2022届高考物理二轮复习专题13振动和波提升篇 WORD版含答案.docx

1、2022届高考物理二轮复习专题13振动和波提升篇一、单选题，共10小题1（2022山西怀仁市大地学校高中部高二阶段练习）如图所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，BO=OC=5cm。若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是（）A振子从B经O到C完成一次全振动B振动周期是1s，振幅是10cmC经过两次全振动，振子通过的路程是20cmD从B开始经过3s，振子通过的路程是30cm2（2022全国高三专题练习）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（）At =1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值Bt =2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值Ct =3

2、s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零Dt =4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值3（2022全国高三专题练习）一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为，周期为T。t=0时刻的波形如图1所示，a、b、c是波上的三个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（）At=0时，质点a的加速度比质点b的小B质点b和质点c的速度方向总是相同的C图2可以表示质点b的振动D图2可以表示质点c的振动4（2022全国高三专题练习）在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（T）的平方和摆长（L）的T2-L图线，可以求出重力加速度g。已知两位同学做出的T2-L图线如图中的a、b所示，其

3、中a和b平行，图线a对应的g值很接近当地重力加速度的值。相对于图线a，关于图线b的分析正确的是（）A可能是误将绳长记为摆长LB可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LC可能是误将49次全振动记为50次D根据图线b不能准确测出当地的重力加速度5（2022全国高三专题练习）一列沿x轴方向传播的简谐横波，在t=0时波形如图甲所示，a、b、c、d为介质中的四个质点，图乙为质点b的振动图像，下述说法中正确的是（）A该波的波速为8m/sB该波沿x轴正方向传播Ct = 0.5s时，质点a具有最大加速度D质点c在t = 1s时处于平衡位置，并沿y轴负方向运动6（2022全国高三专题练习）声波是一种机械波，具有

4、波的特性，关于声波下列说法中正确的是（）A不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加B高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象C相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象D不同频率的声波在空气中相遇时频率均会发生改变7（2022全国高三专题练习）如图所示，三个完全相同的弹簧振子，分别固定在光滑水平面上、竖直天花板上、倾角为的光滑斜面上。现将三个物块拉离各自的平衡位置由静止释放，物块做简谐振动。下列说法正确的是（）A振幅一定相同B最大回复力一定相同C振动的周期一定相同D振动系统的能量一定相同8（2022全国高三专题练习）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，P、Q、R、S是波形

5、上的四个质点，其中速度为正、加速度为负的质点是（）APBQCRDS9（2022全国高三专题练习）“4G改变生活，5G改变社会”。5G网络使用的无线电通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G网络（无线电通信频率在1.8GHz2.7GHz之间）通信拥有更大的带宽，相同时间传递的信息量更大。下列说法正确的是（）A5G信号和4G信号都是横波B5G信号比4G信号波长更长C5G信号比4G信号传播速度更快D5G信号比4G信号更容易绕过障碍物，便于远距离传播10（2022全国高三专题练习）在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（T）的平方和摆长（L）的T2-L图线，可以求出重力

6、加速度g。已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是（）A图线c对应的g值小于图线b对应的g值B出现图线c的原因可能是误将51次全振动记为50次C出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长LD出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L二、多选题，共6小题11（2022全国高三专题练习）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

7、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12（2022全国高三专题练习）学校实验室中有甲、乙两单摆，其振动图像为如图所示的正弦曲线，则下列说法中正确的是（）A甲、乙两单摆的摆球质量之比是1:2B甲、乙两单摆的摆长之比是1:4Ct=1.5s 时，两摆球的速度方向相同Dt=1.5s 时，两摆球的加速度方向相同E3s4s内，两摆球的势能均减少13（2022全国高三专题练习）正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻t

8、，机身反而会发生强烈的振动，此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，针对这种现象的分析说法正确的是（）A在t时刻脱水桶的惯性最大B在t时刻脱水桶的转动频率最大C在t时刻洗衣机发生共振D纯属偶然现象，并无规律E机身做受迫振动的频率与脱水桶的转动频率相等14（2022全国高三专题练习）如图为某质点做简谐振动的图像，下列说法正确的是（）A该振动形成的波一定为横波B质点在=0.25s时加速度的大小与=1s时加速度的大小之比为C若图像表示一弹簧振子的受迫振动，则其固有周期一定为2sD若该振动形成波速为=2m/s的横波，则平衡位置相距10m的两质点振动步调相反15（2022全国高三专题练习）图1为医

9、生正在为病人做B超检查，B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。图2为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1107 Hz。下列说法正确的是（）A血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4103 m/sB质点M开始振动的方向沿y轴正方向Ct1.25107 s时质点M运动到横坐标x3.5104 m处D01.25107 s内质点M的路程为2 mmEt1.25 10-7s时质点N开始振动，振动方向沿y轴负方向16（2022全国高三专题练习）如图所示为一列

10、沿x轴传播的简谐横波在t=0时的波形图，该波的波速为v=20m/s，图中A是传播方向上的一个质点，用T表示该波的周期，则（）AT=0.2sBt=T时刻质点A一定处于波峰处C经过T时间，质点A沿x轴移动2mD在TT时间内，质点A的加速度一定变大三、填空题，共4小题17（2022河北邯郸一模）现有一列简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻，该波的波形图如图甲所示，P，Q是介质中的两个质点，则图乙可能为介质中质点_（填“P”或“Q”）的振动图像；该列波的波速为_。18（2022广东湛江一模）一列波长为0.15m0.25m的简谐横波在均匀介质中传播，先后经过间距为30cm的a和b两个质点，当质点a处于波峰位

11、置时，质点b位于波谷位置，已知质点a的振动方程为y=0.1sin（10t）m，则简谐波的周期为_s，波速为_m/s。19（2022河北张家口一模）均匀介质中的波源O沿y轴方向做简谐振动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，在时刻，平衡位置为x=2m的质点P刚好第4次达到波峰。则时刻，x轴上刚好起振的质点的平衡位置坐标为x1=_m，质点P振动方程为_m。20（2022河北模拟预测）一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为，时刻的波形图如图甲所示，处的质点的振动图线如图乙所示，已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_m，周期为_s。四、解答题，共4小题21（2022全国高

12、三专题练习）一列简谐横波沿轴正向传播，时刻恰好传播到处，波形如图所示。时，平衡位置为的质点第一次到达波峰。（i）写出平衡位置为的质点离开平衡位置的位移随时间变化的函数表达式；（ii）自时刻起经过多长时间平衡位置的质点处于波谷？22（2022全国高三专题练习）如图为沿x轴方向传播的一列简谐横波，t1=0.4s时的波形如图中的实线所示，t2=0.7s时的波形如图中的虚线所示，已知该横波的传播周期大于0.6s。（1）求该波的速度以及传播方向；（2）x=2m处的质点在02s的时间内通过的路程为3m，求该波的振幅以及x=2m处质点的振动方程。23（2022河南二模）一简谐横波沿x轴正方向传播，t0=0时

13、刻平衡位置在x=0处的质点恰好开始沿y轴负方向振动，t1=3.5s时刻在x=0到x=5m之间第一次出现如图所示的波形。求：（i）这列波的周期T；（ii）从t=0时刻到t2=6s时刻，平衡位置在x=9m处的质点通过的路程s。24（2022广东梅州模拟预测）坐标原点O处有一波源做简谐振动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播。t=0时，波源开始振动，t=3s时，波刚好传到x=6m处，波形图如图所示，其中A、P为介质中的两个质点，质点A的平衡位置在x=5.5m处，质点P在t=3s时的位移是1m。（1）在t=3s时刻之后，质点A将在哪些时刻速度为零？（2）直接画出波源的振动图象，注意标出必要的

14、参量数值；（3）在波形图上直接标出质点P的平衡位置的数值。参考答案：1D【解析】AB振子从B经O到C只完成半次全振动，再回到B才算完成一次全振动，完成一次全振动的时间为一个周期，故T=2s，AB错误；C经过一次全振动，振子通过的路程是4倍振幅，故经过两次全振动，振子通过的路程是40cm，C错误；D从B开始经过3s，振子通过的路程是30cm，D正确。故选D。2A【解析】根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动AC在t=1 s和t=3 s时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正确，C错误；BD在t=

15、2 s和t=4 s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，BD错误3C【解析】At=0时，质点a的位移最大，则加速度最大，质点b的位移为零，加速度为零，选项A错误；B质点b和质点c的平衡位置相差半个波长，则速度方向总是相反的，选项B错误；C因t=0时刻质点b向上振动，结合图2可知，图2可以表示质点b的振动，选项C正确；D因t=0时刻质点c向下振动，结合图2可知，图2不可以表示质点c的振动，选项D错误；故选C。4B【解析】根据单摆的周期公式得 根据数学知识可知，T2-L图象的斜率当地的重力加速度AB由图象可知，对图线b，当T为零时L不为零，所测摆长偏大，可能是误将悬点到小球下端的距

16、离记为摆长L，故A错误，B正确；C实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小。故B错误；D由图示图象可知，图线a与图线b的斜率相等，由可知，图线b对应的g值等于图线a对应的g值，故D错误。故选B；5B【解析】A根据图甲可得波长，图乙可得周期，根据波速公式有所以A错误；B根据上下坡法则，质点b向上振动，则处于下坡过程，所以该波沿x轴正方向传播，则B正确；C t = 0.5s时，则质点a振动了，刚好回到平衡位置，具有最大速度，加速度为0，所以C错误；D质点c在t = 1s时，振动了，处于正的最大位移，加速度最大，速度为0，所以D错误；故选B。

17、6C【解析】A不同频率的声波在空气中相遇时也能叠加，只是不能产生干涉，选项A错误；B高频声波和低频声波相遇时因频率不同，不能发生干涉现象，选项B错误；C相同条件下，低频声波比高频声波波长较大，更容易发生衍射现象，选项C正确；D不同频率的声波在空气中相遇时频率不会发生改变，选项D错误。故选C。7C【解析】A图中三者的振幅与三者偏离初状态的平衡位置有关，振幅不一定相同，A错误；B因为无法确定三者的振幅的大小，故无法确定三者的最大回复力，B错误；C根据简谐运动的周期公式可知，简谐运动的周期公式只与质量m和弹簧的劲度系数k有关，故振动周期一定相同，C正确；D振动系统的能量与振幅有关，由于三者的振幅大小

18、不确定，故振动系统的能量无法确定，D错误。故选C。8A【解析】沿x轴正方向传播的简谐横波，根据平移法可知，速度为正的有P、Q，其中加速度为负的位移为正，故是P点。故选A。9A【解析】A4G和5G信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A正确；B5G信号比4G信号频率高，光子的能量大，故相同时间传递的信息量更大，但其波长要比4G信号短，故B错误；C任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故C错误；D因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，便于远距离传播，故D错误；故选A。10C【解析】A由单摆周期

19、公式整理得图线的斜率图线c的斜率比图线b的斜率小，故图线c对应的g值大于图线b对应的g值，A错误；B若误将51次全振动记为50次，导致周期偏大，测得重力加速度偏小，B错误；CD图线a与图线b对比可知，相同的周期，摆长整体偏小相同的量，故原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L，漏加小球的半径，C正确，D错误。故选C。11BCE【解析】A之所以不能同时观察到是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，所以A错误；B超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，B正确；C列车和人的位置相对变化了，所以听得的声音频率发生了变化，所以C正确；D波动传播速度不一样是

20、由介质决定的， D错误；E双星在周期性运动时，会使得到地球的距离发生周期性变化，故接收到的光频率会发生变化，E正确。故选BCE。12BDE【解析】A单摆的周期与振幅与摆球的质量无关，所以A错误；B由图像可知甲、乙两单摆的周期之比为1:2，根据单摆的周期公式可知，周期与摆长的二次方根成正比，所以甲、乙两单摆的摆长之比是1:4，则B正确；C 由图像可知，t=1.5s 时，两摆球的速度方向相反，所以C错误；D由加速度公式 t=1.5s 时，两摆球位移方向相同，所以它们的加速度方向相同，则D正确；E3s4s内，两摆球的向平衡位置运动，摆球的势能均减少，所以E正确；故选BDE。13CE【解析】A惯性是物

21、体本身的性质，只与物体的质量有关，A错误；BCDE机身做受迫振动的频率与脱水桶的转动频率相等，当脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等时机身发生共振，振幅最大，CE正确，BD错误。故选CE。14BD【解析】A不论是横波还是纵波，质点的振动图像都是正余弦形式，故A错误；B质点在t=0.25s时，根据三角函数知识可知，其位移为质点在t=1s时，其位移为x=-2m，又根据F=kx可得，其回复力之比为，其加速度为，所以加速度之比为，故B正确；C弹簧振子做受迫振动，其周期等于驱动力的周期，不一定等于固有周期，故C错误；D根据可知=vT=22m=4m所以平衡位置相距10m的两质点相距2.5个波长，所以两质点

22、振动步调相反，故D正确；故选BD。15ADE【解析】A由题图2知波长14102 mm1.4104m由vf得波速v1.41041107 m/s1.4103 m/s选项A正确；B根据波动与振动方向间的关系，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，选项B错误；C质点M只会上下振动，不会随波迁移，选项C错误；D质点M振动的周期Ts1107 s由于质点M在01.25107s内运动的路程l4A40.4 mm2mm选项D正确；E根据波动与振动方向间的关系，质点N开始振动的方向沿y轴负方向，超声波由M点传到N点的时间为t s1.25 10-7s故E正确。故选ADE。16AD【解析】A由图可知波长为，根据可得故A正确

23、；B若波沿x轴正方向传播，则t=T时质点A处于波峰处，若波沿x轴负方向传播，则t=T时质点A处于波谷处，故B错误；C质点只在平衡位置两侧振动，并不随波迁移，故C错误；D经过T后，质点A无论向上或向下振动，都已回到平衡位置，在TT时间内，质点A远离平衡位置向最大位移处振动，则回复力增大，加速度一定变大，故D正确。故选AD。17 Q 10【解析】波沿x轴正方向传播，由题图乙可知，在时刻，质点向y轴正方向运动，结合题图甲，可知题图乙表示质点Q的振动图像；波速18 0.2 1【解析】根据质点振动方程可得简谐波的周期为当质点a处于波峰位置时，质点b位于波谷位置，可推知由于波长为0.15m 0.6s。代入

24、，得由波动图分析可得波向x轴正方向传播，且，得v= 10 m/s(2)由以上分析可得周期T= =0.8sx=2m处的质点在0.4s时在平衡位置向上振动，可得零时刻该质点在平衡位置且向下振动。该质点在0 2s的时间内，即2.5T内运动的路程应为振幅A的2.54= 10倍，则A = 0.3m综上，该质点的振动方程代入数据，得 23（i）2s；（ii）0.6m【解析】（i）t0=0时刻平衡位置在x=0处的质点恰好开始沿y轴负方向，t1=3.5s时刻平衡位置在x=5m处的质点振动方向沿y轴正方向，说明t1=3.5s时刻波形不是恰好传到x=5m处，而是再向前传播半个波长的距离，即传到x=7m处，该波的传

25、播速度大小其中L1=7m解得v=2m/s又其中=4m解得T=2s（ii）从t=0时刻至该波刚好传播到x=9m处，所用的时间其中L2=9m解得平衡位置在x=9m处的质点振动的时间故其中A=0.2m解得s=0.6m24（1）3.25s，4.25s，5.25s等；（2） ；（3）【解析】（1）由波形图可知=4m速度为波的周期为在t=3s时，质点A正向上运动，x=5m处恰好处于波峰，设此波峰经时间传到A点，可得每当质点A处于波峰或波谷时，其速度为零，故所求时刻为故在t=3s时刻之后，质点A速度为零的时刻有3.25s，4.25s，5.25s等。（2）x=6m处的质点起振方向向上，故波源的起振方向向上，振幅为2m，周期为2s，故波源的振动图象如图所示（3）波源的振动方程为当y1=1m时，解得波传播的距离为即质点P的平衡位置在处，如图所示