专题09 振动和波-5年（2020-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（山东专用）（原卷版）

2020-2024年五年高考真题分类汇编PAGEPAGE1专题09振动和波考点五年考情（2020-2024）命题趋势备考策略考点1机械振动（5年1考）2023·山东卷·T10命题分析：高考对本专题的考查以图像为主，重点是简谐运动的特点、振动和波动图像、波的传播、波的叠加、波速的计算、波的多解问题以及用单摆测定重力加速度等．趋势分析：预计今后的高考对本专题的考查仍会以定性分析或简单的定量计算为主，难度中等，要多注意本专题中与实际生活相联系的题目．对该部分内容的考查一般以选择题为主，内容上主要以机械波和机械振动为主，从振动图像和波形图出发，分析质点运动的动力学问题，涉及传播方向与振动方向的关系，波的周期性和多解性问题等；对本部分的实验，直接考查的频率不高，但复习时不能忽略，要注意对实验原理、器材、步骤、数据处理方法、误差分析等的理解。常见题型有：①简谐运动的基本概念及规律；②机械波的形成与传播及波速公式的应用；③振动图像和波形图的分析；④波传播中的多解问题；⑤用单摆测量重力加速度。考点2机械波（5年4考）2024·山东卷·T92022·山东卷·T92021·山东卷·T102020·山东卷·T4考点01机械振动1、（2023·山东卷·T10）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B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点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（）A. B. C. D.考点02机械波2、（2024·山东卷·T9）甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为2m/s。t=0时刻二者在x=2m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在x=2m处的质点P，下列说法正确的是（）A.t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为0B.t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为C.t=1.0s时，P向y轴正方向运动D.t=1.0s时，P向y轴负方向运动3、（2022·山东卷·T9）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（）

A.B.C.D.4、（2021·山东卷·T10）一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（）

A. B.C. D.5、（2020·山东卷·T4）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（）A.B.C.D.一、单选题1．（2024·山东菏泽·二模）在同一水平面上有两个波源P和Q，沿垂直水平面方向同时开始振动，振幅分别为A和2A，经过半个周期，P和Q同时停止振动，此时C点处于波峰位置，D点处于波谷位置。一段时间后，M点先后出现了两次振动，，，，则（）A．两列波的波长均为2LB．M点振动的总路程为6AC．两列波相遇后，波速均发生改变D．若两波源一直振动，P和Q连线上的振动加强点始终处于波峰或波谷位置2．（2024·山东潍坊·三模）一列简谐横波沿x轴传播，位于x=0处的波源在t=0时刻起振，t=2.5s时第2次到达正向最大位移处，此时平衡位置位于x=1m处的质点N刚要起振，M、N间波形如图所示（其他未画出）。已知M、N之间的各质点在t=2.5s至t=3s内通过路程的最大值为10cm，下列说法正确的是（

）A．波源起振方向沿y轴负方向B．质点M的平衡位置位于x=0.8mC．该波的波速为0.5m/sD．波源振幅为cm3．（2024·山东东营·二模）如图所示为沿方向传播的简谐横波零时刻的波形图，此时质点A、B分别位于波峰和波谷位置，A、B之间有一质点P（图中未画出），此时质点P的速度为v，和时，P的速度第2次和第3次为v，则时，P的位置坐标是（

）A． B．C． D．4．（2024·山东·模拟预测）据中国地震台网正式测定，北京时间2024年3月14日23时14分（当地时间15日凌晨），在日本本州东岸近海（北纬37.00度，东经141.40度）发生5.5级地震，震源深度50千米。地震发生时监测站监测到一列沿x轴传播的地震横波，时刻波形如图甲所示，质点P从时刻开始的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（

）A．该波沿x轴负方向传播B．Q点的振动方程为C．该波沿x轴传播20km距离需要5sD．该波与波频率为0.5Hz的简谐横波相遇，一定能形成干涉图样5．（2024·山东枣庄·三模）如图，质量为0.1kg的小球用轻弹簧悬挂并静止在坐标原点O，Ox竖直向下。某时刻给小球施加一竖直向下的力F，力F大小满足表达式，弹簧的劲度系数为0.5N/m。小球运动过程中弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．在x＝0.2m处小球加速度最大B．小球运动到最低点时的加速度大小为C．下降过程弹簧弹性势能增加了0.04JD．下降过程小球与弹簧组成的系统机械能增加了0.02J6．（2024·山东淄博·二模）介质中坐标原点O处的波源在时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，时刻传到L处，波形如图所示。下列能描述处质点振动的图像是（）A． B．C． D．二、多选题7．（2024·山东聊城·三模）一列简谐横波在某时刻的波形图如图甲所示，a、b两质点的平衡位置分别为、，从图甲所示时刻开始计时，b质点的振动图像如图乙所示。下列说法中正确的是（）A．此横波的传播速度大小为3m/sB．x＝30m处的质点在13.5s时第2次出现波峰C．质点a在1s时速度最大且速度方向沿y轴正方向D．质点a在0~4.5s内运动的路程为8．（2024·山东济宁·三模）在处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波。时刻两波源开始振动，时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是（）A．两波源的起振方向均沿y轴负方向B．两列波的波速大小均为C．再经过0.1s，平衡位置在处的质点位移为D．平衡位置在处的质点在前内运动的路程为50cm9．（2024·山东青岛·三模）如图甲，某同学取一根柔软的长细绳，用手握住绳子左端连续上下抖动，形成一列向右传播的简谐波，以长绳左端点为原点建立水平向右的轴，如图乙。时绳的左端点开始上下振动，振动图像如图丙所示。时停止抖动长绳，在这段时间内绳上处的质点运动的路程为40cm。关于这列绳波，下列说法正确的是（）A．该列绳波的波长为4mB．时，处质点的动能最大C．时，处质点处于波谷位置D．时，处质点运动的总路程为70cm10．（2024·山东济南·三模）某同学利用轻弹簧模拟横波的产生，如图甲所示，轻弹簧放置在光滑水平桌面上，端固定，手握端沿垂直于弹簧方向在桌面内做周期为的简谐运动。某一时刻的波形图如图乙所示，图乙中弹簧上只有、间的各质点做简谐运动，、两点间距离为，下列说法正确的是（）A．点的起振方向与手开始运动方向相反B．点的起振方向与手开始运动方向相同C．波速为D．波速为11．（2024·山东临沂·二模）坐标分别位于和处有两个振动情况完全相同的相干波源、，在时刻均从平衡位置开始向下运动，波源、均形成沿x轴正、负两个方向传播的简谐横波，沿波传播方向上有间距均为1m的9个质点，位置坐标如图所示。时刻各质点均处于平衡位置，经0.4秒的质点开始振动，同时处的质点第一次具有正向最大速度，则下列法正确的是（）A．波源的振动周期为0.4sB．振动稳定后的质点是振动加强的点C．振动稳定后的质点是振动减弱的点D．时刻，、之间的波形图是一条直线12．（2024·山东滨州·二模）一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，B、C、D、E为介质中的四个质点，已知质点E的平衡位置的横坐标为-15m。图乙为质点C的振动图像。下列说法正确的是（）A．该波沿x轴正方向传播B．该波的波速为75m/sC．质点C的平衡位置位于x=4.5m处D．从t=0.15s开始，质点C与质点B第一次回到平衡位置的时间差为13．（2024·山东烟台·二模）图甲为一列简谐横波在时的波形图，质点P、Q为该波传播方向上的两个质点，它们平衡位置之间的距离为1m，质点P的振动图像如图乙所示，则质点Q的振动图像可能是（

）A． B．C． D．14．（2024·山东枣庄·三模）艺术体操运动员在“带操”表演中，手持细棒抖动彩带一端，彩带会像波浪般翻卷，如图甲所示。图乙是t=0时刻彩带上的波形，E、F是彩带上的两个点。已知F点的纵坐标为，E点的振动方程为y=20sin（2πt）cm，关于彩带上各点运动，下列说法正确的是（）A．该波的波长为1.6mB．t=0时刻F点向上运动C．E点的平衡位置位于（﹣0.1m，0）处D．F点的振动方程为15．（2024·山东济宁·二模）如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，振幅为2cm，该时刻质点P、Q偏离平衡位置的位移均为1cm，从该时刻开始计时，质点P比质点Q滞后0.4s回到平衡位置。下列说法正确的是（）A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度大小为1cm/sC．质点P在波峰时，质点Q的位移一定为 D．质点P在平衡位置时，质点Q的位移一定为16．（2024·山东潍坊·二模）如图所示，倾角为α的斜面固定在水平面上，一根不可伸长的轻绳一端连接在置于斜面的物体a上，另一端绕过光滑的定滑轮与小球b连接，轻绳与斜面平行，定滑轮到小球b的距离为L。用手按住物体a不动，把小球b拉开很小的角度后释放，使小球b做单摆运动，稳定后放开物体a。当小球运动到最高点时，物体a恰好不下滑，整个过程物体a始终静止。忽略空气阻力及定滑轮的大小，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．小球b多次经过同一位置的动量可以不同B．小球b摆到最低点时，物体a受到的摩擦力一定沿斜面向下C．物体a与斜面间的摩擦因数D．物体a受到的摩擦力变化的周期17．（2024·山东日照·二模）如图所示为一列沿x轴方向传播的简谐横波，A为时刻的波形图，B为时的波形图。已知该简谐横波的周期大于0.1s，下列说法正确的是（）A．该简谐横波沿x轴正方向传播B．该简谐横波的周期可能为0.24sC．该简谐横波的传播速度可能为25m/sD．时，在处的质点在最大位移处18．（2024·山东济南·二模）一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示，实线为t1＝2s时的波形图，虚线为t2＝2.75s时的波形图，质点P的平衡位置为x＝4m。下列说法正确的是（）A．该横波遇到体积为64m3的正方体，不会发生明显衍射B．该横波与另一列频率为1Hz的简谐横波相遇，不可能发生干涉C．该横波传播的速度大小可能为4m/sD．质点P的振动方程可能为（cm）三、解答题19．（2024·山东烟台·三模）如图所示，劲度系数k=100N/m的轻弹簧一端固定于水平面上，另一端连接物块A，物块B置于A上（不粘连），A、B质量均为1kg，开始时物块A和B处于静止状态，物块B的正上方h高处固定一水平的可在竖直方向上下移动的挡板。现对物块B施加方向始终向上、大小为F=10N的恒力，使A、B开始运动，已知A、B均可视为质点，B与挡板、A之间的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量，k为弹簧的劲度系数），质量为m的质点做简谐运动的周期为（k为物体做简谐运动时的比例系数，即弹簧的劲度系数），重力加速度大小g=10m/s2。（1）求A、B第一次分离时，A、B的速度大小；（2）求A、B第一次分离后，若二者没有发生碰撞，物块A上升到最大高度时的加速度大小；（3）若A、B第一次分离后，经过一段时间后二者恰好能够在第一次分离位置相碰，求h满足的条件；（4）若，则B与A相碰后，求A第一次运动到最低点时A、B之间的距离。20．（2024·山东菏泽·模拟预测）分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q在t=0时