高考物理总复习专题练习：振动和波

高考物理复习

振动和波专题训练及其答案

一、单项选择题

1．如图所示为一列简谐横波t时刻的图象，已知波速为0.2m/s，以下说法正确的是（ ）

A．经过0.5s，质点a、b、c通过的路程均为75cm

B．若从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播

C．图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3

D．振源的振动频率为0.4Hz

2．一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波形如图所示，该时刻，两个质量相同的质点P、Q到平衡位置的距离相等。关于P、Q两个质点，以下说法正确的是（ ）

A．P较Q先回到平衡位置 B．再经14周期，两个质点到平衡位置的距离相等

C．两个质点在任意时刻的动量相同

D．两个质点在任意时刻的加速度相同

3．图为一列简谐波在0t时刻的波形图，此时质点Q正处于加速运动过程中，且质点N在1st时第一次到达波峰。则下列判断正确的是（ ）

A．此时质点P也处于加速运动过程

B．该波沿x轴负方向传播

C．从0t时刻起，质点P比质点Q晚回到平衡位置

D．在0t时刻，质点N的振动速度大小为1m/s

4．如图所示为一列机械波在t=0时刻传播的波形图，此刻图中P点速度沿y轴正方向，t=2s时刻，图中Q点刚好在x轴上。则下列说法正确的是（ ）

A．该机械波沿x轴正方向传播

B．该机械波周期不可能是8s3

C．无论周期是多少，当Q点在x轴时，P点一定离x轴最远

D．P点振幅是10cm

5．如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度为16.0m/s，从此时起，图中的P质点比Q质点先经过平衡位置．那么下列说法中正确的是（ ）

A．这列波一定沿x轴正向传播

B．这列波的频率是3.2Hz

C．t=0.25s时Q质点的速度和加速度都沿y轴负向

D．t=0.25s时P质点的速度和加速度都沿y轴负向

6．如图（a）所示为波源的振动图象（在t=0时刻之前波源就已经开始振动了），图（b）为xy平面内沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图象，t=0时刻P点向y轴负方向运动，关于图（b）上x=0.4m处的Q点的说法正确的是（ ）.

A．t=0时，速度最大，其大小为0.1m/s，方向沿y轴正方向

B．t=0到t=5s内，通过的路程为20cm

C．t=2s时，运动到x=0.2m处

D．t=3s时，加速度最大，且方向向下

7．一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s，b和c之间的距离是5m，以下说法正确的是（ ）

A．此列波的波长为2.5m

B．此列波的频率为2Hz

C．此列波的波速为2.5m/s

D．此列波的传播方向为沿x轴正方向传播

8．P、Q、M是某弹性绳上的三个质点，沿绳建立x坐标轴。一简谐横波正在沿x轴的正方向传播，振源的周期为0.4s。在0t时刻波刚好传到3mx处，波形如图所示，则下列说法正确的是（ ）

A．波源起振方向沿y轴正方向

B．0.5st时质点M处于波峰

C．0t至0.4st的时间内质点Q通过的路程为4m

D．该波的传播速度为7.5m/s

9．一列横波从0t时刻开始，从原点O沿着x轴传播，0.6st时刻传至A点，若12mOA，8mAB，10mBC，则下列说法正确的是（ ）

A．波动过程从开始到C点运动之后的时间内，A点的路程总是比C点的路程多18cm B．波动过程从开始到B点运动之后的时间内，A点的路程总是比B点的路程多8cm

C．1.5st时刻C点第一次在波谷

D．1st时刻B点的位移是2cm

10．一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T，在t=2T时刻该波的波形图如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2表示某一质点的振动图象，下列说法中正确的是（ ）

A．质点a的振动图象如图2所示

B．质点b的振动图象如图2所示

C．t=0时刻质点a的速度比质点b的大

D．t=0时刻质点a的加速度比质点b的大

11．一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.3s时刻的波形为图中虚线所示，则下列说法正确的是（ ）

A．波的传播方向一定向右

B．波的周期可能为0.5s

C．波的频率可能为5.0Hz

D．波的传播速度可能为9.0m/s

12．如图甲所示，一列简谐横波在x轴上传播，图乙和图丙分别为x轴上a、b两质点的振动图像，且6mabx。下列说法正确的是（ ）

A．波一定沿x轴正方向传播 B．波长一定是8m

C．波速一定是6m/s D．波速可能是2m/s

二、多项选择题

13．沿x轴正方向传播的一列简谐横波如图所示，实线是在0t时刻的波形图，虚线是在0.05st（小于一个周期）时刻的波形图，下列说法正确的是（ ）

A．这列波的波速是20m/s

B．0~0.05s内，0x处的质点运动的路程为1m

C．0t时，5mx处的质点速度方向和加速度方向均沿y轴正方向

D．相邻的振动步调总是相反的两个质点间的距离为一个波长

14．在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝100m/s。已知t＝0时，波刚好传播到x＝40m处，如图所示，在x＝200m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（ ）

A．波源开始振动时方向沿y轴负方向

B．从t＝0开始经过0.15 s，x＝40m处的质点运动路程为0.3m

C．接收器在t＝1.8 s时才能接收到此波

D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为6Hz

15．图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则（ ）

A．t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大

B．t=0.25s时，质点P的运动方向沿y轴负方向

C．t=0.25s时，质点P的位移为52cm

D．从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m

16．如图所示，甲图是一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波在t=2s时的波动图象，乙图是该波传播方向上介质中某质点从t=0时刻起的振动图象，a、b是介质中平衡位置为x1=3m和x2=5m的两个质点，下列说法正确的是（ ）

A．该波的波速是2m/s

B．在t=2s时刻，a、b两质点的速度相同

C．在0~4s内，a质点运动的路程为20cm

D．若该波在传播过程中遇到频率为0.25Hz的另一横波时，可能发生稳定的干涉现象

17．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.16s时刻的波形图。已知该波的波速是1m/s，则下列说法正确的是（ ）

A．这列波的波长是12cm

B．这列波可能是沿x轴正方向传播的

C．t＝0.04时，x＝4cm处的质点速度沿y轴负方向

D．0～0.16s内，x＝6cm处的质点振动方向改变了3次

18．图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t＝0和t＝0.03s时刻的波形图，x＝1.2m处的质点在t＝0.03s时向y轴正方向运动，则（ ）

A．该波的频率可能是125Hz

B．该波的波速可能是10m/s

C．t＝0时x＝1.4m处质点的加速度方向沿y轴正方向

D．从t＝0时起，平衡位置在0.9m处的质点再经过周期时的位移为-2.5cm

三、填空题

19．如图甲所示，将一轻质弹簧与小球组成的弹簧振子竖直悬挂起来，当振子上、下振动时，将弹簧上端的力传感器连接到计算机上，得到弹簧的弹力随时间变化的规律如图乙所 示。已知重力加速度10m/sg，则该弹簧振子的振动周期为________________s，小球的质量为___________kg，在0~1s时间内，弹簧的弹力对小球的冲量大小为_______________Ns。

20．某小组利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，即用在同一张底片上多次曝光的方法，在远处从与单摆摆动平面垂直的视角拍摄单摆在摆动过程中的多个位置的照片。从摆球离开左侧最高点 A 时开始每隔相同时间曝光一次，得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片，如图所示，其中摆球运动到最低点O时摆线被一把刻度尺挡住。

(1)对照片进行分析可知( )

A．摆球在 A 点所受的合力等于在 B 点所受的合力

B．在 O 点附近摆球影像相邻位置的间隔较大，说明在 O 点附近摆球的速率较大

C．摆球左右两边的周期之比为2:3

D．摆球左右两边的振幅相等

（2）如果摆动的角度较小，悬点到球心的长度为L1，刻度尺到球心的长度为L2，该单摆的周期T=_________。

（3）在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中：以下关于本实验的做法中正确的是________。

A．摆角应尽量大些

B．摆线应适当长些

C．摆球应选择密度较大的实心金属小球

D．用秒表测量周期时，应取摆球摆至最高点时开始计时

四、解答题

21．最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃”的时期。地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在t（图中实线）与（t+0.4）s（图中虚线）两个时刻x轴上-3~3km区间内的波形图如图所示，求：

（1）该地震波质点振动的最大周期T；

（2）该地震波最小波速为多少；

（3）从t时刻开始计时，判断x=2km处的质点与x=2.5km处的质点谁先回到平衡位置。

22．一列简谐横波在0t时刻的波形图如图所示，此时振动形式刚传到M点，已知该波沿x轴正方向传播，在13.5st时，质点M刚好第二次出现波谷，求：

（1）此波的周期T；

（2）前10s内，质点N运动的路程s。

23．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于2mx和14mx处，波源的振幅均为2cm，传播速度相同。如图所示为0t时刻两列波的图像，此刻平衡位置在2mx和10mx的P、Q两质点刚开始振动，且13st时刻，质点P第一次到达波谷处，质点M的平衡位置处于7mx处。求：

（1）简谐波的传播速度v及两列波的相遇时刻；

（2）从0t到7st内，质点M运动的路程。