热点15　机械振动　机械波（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练

这是一份热点15　机械振动　机械波（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练，共6页。

A．波长等于2 m
B．波速为1 m/s
C．3 s末质点B的振动方向为y轴负方向
D．2 s末至3 s末A、B两质点振动的平均速度相同
2．(2023·江苏南京市临江高级中学模拟)在某介质中位于坐标原点的波源在t＝0时刻起振，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，如图所示为t＝0.2 s时刻的波形图，已知波恰好传到x＝8 m处。下列说法正确的是( )
A．x＝8 m处质点的首次起振方向沿y轴正方向
B．波的传播速度为20 m/s
C．再经过0.1 s，x＝2 m处质点会运动到x＝6 m处
D．0～0.2 s内质点H通过的路程为5 cm
3.(2023·江苏省南京师范大学附属中学一模)如图所示，波源O1、O2以相同的频率垂直纸面振动激发出横波在纸面内沿着各个方向传播，A、B、C三点在O1、O2连线的中垂线上，t＝0时刻O1、O2同时沿相同方向开始振动，经过4 s的时间，与O1相距6 m的A点开始振动，此后A点每分钟上下振动10次，且当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，则下列说法正确的是( )
A．波源O1激发的横波波长为9 m
B．波源O1激发的横波波长为18 m
C．O1与B之间的距离为12 m
D．t＝12 s时C点开始振动
4．(2023·江苏无锡市期末)图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝1 s时刻的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A．该时刻起质点K在1 s的时间内沿x轴移动0.2 m
B．该时刻起再经0.5 s质点K的加速度为正方向最大
C．如果图乙为质点K的振动图像，则波沿x轴负向传播
D．如果图乙为质点L的振动图像，则波沿x轴负向传播
5．图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形图，经过0.3 s后，其波形图如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3 s。则下列关于该简谐横波的描述正确的是( )
A．若波是沿x轴正方向传播的，波速为0.6 m/s
B．若波是沿x轴正方向传播的，周期为0.5 s
C．若波是沿x轴负方向传播的，波速为0.15 m/s
D．若波是沿x轴负方向传播的，周期为1.2 s
6．如图甲所示，波源S发出一列水平向右传播的简谐横波先后经过P、Q两点，图乙为波源S的振动图像。已知S到P、Q两点的距离分别为SP＝4.2 m、SQ＝5.4 m。已知波在该介质中传播的速度为8 m/s，则在t＝1.0 s时，P、Q两点间的波形图正确的是( )
7．(2023·江苏省盐城市、南京市期末)如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t1＝0时刻和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1＝1.0 m和x2＝4.0 m的两质点。图乙为质点Q的振动图像，则( )
A．波沿x轴负方向传播
B．波的传播速度为20 m/s
C．t2时刻可能为0.45 s
D．质点P的振动方程为y＝10sin (10πt＋eq \f(π,4)) cm
热点15 机械振动 机械波
1．B [因为该波沿x轴负方向传播，所以A与B相隔eq \f(1,4)个周期，时间为1 s，间距为1 m，故波速为1 m/s，由振动图像可知周期T＝4 s，可得波长为4 m，故A错误，B正确；由题图可知3 s末质点B的振动方向为y轴正方向，故C错误；由题图可知2～3 s末，质点A从平衡位置运动到波谷，质点B从波谷运动到平衡位置，两质点的平均速度大小相等但是方向不同，故D错误。]
2．D [因波恰好传播到x＝8 m处的质点，由题图可知此时该质点首次起振方向沿y轴负方向，故A错误；波的传播速度为v＝eq \f(8,0.2) m/s＝40 m/s，故B错误；在波传播过程中，质点只会上下振动，不随波迁移，故C错误；该波的周期为T＝eq \f(λ,v)＝eq \f(4,40) m/s＝0.1 s，该波从原点传播到H点所用时间为t＝eq \f(7,40) s＝0.175 s＝1eq \f(3,4)T，则0～0.2 s内质点H振动时间为t′＝0.2 s－0.175 s＝0.025 s＝eq \f(1,4)T，则质点H通过的路程为5 cm，故D正确。]
3．A [波的传播速度v＝eq \f(sA,t1)＝eq \f(6 m,4 s)＝1.5 m/s，由题意得振动的周期T＝eq \f(60 s,10)＝6 s，波长λ＝vT＝9 m，故A正确，B错误；当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，所以O1与B之间的距离sB＝sA＋λ＝15 m，故C错误；O1与C之间的距离sC＝sA＋2λ＝24 m，波传到C点用时t3＝eq \f(sC,v)＝16 s，故D错误。]
4．C [质点K只能沿y轴振动，不能沿x轴移动，故A错误；根据题意，由题图乙可知，该波的周期为T＝2 s，假如波向左传播，质点K再经过0.5 s时，到达负方向最大位移处，此时，质点K的加速度为正方向最大；假如波向右传播，质点K再经过0.5 s时，到达正方向最大位移处，此时，质点K的加速度为负方向最大，故B错误；如果题图乙为质点K的振动图像，由题图乙可知，质点K沿y轴负方向振动，结合题图甲可知，波沿x轴负方向传播，故C正确；如果题图乙为质点L的振动图像，由题图乙可知，质点L沿y轴负方向振动，则波沿x轴正方向传播，故D错误。]
5．D [若该波沿x轴正方向传播，则有eq \f(3,4)T＋nT＝0.3 s(n＝0,1,2，…)，由于T>0.3 s，所以n＝0，解得该波的周期T＝0.4 s，波速v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(20×10－2,0.4) m/s＝0.5 m/s，A、B错误；若该波沿x轴负方向传播，则有eq \f(1,4)T＋nT＝0.3 s(n＝0,1,2，…)，由于T>0.3 s，所以n＝0，解得T＝1.2 s，该波的波速v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(1,6) m/s，C错误，D正确。]
6．C [该列波的周期为T＝0.1 s，所以波长为λ＝vT＝0.8 m，波传到P、Q两点所需要的时间tP＝eq \f(SP,v)＝eq \f(21,40) s，tQ＝eq \f(SQ,v)＝eq \f(27,40) s，t＝1.0 s时P、Q已振动时间为ΔtP＝eq \f(19,40) s＝4eq \f(3,4)T，ΔtQ＝eq \f(13,40) s＝3eq \f(1,4)T，由题图乙可知质点起振方向向上，所以此时P点处于波谷处，Q处于波峰处，又P、Q两点间距离为1.2 m，可知PQ＝1eq \f(1,2)λ，选C。]
7．C [题图乙为质点Q的振动图像，t＝0时刻向上振动，根据“平移法”可知，波沿x轴正方向传播，故A错误；根据题图可知，波长为8 m，周期为0.2 s，所以波速v＝eq \f(λ,T)＝40 m/s，故B错误；根据题图可知，从实线时刻到虚线时刻经过的时间为Δt＝eq \f(T,4)＋nT＝0.05＋0.2n(n＝0,1,2，…)，所以t2时刻可能为0.45 s，故C正确；质点P做简谐运动的位移表达式为y＝Asin (eq \f(2π,T)t＋φ)，由题图知A＝10 cm，T＝0.2 s，t＝0时y＝Asin φ＝5eq \r(2) cm，且向y轴负方向运动，代入上式解得y＝10sin (10πt＋eq \f(3π,4)) cm，故D错误。]