专题17 振动和波-五年（2018-2022）（原卷版+解析版）高考物理真题分项汇编（全国通用）

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专题17 振动和波 （原卷版）近5年（2018-2022）高考物理试题分类解析1、（2022·全国乙卷·T34（1））介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源和，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为，当过平衡位置向上运动时，也过平衡位置向上运动．若波速为，则由和发出的简谐横波的波长均为______m。P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与、平衡位置的距离均为，则两波在P点引起的振动总是相互______（填“加强”或“削弱”）的；当恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处的质点______（填“向上”或“向下”）运动。2、（2022·全国甲卷·T34（1））一平面简谐横波以速度v = 2m/s沿x轴正方向传播，t = 0时刻的波形图如图所示，介质中平衡位置在坐标原点的质点A在t = 0时刻的位移，该波的波长为______m，频率为______Hz，t = 2s时刻，质点A______（填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”）。3、（2022·湖南卷·T16（1））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，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）A. x从到的过程中，木棒的动能先增大后减小B. x从到的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小C. 和时，木棒的速度大小相等，方向相反D. 木棒在竖直方向做简谱运动的振幅为E. 木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为4、（2022·山东卷·T9）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（    ） A. B. C. D. 5（2022·浙江6月卷·T16）位于的波源P从时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置，质点b的平衡位置。下列说法正确的是（　　）A. 沿x轴正负方向传播的波发生干涉B. 时，波源的位移为正C. 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2.55m6、（2022·浙江6月卷·T11）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。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动，小球将做周期为的往复运动，则（　　）A. 小球做简谐运动B. 小球动能变化周期为C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为D. 小球的初速度为时，其运动周期为7、（2022·浙江1月卷·T15）两列振幅相等、波长均为、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t=0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距，则（　　）A. 时，波形如图2甲所示B. 时，波形如图2乙所示C. 时，波形如图2丙所示D. 时，波形如图2丁所示8、（2022·广东卷·T16（1））如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至__________（选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。9、【2022·河北·T16(1)】一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为10m/s。在传播方向上有P、Q两质点，坐标分别为xP = 1m，xQ = 6m。波传播到P点开始计时，该点的振动图像如图所示，则简谐波的波长为______m，经过______s，Q点第一次到达正向最大位移处。 10.2021全国甲卷第16题. 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。 11. 2021全国乙卷第15题. 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湖南卷第17题. 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13. 2021广东卷第17题. 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”）。14. 2021河北卷第17题. 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。 15. 2021浙江卷第9题. 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16.2021年高考上海等级考第3题坐标原点的波源O产生的波向两侧传播，当波源振动频率逐渐增大时，则可能的波形图为（）17.2021山东卷第10题. 一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（　　） A.  B. C.  D.  18.2020全国1卷第１５题[物理——选修3-4] 15.在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有__________。A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B. 超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C. 观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D. 同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E. 天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化19.２０２０全国1卷第16题. [物理——选修3-4] 一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为。求：（i）波的波长；（ii）波的传播速度。20.2020全国2卷第15题15.用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。）某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为_______cm。21.2020全国3卷第15题15.如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.1 s时的波形图。已知平衡位置在x=6 m处的质点，在0到0.1s时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为_____s，波速为_____m/s，传播方向沿x轴_____（填“正方向”或“负方向”）。22.2020江苏省卷第13B（1）13B（1）[选修3-4]（1）电磁波广泛应用在现代医疗中.下列属于电磁波应用的医用器械有_______.A.杀菌用的紫外灯    B.拍胸片的X光机C.治疗咽喉炎的超声波雾化器    D.检查血流情况的“彩超”机23.2020北京卷第6题6.一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A. 该横波沿轴负方向传播B. 质点N该时刻向y轴负方向运动C. 质点L经半个周期将沿轴正方向移动D. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同24.2020天津卷第4题4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，时的波形如图所示。时（    ） A. 质点a速度方向沿y轴负方向B. 质点b沿x轴正方向迁移了1mC. 质点c的加速度为零D. 质点d的位移为-5cm25.2020山东卷第4题4.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（　　）A.  B. C.  D. 26.2020上海等级考第5题5、一列横波的波长为1.4m. 在传播方向上某质点从最大位移处回到平衡位置的最短时间为0.14s. 则这列波的波速为(   ) (A) 0.4m/s    (B) 2.5m/s    (C) 5m/s     (D) 10ms27.2020上海等级考第16题16、质量为m，摆长为L的单摆，拉开一定角度后，t1时刻由静止释放。在t1、t2、t3时刻(t1<t2<t3)，摆球动能Ek与势能Ep第一次出现如图关系， 其中E0为单摆的总机械能。此单摆周期为________.摆球在最低点的向心加速度为______(取最低点为零势能面).28.2020浙江第15题15.如图所示，x轴上、处有两个振动周期均为、振幅均为的相同的波源、，时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上、和的三个点，下列说法正确的是（　　）A. 时P、M、Q三点均已振动B. 后M点的位移始终是C. 后P点的位移始终是0D. 时Q点的振动方向竖直向下  29． 2019全国1卷34题.（1）（5分）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=时刻，该波的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．质点Q的振动图像与图（b）相同B．在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大C．在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示E．在t=0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大30.2019年全国2卷34题．[物理——选修3–4]（15分）（1）（5分）如图，长为l的细绳下方悬挂一小球a。绳的另一端固定在天花板上O点处，在O点正下方l的处有一固定细铁钉。将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（约为2°）后由静止释放，并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x，向右为正。下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是_____。31.2019年全国3卷34题．[物理——选修3–4]（15分）（1）（5分）水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．不同质点的振幅都相同B．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化32. 2019年北京卷13题．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则A．此刻a的加速度最小B．此刻b的速度最小C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置33. 2019年天津卷7题.一列简谐横波沿轴传播，已知轴上和处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（    ）A. B. C. D.34. 2019年江苏卷13.B．[选修3–4]（12分）（1）一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的      ．（A）位移增大 （B）速度增大（C）回复力增大 （D）机械能增大35. 2018年全国2卷34题．[物理——选修3-4]（15分）（1）（5分）声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。36. 2018年全国3卷34题.（2）（10分）一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。  37. 2018年全国卷第34（1）题[物理——选修3-4]（15分）（1）（5分）声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。38. 2018年北京16题．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是A．0.60 mB．0.30 mC．0.20 mD．0.15 m39.2018年天津第8题8．一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m，t=1 s时位移为0.1 m，则A．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为B．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为C．若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 sD．若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s40. 2018年江苏12B（3）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=0 和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示．已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长  41.2018年海南第16题. [选修3-4] （12分）  16（1）(4分)警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率。下列说法正确的是_______。 （填入正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分：有选错的得0分）  A.车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高  B.车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低  C.警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低  D.警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射波频率不变42.2018年江苏卷12B．[选修3-4]（12分）（1）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波      ．[来（A）是横波（B）不能在真空中传播（C）只能沿着梳子摇动的方向传播（D）在空气中的传播速度约为3×108 m/ s