PAGE9-專題93機械振動和機械波1.[2024·北京卷]一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，比較介質中的三個質點a、b、c，則()A．此刻a的加速度最小B．此刻b的速度最小C．若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸正方向運動D．若波沿x軸負方向傳播，a比c先回到平衡位置2．[2024·山西模擬](多選)下列說法正確的是()A．日光燈是紫外線的熒光效應的應用B．單擺在做受迫振動時，它的周期等于單擺的固有周期C．機械波從一種介質進入另一種介質后，它的頻率保持不變D．麥克斯韋第一次用試驗證明了電磁波的存在E．彈簧振子做簡諧運動時，振動系統的勢能與動能之和保持不變3．[2024·包頭市質檢](多選)關于振動與波，下列說法正確的是()A．軍隊士兵便步過橋，是為了避開橋發生共振B．一個單擺在赤道上的振動周期為T，移到北極時振動周期也為TC．一列水波遇到障礙物發生衍射，衍射后的水波頻率不變D．簡諧橫波在傳播過程中每經過一個周期，振動質點將沿傳播方向移動一個波長E．當接收者遠離波源時，其接收到的波的頻率比波源發出的頻率低4．[2024·廣州市調研](多選)甲、乙兩彈簧振子，振動圖象如圖所示，則可知()A．甲速度為零時，乙速度最大B．甲加速度最小時，乙速度最小C．任一時刻兩個振子受到的回復力都不相同D．兩個振子的振動頻率之比f甲:f乙＝1:2E．兩個振子的振幅之比為A甲:A乙＝2:15．[2024·河西五市聯考](多選)如圖甲所示，在水平面內，有三個質點a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點上，已知ab＝6m，ac＝8m．在t1＝0時刻a、b同時起先振動，振動圖象均如圖乙所示，所形成的機械波在水平面內傳播，在t2＝4s時c點起先振動，則()A．該機械波的傳播速度大小為2m/sB．c點的振動頻領先是與a點相同，兩列波相遇后c點的振動頻率增大C．該列波的波長是2mD．兩列波相遇后，c點振動加強E．兩列波相遇后，c點振動減弱6.[2024·昆明摸底](多選)如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝0時刻波傳播到平衡位置位于x＝5m處的質點B，平衡位置位于x＝1m處的質點A在t＝0.9s時第三次出現波峰，關于該簡諧波，下列說法正確的是()A．波長為5mB．波速為10m/sC．頻率為2.5HzD．從t＝0到t＝0.9s的過程中，A質點的路程為0.4mE．t＝0.6s時，平衡位置位于x＝6m的質點C其次次位于波峰7．[2024·湖北重點中學摸底](多選)圖甲為一列簡諧橫波在t＝0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1m處的質點，Q是平衡位置為x＝4m處的質點，圖乙為質點Q的振動圖象，則下列說法正確的是()A．該波的周期是0.10sB．該波的傳播速度為40m/sC．該波沿x軸的負方向傳播D．t＝0.10s時，質點Q的速度方向向下E．從t＝0.10s到t＝0.25s，質點P通過的路程為30cm8．[2024·全國卷Ⅲ](多選)水槽中，與水面接觸的兩根相同細桿固定在同一個振動片上．振動片做簡諧振動時，兩根細桿周期性觸動水面形成兩個波源．兩波源發出的波在水面上相遇，在重疊區域發生干涉并形成了干涉圖樣．關于兩列波重疊區域內水面上振動的質點，下列說法正確的是()A．不同質點的振幅都相同B．不同質點振動的頻率都相同C．不同質點振動的相位都相同D．不同質點振動的周期都與振動片的周期相同E．同一質點處，兩列波的相位差不隨時間變更9．[2024·武漢市調研](多選)波速均為1.0m/s的兩列簡諧橫波，分別從波源x＝0、x＝12m處沿x軸相向傳播，t＝0時的波形圖如圖所示．下列說法正確的是()A．兩列波的頻率均為0.25HzB．t＝0.2s時，兩列波相遇C．兩列波相遇過程中，x＝5m處和x＝7m處的質點振動加強D．t＝3s時，x＝6m處的質點位移達到最大值E．當波源從x＝0處沿x軸正向運動時，在x＝12m處的視察者視察到該簡諧橫波的頻率變大10．[2024·成都市模擬](多選)如圖甲，介質中兩個質點A和B的平衡位置距波源O的距離分別為1m和5m．圖乙是波源從起振起先做簡諧運動的振動圖象．波源振動形成的機械橫波沿圖甲中x軸傳播．已知t＝5s時刻，A質點第一次運動到y軸負方向最大位移處．下列推斷正確的是()A．A質點的起振方向向上B．該列機械波的波速為0.2m/sC．該列機械波的波長為2mD．t＝11.5s時刻，B質點的速度方向沿y軸正方向E．若將波源移至x＝3m處，則A、B兩質點同時起先振動，且振動狀況完全相同11.[2024·昆明市模擬](多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，某時刻形成的波形圖如圖所示，a、b、c、d為四個質點，已知此時質點a正在向上運動，質點a、b位移相同．下列說法正確的是()A．此列波沿x軸負方向傳播B．此時質點a的加速度與質點b的加速度相同C．此時質點a的速度與質點b的速度相同D．該時刻后，質點a與質點b同時回到平衡位置E．半個周期后，質點b的加速度和速度均與原來大小相等，但方向相反12．[2024·全國卷Ⅰ](多選)一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝eq\f(T,2)時刻，該波的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質中的兩個質點．圖(b)表示介質中某質點的振動圖象．下列說法正確的是()A．質點Q的振動圖象與圖(b)相同B．在t＝0時刻，質點P的速率比質點Q的大C．在t＝0時刻，質點P的加速度的大小比質點Q的大D．平衡位置在坐標原點的質點的振動圖象如圖(b)所示E．在t＝0時刻，質點P與其平衡位置的距離比質點Q的大13．[2024·唐山模擬](多選)在某勻稱介質中，甲、乙兩波源位于O點和Q點，分別產生向右和向左傳播的同性質簡諧橫波，某時刻兩波波形如圖中實線和虛線所示，此時，甲波傳播到x＝24m處，乙波傳播到x＝12m處，已知甲波波源的振動周期為0.4s，下列說法正確的是()A．甲波波源的起振方向為y軸正方向B．甲波的波速大小為20m/sC．乙波的周期為0.6sD．甲波波源比乙波波源早振動0.3sE．從圖示時刻起先再經0.6s，x＝12m處的質點再次到達平衡位置14．[2024·天津卷](多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，已知x軸上x1＝1m和x2＝7m處質點的振動圖象分別如圖1、圖2所示，則此列波的傳播速率可能是()A．7m/sB．2m/sC．1.2m/sD．1m/s15.[2024·全國卷Ⅱ]如圖，長為l的細繩下方懸掛一小球a，繩的另一端固定在天花板上O點處，在O點正下方eq\f(3,4)l的O′處有一固定細鐵釘．將小球向右拉開，使細繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放，并從釋放時起先計時．當小球a擺至最低位置時，細繩會受到鐵釘的阻擋．設小球相對于其平衡位置的水平位移為x，向右為正．下列圖象中，能描述小球在起先一個周期內的x－t關系的是()16．[2024·全國卷Ⅱ]某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長．試驗時，接通電源使光源正常發光；調整光路，使得從目鏡中可以視察到干涉條紋．回答下列問題：(ⅰ)若想增加從目鏡中視察到的條紋個數，該同學可________________；A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．運用間距更小的雙縫(ⅱ)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ＝____________；(ⅲ)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm.則所測單色光的波長為________nm(結果保留3位有效數字)．17．[2024·全國卷Ⅰ][物理——選修3－4](1)在下列現象中，可以用多普勒效應說明的有______．A．雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲B．超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發生變更C．視察者聽到遠去的列車發出的汽笛聲，音調會變低D．同一聲源發出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同E．天文學上視察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點做圓周運動的兩顆恒星)光譜隨時間的周期性變更(2)一振動片以頻率f做簡諧運動時，固定在振動片上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點，兩波源發出的波在水面上形成穩定的干涉圖樣．c是水面上的一點，a、b、c間的距離均為l，如圖所示．已知除c點外，在ac連線上還有其他振幅極大的點，其中距c最近的點到c的距離為eq\f(3,8)l.求(ⅰ)波的波長；(ⅱ)波的傳播速度．專題93機械振動和機械波1．C本題考查了機械波中對波動圖象的理解，需分析質點的振動方向，體現了物理學科核心素養中的模型建構和科學推理素養．由－ky＝ma可知，質點a的加速度最大，故A選項錯誤．質點b處于平衡位置，速度最大，故B選項錯誤．波沿x軸正方向傳播時由“同側法”得b向y軸正方向運動，故C選項正確．同理，波沿x軸負方向傳播時，質點a向下運動，質點c向上運動，c先回到平衡位置，故D選項錯誤．2．ACE日光燈內壁涂有熒光物質，紫外線射到熒光物質上產生白光，A正確；單擺在做受迫振動時，它的周期等于驅動力周期，與單擺的固有周期無關，B錯誤；機械波的頻率由波源確定，與介質無關，則機械波從一種介質進入另一種介質后，它的頻率不變，C正確；麥克斯韋預言了電磁波的存在，是赫茲第一次用試驗證明了電磁波的存在，D錯誤；彈簧振子做簡諧運動時，振動系統的機械能守恒，即振動系統的勢能與動能之和保持不變，E正確．3．ACE軍隊士兵便步過橋，是為了避開橋發生共振，A正確；赤道上的重力加速度小于北極的重力加速度，由T＝2πeq\r(\f(L,g))知，一個單擺在赤道上振動的周期為T，移到北極的周期小于T，B錯誤；波發生衍射時，波的頻率不變，C正確；波傳播過程中，介質中各質點在自己的平衡位置旁邊振動，并不隨波遷移，D錯誤；由多普勒效應知，當接收者遠離波源時，其接收到波的頻率比波源發出的頻率低，E正確．4．ADE5.ACD6.BCE7.BCD8.BDE9.ADE10．ACE由振動圖象可知，A質點的起振方向向上，A正確；由振動圖象可知，振動周期T＝4s，t＝5s時刻，A質點第一次運動到y軸負方向最大位移處，可知振動從坐標原點傳播到質點A須要2s，即eq\f(λ,2)＝1m，則波長λ＝2m，C正確；該列機械波的波速為v＝eq\f(λ,T)＝0.5m/s，B錯誤；波傳播到質點B須要的時間為10s，t＝11.5s時刻，B質點的速度方向沿y軸負方向，D錯誤；若將波源移至x＝3m處，A、B兩質點分布在波源兩側，且距離相同，所以A、B兩質點同時起先振動，且振動狀況完全相同，E正確．11．ABE質點a正在向上運動，可推斷該波沿x軸負方向傳播，A正確；a、b位移相同，回復力與位移成正比，加速度與回復力成正比，可得加速度相同，B正確；a、b速度方向不同，C錯誤；該時刻后，a向上振動，回到平衡位置的時間超過eq\f(1,4)周期，而b向下振動，回到平衡位置的時間少于eq\f(1,4)周期，D錯誤；質點b向下振動，半個周期后，加速度和速度均與原來大小相等、方向相反，E正確．12．CDE本題考查了機械振動及機械波圖象的綜合應用，考查了學生的綜合分析實力，體現了物理觀念中運動與相互作用的素養要素．由圖(b)可知，在eq\f(T,2)時刻，該質點處于平衡位置且向y軸負方向運動，再從圖(a)中利用“上下坡法”，結合波沿x軸正方向傳播可知，在eq\f(T,2)時刻，質點Q在平衡位置且向y軸正方向運動，平衡位置在原點處的質點在平衡位置且向y軸負方向運動，所以A選項錯誤，D選項正確.分析可知，在t＝0時刻，質點P位于波谷，此時質點P的速率為0，加速度最大，位移大小最大，但質點Q在平衡位置，速率最大，加速度為0，位移為0，所以B選項錯誤，C和E選項均正確．13．BCE甲的起振方向沿y軸負方向，A錯誤；甲的波長λ＝8m，周期為T＝0.4s，甲的波速為v＝eq\f(λ,T)＝20m/s，B正確；甲與乙的波速相等，乙的周期為T＝0.6s，故C正確；甲的傳播時間為1.2s，乙的傳播時間為1.5s，因此乙比甲早振動0.3s，D錯誤；0.6s為甲周期的eq\f(3,2)倍，為乙的周期，則x＝12m處質點仍舊在平衡位置，E正確．14．BC15．A本題考查單擺問題中對單擺模型的理解及對周期公式的相識，體現出模型建構的素養．由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可知，單擺的擺長越大，周期越大，題中單擺在一個全振動中，當x>0時擺長為l，T1＝2πeq\r(\f(l,g))；當x<0時，擺長為eq\f(l,4)，T2＝πeq\r(\f(l,g))，則T1＝2T2，由機械能守恒定律可知，小球將運動到與初始位置等高的地方，由幾何關系可知，當x<0時，振幅變小，故A項正確．16．(ⅰ)B(ⅱ)eq\f(Δx·d,n－1l)(ⅲ)630解析：本題是“利用雙縫干涉測光的波長”試驗．考查了學生的試驗實力，培育了學生實事求是的科學看法，建立了結果來源于試驗的價值觀．(ⅰ)增加目鏡中視察到的條紋個數必須要減小條紋間距，由公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知B正確．(ⅱ)由于第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則相鄰兩條暗條紋的中