机械振动与机械波（2021年高考物理真题按知识模块分类汇编）

1（河北卷16（1）,4分）.如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过4

点，2s后第一次到达8点，已知振子经过4、8两点时的速度大小相等，2s内经过的路程

为0.4m。该弹簧振子的周期为s,振幅为m。

、

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In/WWVWVWWO——「/

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Iii：/

BOA

【答案】⑴.4（2）.0.2

【解析】

[1]根据简谐运动对称性可知，振子零时刻向右经过A点，2s后第一次到达8点，已知振

子经过A、8两点时的速度大小相等，则/、6两点关于平衡位置对称，而振动经过了半个

周期的运动，则周期为

T=2f=4s

⑵从A到B经过了半个周期的振动，路程为s=0.4m,而一个完整的周期路程为0.8m,为

4个振幅的路程，有4A=0.8m解得振幅为A=0.2m

2.（广东16（1）,6分）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

-T

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g时

AT

间，小球从最低点向上运动的距离-（选填“大于”、“小于”或“等于"）；在一时

24

刻，小球的动能（选填“最大”或“最小”）。

【答案】（1）.小于（2）.最大

【解析】

⑴根据简谐振动的位移公式y=-Acos（系7

T..（T\V2.

则nil？=一时有y=_Asin——x—=----A

8yT872

所以小球从最低点向上运动的距离为Ay=A-=

222

A

则小球从最低点向上运动的距离小于一。

2

⑵在，=4时，小球回到平衡位置，具有最大的振动速度，所以小球的动能最大。

4

3.（湖南卷16（1）,5分）.均匀介质中，波源位于。点的简谐横波在xOy水平面内传播,

波面为圆。f=0时刻，波面分布如图（。）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（力所示，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8点，所需时间为4s

B.f=6s时，3处质点位于波峰

c.r=8s时，C处质点振动速度方向竖直向上

D.t=10s时，。处质点所受回复力方向竖直向上

E.E处质点起振后，12s内经过的路程为12cm

【答案】ACE

【解析】

A.由图4、人可看出，该波的波长、周期分别为10m,T=4s则根据波速公式口二-

T

=2.5m/s

■X10

则该波从A点传播到8点，所需时间为，=一二——m/s=4m/sA正确；

v2.5

B.由选项A可知，则该波从A点传播到8点，所需时间为4s,则在1=6s时，8点运动了

2s,即工，则B处质点位于波谷，B错误；

2

C.波从AE波面传播到C的距离为x=（10君-10）m

X

则波从AE波面传播到C的时间为t=-«4.9s

v

则f=8s时，C处质点动了3.1s,则此时质点速度方向向上，C正确；

D.波从AE波面传播到。的距离为x=（10底一10）m

X

则波从AE波面传播到C的时间为，=-«1.7s

v

则f=10s时，C处质点动了&3s,则此时质点位于z轴上方，回复力方向向下，D错误；

E.由选项A知丁=4s,12s=37一个周期质点运动的路程为4cm,则3T质点运动的路程为

12cm,E正确。

故选ACE。

4.（浙江6月选考卷9,3分）.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（）

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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

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AB.甲图中两手开始振动时的方向相同，则甲图中分叉点是振动加强的位置，所

以AB错误；

CD.乙图中两手开始振动时的方向恰好相反，则乙图中分叉点是振动减弱的位置，则在分

叉点的右侧终见不到明显的波形，所以C正确；D错误；

故选Co

5.(全国乙卷34(1),5分).图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s

后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3s,若波是沿x轴正方向传播

的，则该波的速度大小为m/s,周期为s,若波是沿x轴负方向传

播的，该波的周期为s。

【答案】⑴.0.5(2).0.4(3).1.2

【解析】

(1)若波是沿x轴正方向传播，波形移动了15cm,由此可求出波速和周期:

0.15,，、一.20.2

V.=-----m/s=0.5m/sT.=—=——s=0.4s

10.31v0.5

(2)若波是沿x轴负方向传播的，波形移动了5cm,由此可求出波速和周期：

丁％02…

7,=—=—=1.2s

v1

20.366

6.(全国甲34(2),10分).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。U0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△/=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在A时刻质

点A位于波峰。求

(i)从n时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；

(ii)八时刻质点B偏离平衡位置的位移。

【答案】⑴0.8s；