置如图，已知质点b在介质中振动的频率为5Hz，质点c的动能正在逐渐增大，且此时刻质点c对应的y轴坐标为-2.5cm， 则下列说法正确的是(　　)

A.t=0时刻质点a的加速度最大

B.该波沿x轴正方向传播

C.质点a、b做受迫振动，而且振动频率与质点c相同

D.从t=0时刻开始经过0.05s，质点c运动的路程为5cm

E.质点c的初相位为

10.(2021·北京东城一模)一列简谐横波某时刻波形如图所示，此时质点P的速度方向沿y轴正方向，则

A.这列波沿x轴负方向传播

B.质点a此时动能最大，加速度最小

C.再经过一个周期，质点P运动到x=6m处

D.当质点P运动到最低点时，质点b恰好运动到平衡位置

填空题

11.(2021·全国乙卷)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为___________，周期为___________s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为___________s。

12.(2021·广东卷)如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经时间，小球从最低点向上运动的距离_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)；在时刻，小球的动能______(选填“最大”或“最小”)。

13.(2021·河北卷)如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为________s，振幅为______m。

计算题

14.(2021·全国甲卷)均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和xB=16cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=20cm/s，波长大于20cm，振幅为y=1cm，且传播时无衰减。t=0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔△t=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1时刻(t1>0)，质点A位于波峰。求

(i)从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；

(ii)t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。