專題分層突破練12振動(dòng)與波A組1.(多選)下列說法正確的是()A.在同一地點(diǎn),單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期的二次方與其擺長(zhǎng)成正比B.彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變C.在同一地點(diǎn),當(dāng)擺長(zhǎng)不變時(shí),擺球質(zhì)量越大,單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期越小D.系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí),系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)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(dòng),振動(dòng)圖像如圖所示,下列描述正確的是()A.1~2s內(nèi),小球的速度逐漸減小,加速度逐漸增大B.2~3s內(nèi),彈簧的勢(shì)能逐漸減小,彈簧彈力逐漸增大C.t=4s時(shí),小球的動(dòng)能達(dá)到最大值,彈簧的勢(shì)能達(dá)到最小值D.t=5s時(shí),彈簧彈力為正的最大值,小球的加速度為負(fù)的最大值3.下圖為海洋生態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)浮標(biāo),可用于監(jiān)測(cè)水質(zhì)和氣象等參數(shù)。一列水波(視為橫波)沿海面?zhèn)鞑?在波的傳播方向上相距4.5m的兩處分別有甲、乙兩浮標(biāo),兩浮標(biāo)隨波上下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)甲運(yùn)動(dòng)到波峰時(shí),乙恰好運(yùn)動(dòng)到波谷,此時(shí)甲、乙之間只有一個(gè)波峰。觀察到甲從第1次到達(dá)波峰與第11次到達(dá)波峰的時(shí)間間隔為20s,則該水波()A.振幅為4.5mB.波長(zhǎng)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(dòng)力就可以讓人在幾十分鐘內(nèi)到達(dá)地球的另一端。不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響、車與軌道及空氣之間的摩擦,乘客和車的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),則()A.乘客做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是由車對(duì)人的支持力提供的B.乘客達(dá)到地心時(shí)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(tài)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(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的圖像如圖所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸正方向,則()A.這列波沿x軸負(fù)方向傳播B.質(zhì)點(diǎn)a此時(shí)動(dòng)能最大,加速度最小C.再經(jīng)過一個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到x=6m處D.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),質(zhì)點(diǎn)b恰好運(yùn)動(dòng)到平衡位置6.p、q兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻連續(xù)介質(zhì)中沿+x方向傳播,振幅為5cm,波速為v=10m/s。在t=0時(shí)刻波的圖像如圖所示,則()A.此時(shí)x=1.5m處質(zhì)點(diǎn)的位移為5cmB.此時(shí)x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)正沿y方向振動(dòng)C.p、q兩列波的波長(zhǎng)之比為2∶3D.p、q兩列波能形成穩(wěn)定的干涉圖樣7.(2023遼寧協(xié)作體二模)上一般會(huì)有兩個(gè)麥克風(fēng),一個(gè)比較大的位于下方,另一個(gè)位于頂部。小亮同學(xué)查閱說明書后知道頂部的麥克風(fēng)為降噪麥克風(fēng)。該同學(xué)進(jìn)一步查閱資料得知:降噪麥克風(fēng)通過降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪音相位相反的聲波,與噪音疊加從而實(shí)現(xiàn)降噪的效果。理想情況下的降噪過程如圖所示,實(shí)線對(duì)應(yīng)環(huán)境噪音,虛線對(duì)應(yīng)降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波。下列說法正確的是()A.降噪過程應(yīng)用的是聲波的干涉原理,P點(diǎn)振動(dòng)減弱B.降噪聲波的頻率與環(huán)境噪聲的頻率不相同C.降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的波長(zhǎng)大小不相等D.質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過一個(gè)周期向外遷移的距離為一個(gè)波長(zhǎng)B組8.(多選)圖甲是原點(diǎn)O處波源的振動(dòng)圖像,波源產(chǎn)生的波在x軸上傳播,圖乙是某時(shí)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(xiàn)的時(shí)刻為t=14B.圖乙質(zhì)點(diǎn)P此刻的振動(dòng)方向沿y軸正方向C.經(jīng)83s波從原點(diǎn)O傳播到x=4m處的質(zhì)點(diǎn)D.圖乙對(duì)應(yīng)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)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(shí)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(zhǎng)為4mB.該波振動(dòng)頻率為0.25HzC.此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M向右運(yùn)動(dòng)D.經(jīng)一個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)的路程為20cm10.(2023廣東深圳二模)圖甲是一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形,質(zhì)點(diǎn)M、N、P、Q分別位于介質(zhì)中x=3m、x=4m、x=5m、x=10m處。該時(shí)刻橫波恰好傳播至P點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)M從該時(shí)刻開始的振動(dòng)圖像,下列說法正確的是()甲乙A.此波在該介質(zhì)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(diǎn)的過程中,質(zhì)點(diǎn)P的路程為5mD.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q起振后,與質(zhì)點(diǎn)N振動(dòng)步調(diào)完全一致11.(2023重慶二診)如圖所示,某均勻介質(zhì)中一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波(圖中未畫出),波速為6m/s,兩質(zhì)點(diǎn)P、Q位于x軸上。以該波傳到質(zhì)點(diǎn)P為計(jì)時(shí)起點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為y=2sin5πt(cm),經(jīng)過時(shí)間Δt該波傳到質(zhì)點(diǎn)Q時(shí),質(zhì)點(diǎn)P位于x軸上方距其平衡位置1cm處且向上振動(dòng)。由此可知()A.該波的波長(zhǎng)為2mB.質(zhì)點(diǎn)Q開始振動(dòng)的方向向上C.質(zhì)點(diǎn)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(dāng)只有一個(gè)小孩上下抖動(dòng)繩子時(shí),在繩上產(chǎn)生簡(jiǎn)諧橫波,圖中實(shí)線和虛線分別表示繩子中間某段在t1=0和t2=0.75s時(shí)刻波的圖像,已知小孩抖動(dòng)繩子的周期T滿足0.75s<T<2s。(1)判斷哪側(cè)(左側(cè)、右側(cè))小孩在抖動(dòng)繩子,并寫出判斷依據(jù);(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(diǎn),重力加速度g為定值,根據(jù)單擺周期公式T=2πl(wèi)g可知,周期的二次方與擺長(zhǎng)成正比,選項(xiàng)A正確。彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),只有動(dòng)能和勢(shì)能參與轉(zhuǎn)化,根據(jù)機(jī)械能守恒條件可知,振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變,選項(xiàng)B正確。根據(jù)單擺周期公式T=2πl(wèi)2.C解析由題圖可知,1~2s內(nèi)小球的位移減小,說明彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,即速度增大,由a=kxm可知,加速度減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由題圖可知,2~3s內(nèi)小球的位移增大,說明動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,即彈性勢(shì)能增大,彈簧彈力逐漸增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由題圖可知,t=4s時(shí),小球位于平衡位置,此時(shí)動(dòng)能最大,由能量守恒定律可知,彈簧的勢(shì)能達(dá)到最小值,選項(xiàng)C正確。t=3.B解析根據(jù)題給條件無法得知浮標(biāo)離開平衡位置的最大距離,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。設(shè)波長(zhǎng)為λ,則由題意可知32λ=4.5m,解得λ=3m,選項(xiàng)B正確。設(shè)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(xiàng)C錯(cuò)誤。波速為v=λT=4.D解析因無需額外動(dòng)力,故乘客做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是由地球?qū)Τ丝偷娜f有引力提供的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。乘客達(dá)到地心時(shí)的速度最大,加速度為0,因?yàn)榈匦奶幊丝退芤Φ暮狭?,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。乘客只受地球引力的作用,全程處于完全失重狀態(tài),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。乘客做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),地心處為平衡位置,由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)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(xiàng)D正確。5.B解析由題意,根據(jù)波的圖像與振動(dòng)方向的關(guān)系可推知,這列波沿x軸正方向傳播,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。質(zhì)點(diǎn)a此時(shí)位于平衡位置,動(dòng)能最大,加速度最小,選項(xiàng)B正確。質(zhì)點(diǎn)P只是在平衡位置附近做往復(fù)振動(dòng),不會(huì)沿波的傳播方向移動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。質(zhì)點(diǎn)P和質(zhì)點(diǎn)b的平衡位置相差一個(gè)波長(zhǎng),當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),質(zhì)點(diǎn)b恰好也運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.B解析由波的疊加原理可知,此時(shí)x=1.5m處質(zhì)點(diǎn)的位移為10cm,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。此時(shí)對(duì)于x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn),由兩列波引起的振動(dòng)方向均沿y方向,則該質(zhì)點(diǎn)正沿y方向振動(dòng),選項(xiàng)B正確。由題圖可知p、q兩列波的波長(zhǎng)分別為3m和2m,則波長(zhǎng)之比為3∶2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。p、q兩列波波長(zhǎng)不同,波速相同,則頻率不同,故不能形成穩(wěn)定的干涉圖樣,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.A解析降噪聲波與環(huán)境聲波波長(zhǎng)相等,在同一種介質(zhì)中傳播速度相等,由v=λf知降噪聲波的頻率與環(huán)境噪音的頻率相同,疊加時(shí)產(chǎn)生干涉,由于兩列聲波振幅相同、相位相反,所以振動(dòng)減弱,起到降噪作用,P點(diǎn)振動(dòng)減弱,振幅為零,故A正確,B、C錯(cuò)誤;P點(diǎn)只在平衡位置處振動(dòng)并不隨波移動(dòng),故D錯(cuò)誤。8.CD解析由題圖甲可知,原點(diǎn)處波源運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸負(fù)方向最大位移處所用最短時(shí)間t0=14T,則題圖乙所示的波出現(xiàn)的時(shí)刻t=n+14Tn=0,1,2,…,其中T=2s,因此t=2n+14sn=0,1,2,…,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。波源在原點(diǎn)O,則波以原點(diǎn)O對(duì)稱向x9.D解析根據(jù)題意可知波的波長(zhǎng)為400m,故A錯(cuò)誤。根據(jù)公式f=vλ=4000400Hz=10Hz,故B錯(cuò)誤;此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的速度為零,即將向下振動(dòng),波上的質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移,故C錯(cuò)誤。經(jīng)過一個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)的路程為s=4A=410.B解析根據(jù)圖甲可知波長(zhǎng)為λ=4m,根據(jù)圖乙可知T=4s,則波速為v=λT=44m/s=1m/s,故A錯(cuò)誤。此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn),根據(jù)上下坡法可知,振動(dòng)方向沿y軸正方向,又因?yàn)榇藭r(shí)P點(diǎn)振動(dòng)方向?yàn)椴ㄔ吹钠鹫穹较?故B正確。根據(jù)波在x軸方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可知t=xv=51s=5s=54T,則P點(diǎn)的路程為s=5A=5×10cm=50cm,故C錯(cuò)誤。質(zhì)點(diǎn)Q和質(zhì)點(diǎn)11.C解析該波的周期為T=2πω,代入數(shù)據(jù)得T=2π5πs=0.4s,波長(zhǎng)為λ=vT得λ=2.4m,故A錯(cuò)誤。由振動(dòng)方程y=2sin5πt(cm)可知,質(zhì)點(diǎn)Q的起振方向向下,故B錯(cuò)誤。P的振動(dòng)方程為y=2sin5πt(cm),其中y=1cm,解得t=2k5+730s,質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置的間距為Δx=v