專題分層突破練12振動與波A組1.(多選)下列說法正確的是()A.在同一地點,單擺做簡諧運動的周期的二次方與其擺長成正比B.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C.在同一地點,當擺長不變時,擺球質量越大,單擺做簡諧運動的周期越小D.系統做穩定的受迫振動時,系統振動的頻率等于周期性驅動力的頻率2.用小球和輕彈簧組成彈簧振子,使其沿水平方向振動,振動圖像如圖所示,下列描述正確的是()A.1~2s內,小球的速度逐漸減小,加速度逐漸增大B.2~3s內,彈簧的勢能逐漸減小,彈簧彈力逐漸增大C.t=4s時,小球的動能達到最大值,彈簧的勢能達到最小值D.t=5s時,彈簧彈力為正的最大值,小球的加速度為負的最大值3.下圖為海洋生態自動監測浮標,可用于監測水質和氣象等參數。一列水波(視為橫波)沿海面傳播,在波的傳播方向上相距4.5m的兩處分別有甲、乙兩浮標,兩浮標隨波上下運動。當甲運動到波峰時,乙恰好運動到波谷,此時甲、乙之間只有一個波峰。觀察到甲從第1次到達波峰與第11次到達波峰的時間間隔為20s,則該水波()A.振幅為4.5mB.波長為3mC.頻率為2HzD.波速為2.25m/s4.在某科幻電影中有一種地心車,無需額外動力就可以讓人在幾十分鐘內到達地球的另一端。不考慮地球自轉的影響、車與軌道及空氣之間的摩擦,乘客和車的運動為簡諧運動,則()A.乘客做簡諧運動的回復力是由車對人的支持力提供的B.乘客達到地心時的速度最大,加速度最大C.乘客只有在地心處才處于完全失重狀態D.乘客所受地球的萬有引力大小與到地心的距離成正比5.一列簡諧橫波某時刻的圖像如圖所示,此時質點P的速度方向沿y軸正方向,則()A.這列波沿x軸負方向傳播B.質點a此時動能最大,加速度最小C.再經過一個周期,質點P運動到x=6m處D.當質點P運動到最低點時,質點b恰好運動到平衡位置6.p、q兩列簡諧橫波在同一均勻連續介質中沿+x方向傳播,振幅為5cm,波速為v=10m/s。在t=0時刻波的圖像如圖所示,則()A.此時x=1.5m處質點的位移為5cmB.此時x=1.0m處的質點正沿y方向振動C.p、q兩列波的波長之比為2∶3D.p、q兩列波能形成穩定的干涉圖樣7.(2023遼寧協作體二模)上一般會有兩個麥克風,一個比較大的位于下方,另一個位于頂部。小亮同學查閱說明書后知道頂部的麥克風為降噪麥克風。該同學進一步查閱資料得知:降噪麥克風通過降噪系統產生與外界噪音相位相反的聲波,與噪音疊加從而實現降噪的效果。理想情況下的降噪過程如圖所示,實線對應環境噪音,虛線對應降噪系統產生的等幅反相聲波。下列說法正確的是()A.降噪過程應用的是聲波的干涉原理,P點振動減弱B.降噪聲波的頻率與環境噪聲的頻率不相同C.降噪聲波與環境噪聲聲波的波長大小不相等D.質點P經過一個周期向外遷移的距離為一個波長B組8.(多選)圖甲是原點O處波源的振動圖像,波源產生的波在x軸上傳播,圖乙是某時刻在x軸上波的圖像。下列說法正確的是()甲乙A.圖乙所示的波出現的時刻為t=14B.圖乙質點P此刻的振動方向沿y軸正方向C.經83s波從原點O傳播到x=4m處的質點D.圖乙對應時刻質點P正向y軸負方向運動9.(2023廣東佛山二模)地震波按傳播方式可分為橫波(S波)、縱波(P波)和面波(L波)。若在某地記錄到S波在t=0時刻的波形如圖所示,已知該S波傳播速度v=4km/s,傳播方向水平向右,則下列說法正確的是()A.該波波長為4mB.該波振動頻率為0.25HzC.此時刻質點M向右運動D.經一個周期,質點M運動的路程為20cm10.(2023廣東深圳二模)圖甲是一列簡諧橫波在某時刻的波形,質點M、N、P、Q分別位于介質中x=3m、x=4m、x=5m、x=10m處。該時刻橫波恰好傳播至P點,圖乙為質點M從該時刻開始的振動圖像,下列說法正確的是()甲乙A.此波在該介質中的傳播速度為1.25m/sB.波源起振方向沿y軸正方向C.此波傳播至Q點的過程中,質點P的路程為5mD.當質點Q起振后,與質點N振動步調完全一致11.(2023重慶二診)如圖所示,某均勻介質中一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波(圖中未畫出),波速為6m/s,兩質點P、Q位于x軸上。以該波傳到質點P為計時起點,質點P的振動方程為y=2sin5πt(cm),經過時間Δt該波傳到質點Q時,質點P位于x軸上方距其平衡位置1cm處且向上振動。由此可知()A.該波的波長為2mB.質點Q開始振動的方向向上C.質點P、Q平衡位置的間距可能為3.8mD.Δt=0.25s12.如圖所示,圖中兩小孩各握住輕繩一端,當只有一個小孩上下抖動繩子時,在繩上產生簡諧橫波,圖中實線和虛線分別表示繩子中間某段在t1=0和t2=0.75s時刻波的圖像,已知小孩抖動繩子的周期T滿足0.75s<T<2s。(1)判斷哪側(左側、右側)小孩在抖動繩子,并寫出判斷依據;(2)求此列波在繩子中傳播的速度。答案：1.ABD解析在同一地點,重力加速度g為定值,根據單擺周期公式T=2πlg可知,周期的二次方與擺長成正比,選項A正確。彈簧振子做簡諧運動時,只有動能和勢能參與轉化,根據機械能守恒條件可知,振動系統的勢能與動能之和保持不變,選項B正確。根據單擺周期公式T=2πl2.C解析由題圖可知,1~2s內小球的位移減小,說明彈性勢能轉化為動能,即速度增大,由a=kxm可知,加速度減小,選項A錯誤。由題圖可知,2~3s內小球的位移增大,說明動能轉化為彈性勢能,即彈性勢能增大,彈簧彈力逐漸增大,選項B錯誤。由題圖可知,t=4s時,小球位于平衡位置,此時動能最大,由能量守恒定律可知,彈簧的勢能達到最小值,選項C正確。t=3.B解析根據題給條件無法得知浮標離開平衡位置的最大距離,選項A錯誤。設波長為λ,則由題意可知32λ=4.5m,解得λ=3m,選項B正確。設周期為T,則由題意可知10T=20s,解得T=2s,所以頻率為f=1T=0.5Hz,選項C錯誤。波速為v=λT=4.D解析因無需額外動力,故乘客做簡諧運動的回復力是由地球對乘客的萬有引力提供的,選項A錯誤。乘客達到地心時的速度最大,加速度為0,因為地心處乘客所受引力的合力為0,選項B錯誤。乘客只受地球引力的作用,全程處于完全失重狀態,選項C錯誤。乘客做簡諧運動,地心處為平衡位置,由簡諧運動的受力特點可知,乘客所受地球的萬有引力大小與到地心的距離成正比,選項D正確。5.B解析由題意,根據波的圖像與振動方向的關系可推知,這列波沿x軸正方向傳播,選項A錯誤。質點a此時位于平衡位置,動能最大,加速度最小,選項B正確。質點P只是在平衡位置附近做往復振動,不會沿波的傳播方向移動,選項C錯誤。質點P和質點b的平衡位置相差一個波長,當質點P運動到最低點時,質點b恰好也運動到最低點,選項D錯誤。6.B解析由波的疊加原理可知,此時x=1.5m處質點的位移為10cm,選項A錯誤。此時對于x=1.0m處的質點,由兩列波引起的振動方向均沿y方向,則該質點正沿y方向振動,選項B正確。由題圖可知p、q兩列波的波長分別為3m和2m,則波長之比為3∶2,選項C錯誤。p、q兩列波波長不同,波速相同,則頻率不同,故不能形成穩定的干涉圖樣,選項D錯誤。7.A解析降噪聲波與環境聲波波長相等,在同一種介質中傳播速度相等,由v=λf知降噪聲波的頻率與環境噪音的頻率相同,疊加時產生干涉,由于兩列聲波振幅相同、相位相反,所以振動減弱,起到降噪作用,P點振動減弱,振幅為零,故A正確,B、C錯誤;P點只在平衡位置處振動并不隨波移動,故D錯誤。8.CD解析由題圖甲可知,原點處波源運動到y軸負方向最大位移處所用最短時間t0=14T,則題圖乙所示的波出現的時刻t=n+14Tn=0,1,2,…,其中T=2s,因此t=2n+14sn=0,1,2,…,選項A錯誤。波源在原點O,則波以原點O對稱向x9.D解析根據題意可知波的波長為400m,故A錯誤。根據公式f=vλ=4000400Hz=10Hz,故B錯誤;此時質點M的速度為零,即將向下振動,波上的質點不會隨波遷移,故C錯誤。經過一個周期,質點M運動的路程為s=4A=410.B解析根據圖甲可知波長為λ=4m,根據圖乙可知T=4s,則波速為v=λT=44m/s=1m/s,故A錯誤。此時波剛好傳到P點,根據上下坡法可知,振動方向沿y軸正方向,又因為此時P點振動方向為波源的起振方向,故B正確。根據波在x軸方向上的運動特點可知t=xv=51s=5s=54T,則P點的路程為s=5A=5×10cm=50cm,故C錯誤。質點Q和質點11.C解析該波的周期為T=2πω,代入數據得T=2π5πs=0.4s,波長為λ=vT得λ=2.4m,故A錯誤。由振動方程y=2sin5πt(cm)可知,質點Q的起振方向向下,故B錯誤。P的振動方程為y=2sin5πt(cm),其中y=1cm,解得t=2k5+730s,質點P、Q平衡位置的間距為Δx=v