2020 年高中物理精选考点专项突破题集 专题 08 振动和波（ 1）- 高考物理精选考点专项突破题集（解析版） 一、单项选择题： （在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1、利用发波水槽，可以使S1、S2两波源发出的水波产生叠加现象。先使两波源振动情况完全相同，第一次 调整 S1的振幅后再观察两列波的叠加情况，观察后，请对下面的问题作出判断。如图甲为水波演示槽，可 演示两列水波叠加的情形。S1、S2为两个波源，能连续不断地上、下振动产生水波，P为水面上的一点，PS1 PS2。乙、丙两图分别为S1、S2波源的振动图象，则下列判断正确的是( ) A水面上不能形成干涉图样 B由于水波波速未知，不能判断P点属振动加强点还是减弱点 CP点属振动加强点 DP点振动的振幅1cm 【答案】 C 。 【解析】由S1、S2两波源的振动图象可直观看出，两波源的振幅分别为A12cm 、A21cm ，两波源的振动周 期 T1T20.02s ，所以两波源的振动频率相同，故满足波的干涉条件，能形成稳定的干涉图样，因此A错 误。由图象还可看出两波振动是同步的，可以知道在S1、S2的垂直平分线上的各点都满足振动加强的条件， 故 P为振动加强点，因此B错误 C正确。两波在P点叠加时， S1的波峰与 S2的波峰叠加时，合位移大小是 3cm，当 S1的波谷与S2的波谷相遇时，合位移大小是3cm ，故 P点振动的振幅为3cm ，因此 D错误。故本 题选 C。 【考点】波的干涉 【难度】中等 2、在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害。后来人们经 2020 年高中物理精选考点专项突破题集 过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题，在飞机机翼前装置配 重杆的主要目的是( ) A加大飞机的惯性 B使机体更加平衡 C使机翼更加牢固 D改变机翼的固有频率 【答案】 D 。 【解析】飞机上天后，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，是因为驱动力的频率接近机翼的固 有频率，装置配重杆让机翼的固有频率和驱动力的频率远离，不发生共振。故本题选D。 【考点】共振曲线 【难度】中等 3、如图所示，甲为t 1s 时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点x 0.5m 处质点的振动图象可能是( ) 【答案】 A 。 【解析】由题意知=2m ，T=2s，波速s/m1 T V，由图乙知t=1s 时质点位移为负且沿y 轴负方向 向下运动，该波是可能向左传播，也可能向右传播。而距该质点x=0.5m 处质点，就是时间相差T 4 1 。沿波 的传播方向上的另一个点一定是延后的。运用代入法判断！在四个选项中找1s 和 2s 的中点 1.5s 时的状态 应该是位移为负且沿y 轴负方向向下运动，因此A正确。故本题选A。 2020 年高中物理精选考点专项突破题集 【考点】波的图象；振动图象 【难度】较难 4、在同一地点有两个静止的声源，发出的声波1 和声波 2 在同一空间的空气中沿同一方向传播。如图所示 为某时刻这两列波的图象，则下列正确的是( ) A声波 1的速度比声波2 的速度大 B相对于同一障碍物，声波2 比声波 1 更容易发生衍射现象 C这两列波在传播过程中，不会产生稳定的干涉图样 D在这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率相同 【答案】 C 。 【解析】两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，介质相同导致波速相同，因此A错误。声波1 的 波长较长，相对于同一障碍物，波1 比波 2 更容易发生衍射现象，因此B错误。由V=f 知两列波的频率 不同，不会产生稳定的干涉现象，因此C正确。这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的 频率均与从声源发出时的频率不同，发生多普勒现象。因此D错误。故本题选C。 【考点】波的图象，波速公式 【难度】中等 5、一列简谐横波沿x 轴正方向传播，图甲是t 0 时刻的波形图，图乙和图丙分别是x 轴上某两处质点的 振动图象。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是( ) A.m 3 1 B. m 3 2 2020 年高中物理精选考点专项突破题集 C1m D. m 3 5 【答案】 B 。 【解析】图乙所示质点在t=0 时在正向最大位移处，图丙所示质点在t=0 时的状态是x=-0.05m （大小是振 幅的一半）且速度方向沿y 轴负向。结合甲图找对应的点，若图丙所示质点在图乙所示质点的左侧，平衡 位置间距满足， 3 nn 412 x 当 n=0 时，m 3 2 x因此 B正确 A错误。若图丙所示 质点在图乙所示质点的右侧，平衡位置间距满足， 3 2 nn 12 - 42 x当 n=0 时， ，m 3 4 x因此 CD错误。故本题选B。 【考点】波的图象，振动图象 【难度】较难 6、若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是( ) A若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B物体通过平衡位置时，所受合力为零，回复力为零，处于平衡状态 C物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 D物体的位移增大时，动能增加，势能减少 【答案】 C 。 【解析】如图所示，图线中a、b 两处，物体处于同一位置，位移为负值，加速度一定相同，但速度方向分 别为负、正，因此C正确 A错误。物体的位移增大时，动能减少，势能增加，因此D错误。单摆摆球通过 最低点这个平衡位置时，回复力为零，但合力不为零，因此B错误。故本题选C。 【考点】波的图象，振动图象 2020 年高中物理精选考点专项突破题集 【难度】中等 7、一个弹簧振子做受迫运动，它的振幅A与驱动力频率f 之间的关系如右图所示。不正确的是( ) A驱动力频率为f2时，振子处于共振状态 B驱动力频率为f3时，受迫振动的振幅比共振小，但振子振动的频率仍为f2 C振子如果做自由振动，它的频率是f2 D振子可以做频率为f1的等幅振动 【答案】 B 。 【解析】弹簧振子做受迫振动时，其振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。由图知当驱动 力频率为f2时振幅最大，振子处于共振状态，说明振子的固有频率为f2，因此 A和 C正确。当驱动力频率 为 f3时振子振动频率也为f3， 因此 B错误。如果给振子频率f1的驱动力， 振子可以做频率为f1的等幅振动， 因此 D正确。故本题选B。 【考点】共振图象；受迫振动 【难度】中等 8、如右图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质 量大于乙的质量。当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中( ) A甲的振幅大于乙的振幅 B甲的振幅小于乙的振幅 2020 年高中物理精选考点专项突破题集 C甲的最大速度小于乙的最大速度 D甲的最大速度大于乙的最大速度 【答案】 C 。 【解析】由题意知，在细线未断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物 体做简谐运动时的振幅相等，因此A和 B错误。两物体在平衡位置时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚 释放时的弹性势能，所以甲、乙两物体的最大动能是相等，则质量大的速度小，因此C正确 D错误。 故本题选C。 【考点】简谐运动 【难度】中等 9、如图所示，实线为一列横波某时刻的波形图象，这列波的传播速度为0.25m/s ，经过时间1 s 后的波形 为虚线所示。那么这列波的传播方向与这段时间内质点P(x0.1 m 处) 所通过的路程是( ) A向左， 10 cm B向右， 30 cm C向左， 50 cm D向右， 50 cm 【答案】 C 。 【解析】波的传播距离xvt 0.25 m 5 4，由波形平移法知波向左传播，由 T V知 T=0.8s ，1s=5 4T， 因此 P所通过的路程是5 倍振幅，即50 cm。故本题选D 。 【考点】波的图象 【难度】中等 10、如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说 法正确的是 ( ) 2020 年高中物理精选考点专项突破题集 A只有 A 、C摆振动周期相等 BA摆的振幅比B摆小 CB摆的振幅比C摆大 DA、B、C三摆的振动周期相等 【答案】 D 。 【解析】受迫振动的周期等于驱动力的周期，故BC和 A周期相等，因此A错误 D正确。 C的固有频率和A 的频率相等，A和 C发生共振，振幅比B大。因此B和 C错误。故本题选D。 【考点】受迫振动；共振 【难度】中等 11、一个波源在绳的左端发出半个波，频率为f1，振幅为A1。同时另一个波在绳的右端发出半个波： 频率为 f2，振幅为A2。P为两波源的中点，由图可知，下列说法中不 正确的是 ( ) A两列波同时到达两波源的中点P B两列波相遇后，P点波峰值可达A1A2 C两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播 D两列波相遇时，绳上波峰可达（A1A2）的点只有一点 【答案】 B 。 【解析】两列波源离P的距离相同，同一介质波速也相同，它们同时到达中点P，因此 A正确。两列波相遇 时相互叠加，方向相同的位移则相加，两波峰到P点的距离不同，P点波峰值不可能是A1+A2，因此 B错误。 两列波相遇时，相互不干扰，各自仍保持原来的波形独立传播，因此C正确。两列波相遇时，振动方向相 同的位移相加，则绳上波峰可达（A1+A2）的点只有一点，因此D正确。故本题选B。 【考点】波的叠加 【难度】中等 12、一列简谐横波t 0 时刻的波形如图中的实线所示，t 0.02 s时刻的波形如图中虚线所示若该波的 周期 T0.02s ，则该波的传播速度可能是( ) 2020 年高中物理精选考点专项突破题集 A2 m/s B3 m/s C4 m/s D5 m/s 【答案】 B 。 【解析】由于T0.02s ，当波沿x 轴正向传播时，波传播的距离为x10.02 m ，波速 v1 x1 t 0.02 0.02 m/s 1 m/s；当波沿 x 轴负向传播时， 波传播的距离为x20.06 m ，波速 v2 x2 t 0.06 0.02 m/s 3 m/s，故 B选项正确。 故本题选B。 【考点】波的图象，多值问题 【难度】中等 13、一弹簧振子做简谐运动周期为T，下列说法正确的有（） A若 t 时刻和（ t+ t ）时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则t 一定等于T/2 的整数倍 B若 t 时刻和（ t+ t ）时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则t 一定等于T的整数倍 C若 t T2，则在 t 时刻和（ t t ）时刻弹簧的长度一定相等 D若 t T，则在 t 时刻和（ t+ t ）时刻振子运动的加速度一定相同 【答案】 D 。 【解析】若t （ 2n-1 ） 2 T （n1，2，3 ） ，则在 t 和（ t t ）两时刻振子必在关于干衡位置对称 的两位置（包括平衡位置），这两时刻振子的位移、回复力、加速度、速度等均大小相等，方向相反。但在 这两时刻弹簧的长度并不一定相等（只有当振子在这两时刻均在平衡位置时，弹簧长度才相等。若在t 和 （t+ t ） ，两时刻振子的位移（回复力、加速度）和速度（动量）均大小相等，方向相反，则t 一定等于 t T2 的奇数倍。如果仅仅是振子的速度在t 和（ t t ） ，两时刻大小相等方向相反，那么不能得出 t 与 T/2 的关系，因此A、C错误。若 t 和（t t ）时刻，振子的位移（回复力、加速度）、速度（动量） 等都相同，则t nT（ n1，2， ，3） ，但仅仅根据两时刻振子的位移相同，不能得出t nT。因此 B 2020 年高中物理精选考点专项突破题集 错误 D正确。故本题选D。 【考点】简谐运动的周期性和对称性 【难度】较难 14、如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为 5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s 和 0.5m。C点是 BE连线的中点，下列说法不正 确的是 ( ) AC、E两点都保持静止不动 B图