2022年高考物理母題題源系列 專(zhuān)題13 振動(dòng)和波（含解析）

2022年高考物理母題題源系列 專(zhuān)題13 振動(dòng)和波（含解析）【母題來(lái)源一】 xx年四川卷第2題【母題原題】2平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌ǎM波），在波的傳播方向上有相距3m的甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動(dòng)，測(cè)得兩個(gè)小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時(shí)，乙在波峰，且兩木塊之間有一個(gè)波峰。這列水面波： （ ）A頻率是30Hz B波長(zhǎng)是3m C波速是1m/s D周期是0.1s【母題來(lái)源二】 xx年北京卷第15題【母題原題】15、周期為2.0s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖像如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波： （ ）A、沿x軸正方向傳播，波速v=20m/s B、沿x軸正方向傳播，波速v=10m/sC、沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=20m/s D、沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=10m/s【命題意圖】通過(guò)兩種不同的圖象呈現(xiàn)題設(shè)信息，考查了考生的讀圖、識(shí)圖能力，對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與波動(dòng)圖象的基本知識(shí)的理解能力和綜合分析能力。【考試方向】 高考對(duì)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的考查重點(diǎn)在于波的傳播規(guī)律、波動(dòng)圖象、振動(dòng)圖象的轉(zhuǎn)換等方面，主要題型為選擇題、填空題為主。物理圖象是一種非常形象的信息呈現(xiàn)方式，能夠很好地反映各物理量之間的關(guān)系，將振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象結(jié)合命題，可以全面考查波動(dòng)理論，是高考考查熱點(diǎn)。【得分要點(diǎn)】 1.帶動(dòng)法判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向：波的形成和傳播過(guò)程中，前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)后一相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式。只要知道某點(diǎn)振動(dòng)方向或波的傳播方向，再通過(guò)比較某質(zhì)點(diǎn)的位移與它相鄰質(zhì)點(diǎn)的位移，即可判斷波的傳播方向或確定該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。2.振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的區(qū)別與聯(lián)系：（1）振動(dòng)圖象描述的是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的振動(dòng)情況，圖象上任意兩點(diǎn)表示同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移；波的圖象描述的是波在傳播方向上無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的振動(dòng)情況，圖象上任意兩點(diǎn)表示不同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻偏離平衡位置的位移。（2）振動(dòng)圖象隨時(shí)間的延續(xù)將向著橫坐標(biāo)箭頭方向延伸，原圖象形狀不變；波的圖象隨著時(shí)間的延續(xù)，原圖象的形狀將沿橫坐標(biāo)方向整個(gè)兒地平移，而不是原圖象的延伸。（3）在不同時(shí)刻波的圖象是不同的；對(duì)于不同的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象是不同的。（4）從振動(dòng)圖象上可以讀出振幅和周期；從波的圖象上可以讀出振幅和波長(zhǎng)?！灸割}1】在某一均勻介質(zhì)中，由波源O發(fā)出的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正負(fù)方向傳播，某時(shí)刻的波形如圖，其波速為5m/s振幅為20cm。下列說(shuō)法正確的是： （ ）A波的頻率與波源的頻率無(wú)關(guān)B此時(shí)P、Q兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相同C再經(jīng)過(guò)0.5s，波恰好傳到坐標(biāo)為（-5m，0）的位置D能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為3Hz【母題2】一列沿x正方向傳播的簡(jiǎn)諧波t=0時(shí)刻的波形如圖所示，t=0.2s時(shí)C點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，則： （ ）At=0.3s，波向前傳播了3m，質(zhì)點(diǎn)B將到達(dá)質(zhì)點(diǎn)C的位置Bt=0.05s，質(zhì)點(diǎn)A的速度方向向上Ct=0到t=0.6s時(shí)間內(nèi)，B質(zhì)點(diǎn)的平均速度大小為10m/sD產(chǎn)生這列波的波源的起振方向是向上的【答案】B【解析】由于t=0.2s時(shí)C點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，則波速t=0.3s，波向前傳播了x=vt=3m，但是質(zhì)點(diǎn)B只是在自己平衡位置附近上下振動(dòng)，不能到達(dá)質(zhì)點(diǎn)C的位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；波的周期為【母題3】一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為2m/s。某時(shí)刻波形如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是： （ ）A這列波的振幅為4cmB這列波的周期為2sC此時(shí)x = 4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)D此時(shí)x = 4m處質(zhì)點(diǎn)的速度為0【母題4】 如圖為某時(shí)刻簡(jiǎn)諧橫波的圖像，波的傳播方向沿x軸正方向，下列說(shuō)法正確的是： （ ）A.質(zhì)點(diǎn)A、D的振幅不相等B.質(zhì)點(diǎn)B、E的速度大小和方向相同C.質(zhì)點(diǎn)D正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D.質(zhì)點(diǎn)C、F的加速度為零【母題5】（多選）一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為20ms。某時(shí)刻波形如圖所示，下列說(shuō)法正確的是： （ ）A這列波的頻率為2.5HzB這列波的振幅為4 cmC此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0【母題6】（多選）如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x=l m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x=4m處的質(zhì)點(diǎn)，如圖乙所示為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，下列說(shuō)法正確的是： （ ）At=0.15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到正向最大Bt= 0.15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向Ct= 0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的動(dòng)能在減少D從t=0.10 s到t= 0.25s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6mE從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為15 cm【母題7】如圖所示，一簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播，實(shí)線和虛線分別是t1=0和t2=0.2s時(shí)刻的波形圖，則： （ ）A若該波的傳播速度是35ms，則該波沿-x方向傳播B若該波頻率為1.25Hz，則該波一定沿-x方向傳播C若該波沿+x方向傳播，則該波的波速一定為5 m/sD若該波沿+x方向傳播，t1時(shí)刻x=6m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下【母題8】如圖所示，O是波源，a、b、c、d是波傳播方向上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，且oa=ab=bc=cd，0時(shí)各質(zhì)點(diǎn)均靜止在平衡位置，波源O開(kāi)始沿y軸正方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，形成一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波。在0.3s，波源O第一次到達(dá)負(fù)向最大位移處，簡(jiǎn)諧波恰好傳到c點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是： （ ）A波的周期為1.2sB0.3s，a質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)C0.3s，b質(zhì)點(diǎn)的加速度達(dá)正向最大D當(dāng)d點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的起振方向沿y軸正方向【母題9】（多選）水平繩上有相距L的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b，在某時(shí)刻a、b均處于平衡位置，且a、b之間只有一個(gè)波谷，從此時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)t時(shí)間，a處第一次出現(xiàn)波峰，b處第一次出現(xiàn)波谷，則這列波的傳播速度可能是： （ ）AL/2t BL/4t CL/6t DL/8t【答案】AC【解析】（1）若a、b間沒(méi)有波峰，此刻a點(diǎn)向上振動(dòng)，則波長(zhǎng)為=2L，則周期為 T=4t，波速為若此刻a點(diǎn)向下振動(dòng)，則波長(zhǎng)為=2L，則周期為 ，波速為；【母題10】（多選）如圖所示，波源S從平衡位置y=0開(kāi)始振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向豎直向上(y軸的正方向)，振動(dòng)周期T=0.01s，產(chǎn)生的機(jī)械波向左、右兩個(gè)方向傳播，波速均為v=80m/s，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，P、Q兩點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，已知距離SP=1.2m、SQ=2.6m。若以Q點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn)，則在下圖所示的四幅振動(dòng)圖象中，能正確描述S、P、Q三點(diǎn)振動(dòng)情況的是： （ ）A.甲為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象 B.乙為振源S點(diǎn)的振動(dòng)圖象C.丙為P點(diǎn)的振動(dòng)圖象 D.丁為P點(diǎn)的振動(dòng)圖象