2023学年高考物理复习专题12机械振动与机械波真题训练含解析.doc

专题12 机械振动与机械波 1.（2023年全国卷Ⅲ）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s.关于该简谐波，下列说法正确的是_______ A．波长为2 m B．波速为6 m/s C．频率为1.5 Hz D．t=1 s时，x=1 m处的质点处于波峰 E．t=2 s时，x=2 m处的质点经过平衡位置 答案：BCE 解析：由波形图可知，波长为4 m，A错误；实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图，波沿x轴正方向传播，又该波的周期大于0.5 s，则0~0.5 s时间内波传播的距离，，故周期，频率为1.5 Hz，波速，BC正确；由，t=0时，x=1 m处的质点在波峰位置，t=1时，该质点应该在平衡位置向上振动，D错误；由，t=0时，x=2 m处的质点在平衡位置，t=2 s时，该质点同样经过平衡位置，E正确. 2.（2023年江苏卷）野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的___________（选填“周期”或“频率”）也变为原来的2倍，声波的传播速度____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）． 答案：频率 不变 解析：本题考查考生对波的周期、频率与波速之间的关系的理解.播放速度变为原来的2倍，则声波的频率也变为原来的2倍，但在同一均匀介质中声波的传播速度不变. 3.（2023年北京卷）某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是 A．t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值 B．t=2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C．t=3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D．t=4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 答案：A 解析：本题考查简谐运动中速度和加速度的相关知识.t=1 s时,振子在正的最大位移处,振子的速度为零,由a=-kx/m知,加速度为负的最大值,A项正确;t=2 s时,振子位于平衡位置,由a=-kx/m知,加速度为零,B项错误;t=3 s时,振子在负的最大位移处,由a=-kx/m知,加速度为正的最大值,C项错误;t=4 s时,振子位于平衡位置,由a=-kx/m知,加速度为零, D项错误. 4.（2023年天津卷）手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图.绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是 A．该简谐波是纵波 B．该简谐波的最大波长为2L C．时，P在平衡位置上方 D．时，P的速度方向竖直向上 答案：C 解析：本题考查考生对机械波的理解.振动方向与传播方向垂直，故该简谐波是横波，A错误；根据“下坡上”判断，P距离O的最近距离L=λ，所以最大波长等于4L，B错误；经过T，P位于波峰，所以T时，P在平衡位置上方，C正确；在T时，P正在从波峰回到平衡位置，速度方向竖直向下，D错误. 5.（2023年浙江卷）一列向右传播的简谐横波，当波传到处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是 A.波速为 B.经1.4s质点P运动的路程为70cm C.时，处的质点Q第三次到达波谷 D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5HZ 答案:BCD 解析:首先从图中我们可以得出这列波的波长为2米，同时每一个质点开始振动的方向是+y方向万.从0时刻开始到0.9s，P点恰好第三次到达波峰，表示经过了9/4个周期，得出周期TY=0.4s,所以波速v=λ/T=5m/s，故A错误，经过1.4s则P点恰好完成3个完整会周期加1/4周期，所以路程为70cm，故B正确，经过0.5s波传到Q点，则Q点运动了1.1s，恰好完成两个完整周期加3/4周期，处于波谷，故C正确，本列波的频率为2.5HZ，所以要与2.5Hz的波发生干涉，故D正确. 6.（2023年海南卷）从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为10m/s.求 （i）质点P、O开始振动的时刻之差； （ii）再经过半个周期后，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标. 答案： （i）质点P、O开始振动的时刻之差为0.05s. （ii）两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2m、3m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m. 解析：（i）该波的周期为 T===0.2s.由图知，质点P、O开始振动的时刻之差为△t==0.05s. （ii）该波的波长为 λ=vT=10×0.2m=2m.根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，可知，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2m、3m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m. 4