五年高考物理真题分类训练（2019-2023） 机械振动 机械波 (解析版)

专题13机械振动机械波

一、单选题

1.（2023•北京•统考高考真题）如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，

E、尸是跖V连线中垂线上的两点，O为EF、的交点，EO=OF,一带负电的点电

荷在E点由静止释放后（）

©E

©-——：----©

MIN

1•F

A.做匀加速直线运动

B.在。点所受静电力最大

C.由E到。的时间等于由。到厂的时间

D.由E到尸的过程中电势能先增大后减小

【答案】C

【详解】AB.带负电的点电荷在E点由静止释放，将以。点为平衡位置做简谐运动，

在。点所受电场力为零，故AB错误；

C.根据简谐运动的对称性可知，点电荷由E到。的时间等于由。到尸的时间，故C

正确；

D.点电荷由E到尸的过程中电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D

错误。

故选C。

2.（2023・北京・统考高考真题）位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简

谐横波。f=o时波源开始振动，其位移y随时间f变化的关系式为丁=4五11（于贝"=

T时的波形图为（）

【答案】D

【详解】由于，=0时波源从平衡位置开始振动，由振动方程可知，波源起振方向沿y

轴正方向，且f=T时波的图像应和f=0时的相同，根据“上坡下，下坡上"可知f=T

时的波形图为选项D图。

故选D。

3.（2023・海南•统考高考真题）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m

的两个质点尸、Q的振动图像，下列说法正确的是（）

A.该波的周期是5sB.该波的波速是3m/s

C.4s时尸质点向上振动D.4s时。质点向上振动

【答案】C

【详解】A.由振动图像可看出该波的周期是4s,A错误；

B.由于。、P两个质点振动反相，则可知两者间距离等于

[〃+；,=6m,n=0,1,2,...

根据

%3

v=—=-------m/s,n-0,1,2,...

T2/z+l

B错误；

C.由尸质点的振动图像可看出，在4s时尸质点在平衡位置向上振动，C正确；

D.由。质点的振动图像可看出，在4s时。质点在平衡位置向下振动，D错误。

故选C。

4.（2023・天津•统考高考真题）能说明光是横波的是（）

作者的备注：原卷为四个对应情景图片，配以相应文字解释。

A.全反射B.干涉C.偏振D.衍射

【答案】C

【详解】A.根据光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入

光密介质会有不同的现象，不能因此确定是横波还是纵波，故A错误；

BD.干涉和衍射是所有波的特性，不能因此确定是横波还是纵波；根据光能发生干涉

和衍射现象，说明光是一种锋返波，具有波动性，故BD错误；

C.光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直，即说明光是横波，故c正确；

故选C。

5.（2023•湖北.统考高考真题）一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100cm,振幅为8cm。

介质中有。和6两个质点，其平衡位置分别位于x=和x=120cm处。某时刻6

质点的位移为y=4cm,且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时，。质点的振动图像

【答案】A

【详解】"之间的距离为

Ax=—+120=-^

33

此时b点的位移4cm且向y轴正方向运动，令此时b点的相位为夕，则有

4=8sin0

解得

TT、冗

夕=9或0=7（舍去，向下振动）

66

由"之间的距离关系可知

2

-

32

夕--

-23-

则念=，〃，可知a点此时的位移为

O

y=8sin/=4cm

6.（2023・山西・统考高考真题）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波

在空气中和在水中传播时的（）

A.波速和波长均不同B.频率和波速均不同

C.波长和周期均不同D.周期和频率均不同

【答案】A

【详解】声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均

相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系"=彳/可知，波长也

不同。故A正确，BCD错误。

故选A„

7.（2023・浙江•统考高考真题）如图所示，置于管口T前的声源发出一列单一频率声波，

分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口。。先调节A、B两管等长，。

处探测到声波强度为400个单位，然后将A管拉长d=15cm,在。处第一次探测到声

波强度最小，其强度为100个单位。已知声波强度与声波振幅平方成正比，不计声波在

管道中传播的能量损失，则（）

A.声波的波长;1=15cmB.声波的波长2=30cm

C.两声波的振幅之比为3:1D.两声波的振幅之比为2:1

【答案】C

【详解】CD.分析可知A、B两管等长时，声波的振动加强，将A管拉长d=15cm后,

两声波在。点减弱，根据题意设声波加强时振幅为20,声波减弱时振幅为10,则

A+4=20

4—4=10

可得两声波的振幅之比

刀a一_3，

故C正确，D错误；

AB.根据振动减弱的条件可得

解得

2=60cm

故AB错误。

故选C。

8.（2023.湖南•统考高考真题）如图（a）,在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中

AB、C三点位于同一直线上，AC=2C=4m,DC=3m,DC垂直AB.f=0时，位于

A、8、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振

A.这三列波的波速均为2mzs

B.f=2s时，。处的质点开始振动

C.r=4.5s时，。处的质点向y轴负方向运动

D.l=6s时，。处的质点与平衡位置的距离是6cm

【答案】C

【详解】A.由图（b）的振动图像可知，振动的周期为4s,故三列波的波速为

A4m1.

v=—=----=Im/s

T4s

A错误;

B.由图（a）可知，。处距离波源最近的距离为3m,故开始振动后波源。处的横波传

播到D处所需的时间为

DC网=3s

左二

vlm/s

故/=2s时，。处的质点还未开始振动，B错误;

C.由几何关系可知AD=8D=5m,波源A、B产生的横波传播到。处所需的时间为

故r=4.5s时，仅波源C处的横波传播到。处，此时。处的质点振动时间为

4=t—tc=l.5s

由振动图像可知此时。处的质点向y轴负方向运动，C正确;

D.r=6s时，波源C处的横波传播到。处后振动时间为

t2=t—tc=3s

由振动图像可知此时。处为波源c处传播横波的波谷；t=6s时，波源A、B处的横波

传播到。处后振动时间为

%1s

由振动图像可知此时。处为波源A、8处传播横波的波峰。根据波的叠加原理可知此时

D处质点的位移为

y=2A—A=2cm

故t=6s时，。处的质点与平衡位置的距离是2cm。D错误。

故选C。

9.（2023•浙江・高考真题）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO',

接入电阻R构成回路.导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小

角度由静止释放，导体杆开始下摆。当尺=4时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵

坐标皆采用图乙标度，则当尺=2%时，导体杆振动图像是（)

【答案】B

【详解】导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的

安培力总是阻碍导体棒的运动。当R从凡变为2%时，回路中的电阻增大，则电流减小，

导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所杆从开始摆动到停止,

运动的路程和经历的时间变长。

故选B。

10.（2023•浙江•高考真题）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的

抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波

（声音在空气中的传播速度为340m/s）（）

A.振幅为2A

B.频率为100Hz

C.波长应为1.7m的奇数倍

D.在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相

【答案】B

【详解】主动降噪耳机是根据波的干涉条件，抵消声波与噪声的振幅、频率相同，相位

相反，叠加后才能相互抵消来实现降噪的。

A.抵消声波与噪声的振幅相同，也为A,A错误；

B.抵消声波与噪声的频率相同，由

B正确；

C.抵消声波与噪声的波速、频率相同，则波长也相同，为

A-vT-340x0.01m=3.4m

C错误；

D.抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动反相，D错误。

故选B

11.（2022・天津・高考真题）在同一均匀介质中，分别位于坐标原点和x=7m处的两个波

源。和P,沿y轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波。和b,某时刻。和b分别传

播到x=3m和x=5m处，波形如图所示。下列说法正确的是（）

A.。与6的频率之比为2:1B.。与尸开始振动的时刻相同

C.。与。相遇后会出现干涉现象D.。开始振动时沿y轴正方向运动

【答案】A

【详解】A.由同一均匀介质条件可得。和》两列波在介质中传播速度v相同，由图可

知，。和6两列波的波长之比为

々_2_1

442

根据

V

I

可得。与6的频率之比为

fb41

故A正确;

B.因。和b两列波的波速相同,由a和6两列波分别传播到x=3m和x=5m处的时刻

相同，可知。与P开始振动的时刻不相同，故B错误;

C.因a与。的频率不同，。与6相遇后不能产生干涉现象，故C错误;

D.。波刚传到3m处，由波形平移法可知，3m处的质点开始振动方向沿y轴负方向,

而所有质点的开始振动方向都相同，所以。点开始振动的方向也沿y轴负方向，故D

错误。

故选Ao

12.（2022・重庆・高考真题）某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标,

两者的间距为"t=0时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生

的水波沿水平方向传播（视为简谐波），4时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源

刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则

（）

L

B.水波的传播速度大小为彳

3

C.时刻浮标沿y轴负方向运动D.水波的波长为2L

【答案】A

【详解】A.根据振动图像可知，波源在。时刻振动，波形经过吞=；7传递到浮标处,

浮标的振动周期为

T=4?j

A正确;

B.波源的振动情况经过。传到距离L处的浮标，可知波速大小为

L

v=—

%

B错误;

3

c.根据虚线图像可知浮标在:4时刻沿y轴正方方向运动，c错误;

D.水波的波长为

A=vT=--4f1=4L

’1

D错误。

故选A„

13.（2022•海南・高考真题）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振

动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（）

C.4：9D.9：4

【答案】C

【详解】由振动图像可知甲乙两个单摆周期之比为

T甲:T乙=0.8：1.2=2：3

根据单摆周期公式

T=2TT

则甲、乙两个单摆的摆长之比为

2

L单：L乙=T-T2=4：9

故选C。

14.（2022.北京.高考真题）在如图所示的xQy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中

小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为r=0时，x=o处的质点P。开始沿y轴做

周期为人振幅为A的简谐运动。f=时的波形如图所示。下列说法正确的是（）

4

P0尸1尸2尸325尸7尸8尸9

3

A.r=0时，质点P。沿y轴负方向运动B.f=时，质点P”的速度最大

48/7

c.t=时，质点P3和P5相位相同D.该列绳波的波速为斗

4T

【答案】D

3

【详解】A.由t时的波形图可知，波刚好传到质点稣，根据“上下坡法”，可知此

时质点”沿y轴正方向运动，故波源起振的方向也沿y轴正方向，故t=0时，质点耳沿

y轴正方向运动，故A错误；

B.由图可知，在r=时质点P4处于正的最大位移处，故速度为零，故B错误；

4

3

C.由图可知，在r=时，质点P?沿y轴负方向运动，质点P5沿y轴正方向运动，故

两个质点的相位不相同，故C错误；

D.由图可知

解得

2=8。

故该列绳波的波速为

8。

v=—

TT

故D正确。

故选D。

15.（2022・辽宁・高考真题）一列简谐横波沿龙轴正方向传播，某时刻的波形如图所示,

关于质点P的说法正确的是（)

A.该时刻速度沿y轴正方向B.该时刻加速度沿y轴正方向

C.此后!周期内通过的路程为AD.此后1周期内沿x轴正方向迁移为［几

422

【答案】A

【详解】AB.波沿x轴正向传播，由“同侧法”可知，该时刻质点P的速度方向沿y轴正

向，加速度沿y轴负向，选项A正确，B错误。

C.在该时刻质点P不在特殊位置，则在;周期内的路程不一定等于4选项C错误;

D.质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项D错误。

故选Ao

16.（2022・浙江・统考高考真题）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x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，

小球将做周期为T的往复运动，则（）

“疝丽:丽:，阊”:丽:，:疝，而:碑

UUUUUUUUVUU,UUUUUUUUUUU

A.小球做简谐运动

B.小球动能的变化周期为3

C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T

D.小球的初速度为|■时，其运动周期为2T

【答案】B

【详解】A.物体做简谐运动的条件是它在运动中所受回复力与位移成正比，且方向总

是指向平衡位置，可知小球在杆中点到接触弹簧过程，所受合力为零，此过程做匀速直

线运动，故小球不是做简谐运动，A错误；

BC.假设杆中点为。，小球向右压缩弹簧至最大压缩量时的位置为A,小球向左压缩

弹簧至最大压缩量时的位置为B,可知小球做周期为T的往复运动过程为

根据对称性可知小球从fO与0-8-0,这两个过程的动能变化完全一致，两

根弹簧的总弹性势能的变化完全一致，故小球动能的变化周期为三，两根弹簧的总弹性

2

势能的变化周期为：，B正确，C错误；

D.小球的初速度为|■时，可知小球在匀速阶段的时间变为原来的2倍，接触弹簧过程，

根据弹簧振子周期公式

T0=2事

可知接触弹簧过程所用时间与速度无关，即接触弹簧过程时间保持不变，故小球的初速

度为|■时，其运动周期应小于2T,D错误；

故选B。

17.（2022•浙江•统考高考真题）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置。拉到A

后释放，小球在。点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点

来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的

是（）

A.甲图中的小球将保持静止

B.甲图中的小球仍将来回振动

C.乙图中的小球仍将来回摆动

D.乙图中的小球将做匀速圆周运动

【答案】B

【详解】AB.空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受的弹力不受失重

的影响，则小球仍将在弹力的作用下来回振动，A错误，B正确；

CD.图乙中的小球在地面上由静止释放时，所受的回复力是重力的分量，而在空间站

中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍静止不动，不会来回摆

动；也不会做匀速圆周运动，若给小球一定的初速度，则小球在竖直面内做匀速圆周运

动，C、D错误。

故选B。

18.（2021・重庆・高考真题）简谐横波沿x轴正方向传播，题图为某时刻波形图。波源位

于尤=0处，其位移随时间变化的关系为y=sin（2加）cm,则（）

八y/cm

x/cm

u123*678/9

A.此波的波长为9cmB.此波的频率为2Hz

C.此波的波速为0.1m/sD.

【答案】C

【详解】A.由波形图可知，此波的波长4=10cm,A错误；

B.由位移随时间变化的关系得切=2万，由0=2区/■可得此波的频率

/=lHz

B错误；

C.由。=/可得

T=ls

由

A=vT

可得此波的传播速度

v=0.1m/s

C正确；

D.根据“上下坡”法则可知，波源处于上坡过程，则此时波源沿y轴负方向运动，选项

D错误。

故选C。

19.（2021・江苏•高考真题）如图所示，半径为R的圆盘边缘有一钉子8,在水平光线下，

圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子。和尸，以。为原点在竖直方向上建立x

坐标系。7=0时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为。，则尸做简谐运动

的表达式为（）

.,7T,

A.x=

B.x=Rsm(cot+—)

71

C.x=27?sin(^-—)

71

D.x=21?sin(^+—)

【答案】B

【详解】由图可知，影子尸做简谐运动的振幅为R，以向上为正方向，设尸的振动方程

为

x=Rsin(a)t+cp)

由图可知，当，=0时，P的位移为代入振动方程解得

71

(P=—

2

则尸做简谐运动的表达式为

.,7C、

x=/?sin(^+—)

故B正确，ACD错误。

故选Bo

20.（2021.辽宁・统考高考真题）一列沿工轴负方向传播的简谐横波，U2s时的波形如图

（〃）所示，x=2m处质点的振动图像如图"）所示，则波速可能是（)

图(a)

2

A.—m/sB.—m/sD.-m/s

5555

【答案】A

【详解】根据图。可知U2s时x=2m处的质点正经过平衡位置向下振动;又因为该波向

负方向传播，结合图〃，利用“上下坡”法可知％=2m为半波长的奇数倍,即有

(2n-l)—=2(n=l,2,3.........)

而由图。可知该波的周期为T=4s；所以该波的波速为

21

v=-=-------(九二1,2,3)

T2n-l

当"二3时可得波的速率为

v=-m/s

5

故选Ao

21.（2021・天津・高考真题）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度v=10m/s,1=0

时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形中哪个是，=0.6s时的波

B.

C.

D.

【答案】B

【详解】由图中可以看出该波的波长为4=4m,根据

2

v=—

T

可知该列波的周期为

T=QAs

又因为广。时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当，=0.6s时经历了

1.5T,所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B选

项正确。

故选B„

22.（2021・北京・高考真题）一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比工

质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（）

A.该简谐横波沿x轴负方向传播B.此时K质点沿y轴正方向运动

C.此时K质点的速度比工质点的小D.此时K质点的加速度比L质点的小

【答案】D

【详解】AB.由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点应向下振，再根据“上

坡、下坡''法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误；

C.由AB选项可知K质点应向下振，而乙质点在波谷处，则L质点的速度为0,故此

时K质点的速度比乙质点的大，C错误；

D.由于质点在竖直方向做机械振动，根据

F=-ky

F=ma

结合波图像可看出

yt>yK

则，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。

故选D。

23.（2021.浙江•高考真题）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

【答案】C

【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C。

24.（2021.浙江•统考高考真题）两列频率、振幅均相同的简谐波I和H分别从绳子的两

端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48m的A、8间用频闪相机连续拍

摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各

点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.12s,下列说法正确的是

()

A.简谐波I和H的波长均为0.24mB.简谐波I和H的周期均为0.48s

C.绳上各点均做振幅相同的简谐运动D.两波源到A点和C点的路程差之差的

绝对值是0.48m

【答案】D

【详解】A.简谐波I和II的波长均为0.48m,选项A错误；

B.从波形1到波形5经历的时间为则

17=4x0.12s

2

可得简谐波I和n的周期均为

T=0.96s

选项B错误；

C.绳上各点中加强点和减弱点振幅不相同，选项c错误；

D.AC两点均为振动减弱点，则两波源到两点的距离之差分别为,(2〃+1)和耳(2"-1),

则两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是

—(2/z+1)-—(2n-1)=2=0.48m

选项D正确。

故选D。

25.(2020•北京・统考高考真题)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x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x轴正方向移动

D.该时刻质点K与M的速度、加速度都相同

【答案】B

【详解】AB.由图可知乙质点I的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动。根据

上下坡法或者平移法可知，该横波沿龙轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，

故A错误，故B正确；

C.质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移

动，故C错误；

D.该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为-y方向，质点M加速度为+y方向，

故D错误。

故选B。

26.（2020•天津•统考高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T,f=0时的

波形如图所示。《时（）

A.质点〃速度方向沿y轴负方向

B.质点匕沿x轴正方向迁移了1m

C.质点。的加速度为零

D.质点d的位移为-5cm

【答案】C

【详解】经过:周期，波向右传播了《，波形如图所示

44

A.由图可知，质点。点恰好运动到平衡位置且沿着y轴正方向运动，A错误；

B.质点6点只在竖直方向上运动不会随波迁移，B错误；

C.质点c恰好运动到平衡，速度最大，加速度为零，C正确；

D.质点”的位移为5cm,D错误。

故选C。

27.（2020・山东.统考高考真题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知

x=■处质点的振动方程为尸Acos点。，贝心="时刻的波形图正确的是（）

4T4

c°lwD°IA（A

【答案】D

351

【详解】AB.根据题意可知，，=/时，在丁，+丁处的质点处于

y=Acosf^XAcosf^.2rLAcosM=0

lr）lr4）I2）

则此时该质点位于平衡位置，下一时刻，该质点向上运动，故AB错误；

CD.根据题意，横波沿X轴负方向传播，根据同侧法判断可知，C错误，D正确。

故选D。

28.（2019•北京・高考真题）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。的加速度最小

B.此刻6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，。比。先回到平衡位置

【答案】C

【详解】由机械振动特点确定质点的加速度和速度大小，由“上下坡法”确定振动方向.

由波动图象可知，此时质点。位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点。的加速度最

大，故A错误，此时质点匕位于平衡位置，所以速度为最大，故B错误，若波沿x轴

正方向传播，由“上下坡法”可知，质点。向y轴正方向运动，故C正确，若波沿x轴负

方向传播，由“上下坡法”可知，a质点沿y轴负方向运动，。质点沿y轴正方向运动，所

以质点c比质点。先回到平衡位置，故D错误.

29.（2019•全国•高考真题）如图，长为/的细绳下方悬挂一小球a。绳的另一端固定在

天花板上。点处，在。点正下方力的O处有一固定细铁钉。将小球向右拉开，使细绳

4

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〃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九一£关系的是（）

【详解】小球属于单摆模型，从右向左运动到平衡位置的过程，相当于运动第一个:周

期，根据单摆周期公式有

1c

/=—x2»

4

从平衡位置向左运动的过程中，相当于运动了第二个如期，有

tr=—X2TT

44g

由此可知，第一个;周期的时间长，第二个;周期的时间短；结合位移来分析，设竖直

44

位移最大值为九第一个J周期的水平位移最大值

4

1

xml==yjllh-h

第二个;周期的水平位移最大值

4

/2==J'-

可知

Xml>Xm2

故选Ao

二、多选题

30.（2023•全国•统考高考真题）一列简谐横波沿无轴传播，图（a）是f=0时刻的波形

图；P是介质中位于x=2m处的质点，其振动图像如图（6）所示。下列说法正确的是

B.波向左传播

C.波的振幅是10cm

D.x=3m处的质点在r=7s时位于平衡位置

E.质点P在0~7s时间内运动的路程为70cm

【答案】ABE

【详解】A.由图。可知波长为4m,由图6可知波的周期为2s,则波速为

几4,、，

v=—=—m/s=2m/s

T2

故A正确；

B.由图。可知r=0时，P点向下运动，根据“上下坡”法可知波向左传播，故B正确;

C.由图。可知波的振幅为5cm,故C错误；

DE.根据图a可知/=0时x=3m处的质点位于波谷处，由于

t=7s=3T+-T

2

可知在t=7s时质点位于波峰处；质点P运动的路程为

5=3x4A+—x4A=70cm

2

故D错误，E正确；

故选ABEo

31.（2023・山东•统考高考真题）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相

距工的A、8两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半,B点位移大小是A点的石

倍，质点经过A点时开始计时,t时刻第二次经过2点，该振动的振幅和周期可能是（）

-A

AB

2L。2L2L122L12

A.厂3B.~r=­AAtC.r~,utD.r~,t

V3-1V3-1V3+15V3+17

【答案】BC

【详解】AB.当AB两点在平衡位置的同侧时有

1...V3.

-A=Asm<pa,—A=Asm<pb

可得

7CTC_Q__>y27r

%="；%二或者

万

因此可知第二次经过B点时用"2,

2TC

一兀---

J——6_T=t

2万

解得

T=4t

此时位移关系为

争Ji

解得

,_2£

故A错误，B正确;

CD.当AB两点在平衡位置两侧时有

-^A=Asin<pa,^-A=Asin(pb

解得

或者-生（由图中运动方向舍去），或者

6633

当第二次经过B点时%=。-,则

2%

解得

丁12

T=—t

5

此时位移关系为

22

解得

C正确D错误；

故选BC。

32.（2023•辽宁•统考高考真题）“球鼻脑”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船

以设计的标准速度航行时，球鼻艄推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可

以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（）

B.阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹

C.驶近站台的火车，汽笛音调变高

D.振动音叉的周围，声音忽高忽低

【答案】BD

【详解】该现象属于波的叠加原理；插入水中的筷子看起来折断了是光的折射造成的，

与该问题的物理原理不相符；阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是由于光从薄膜上下表面

的反射光叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符；驶近站台的火车汽笛音调变

高是多普勒现象造成的，与该问题的物理原理不相符；振动音叉的周围声音忽高忽低，

是声音的叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符。

故选BD。

33.（2023・天津•统考高考真题）一列机械波的波源是坐标轴原点，从f=0时波源开始振

动，t=0.5s时波形如图，则下列说法正确的有（）

B.尤=Im处质点在t=0.3s时位于波谷

C.波源振动方程y=0.02sin（5"+;r）m

D.x=-lm处质点半个周期内向左位移半个波长

【答案】BC

【详解】A.由图中可知t=Q5s时，波传播的距离为x=2.5m,故波的速度为

x2.5._.

v=—=—m/s=5m/s

t0.5

故A错误；

B.由图可知该波的波长为4=2m,所以波的周期为

T=-=-s=0.4s

v5

波传播到x=1m需要的时间

t.=—=—s=0.2s

1v5

由图可知该波的起振方向向下，，=Q3s该波振动了0.1s,即!T,所以位于波谷，故B

正确；

C.根据图像可知该波的振动方程为

y=Asin[^^f+夕）=-0.02sin（5^）m=0.02sin（5^?+^r）m

故C正确；

D.质点只是上下振动，不随波左右移动，故D错误。

故选BC。

34.（2023•浙江•统考高考真题）下列说法正确的是（）

A.热量能自发地从低温物体传到高温物体

B.液体的表面张力方向总是跟液面相切

C.在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的

D.当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率

【答案】BD

【详解】A.根据热力学第二定律可知热量能不可能自发地从低温物体传到高温物体，

故A错误；

B.液体的表面张力方向总是跟液面相切，故B正确；

C.由狭义相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相

同的，故C错误；

D.根据多普勒效应可知当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源

振动的频率，故D正确。

故选BD。

35.（2022.浙江•统考高考真题）位于x=0.25m的波源p从t=0时刻开始振动，形成的

简谐横波沿x轴正负方向传播，在，=2小时波源停止振动，/=2.1s时的部分波形如图所

示，其中质点。的平衡位置%=L75m,质点b的平衡位置%=-0.5m。下列说法正确

A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉

B.7=0.42s时，波源的位移为正

C.r=2.25s时，质点。沿y轴负方向振动

D.在0到2s内，质点6运动总路程是2.55m

【答案】BD

【详解】A.波从波源发出后，向x轴正负方向传播，向相反方向传播的波不会相遇,

不会发生干涉，故A错误；

B.由图可知，波的波长

Z=lm

由题意可知0.1s内波传播四分之一波长，可得

T

-=0.1s

4

解得

T=0.4s

根据同侧法可知，波源的振动方向向上，即时，波源振动了2s,则

任何一个点起振以后都应该振动2s,可知坐标原点在2.1s时刚好振动了2