2021年各地高考物理真题分类汇编：机械振动和机械波

2021年高考物理真题专题机械振动和机械波选择题1.（2021.浙江卷）将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳，它们处于同一水平面上。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端，同时用相同频率和振幅上下持续振动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同，分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是（）甲图中两手开始振动时的方向并不相同甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形答案C解析：乙图中两手开始振动时的方向恰好相反，则乙图中分叉点是振动减弱的位置，则在分叉点的右侧终见不到明显的波形，所以C正确；故选Co2.（2021.湖南卷）均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。。=0时刻，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（）该波从A点传播到B点，所需时间为4st=6s时，B处质点位于波峰t=8s时，C处质点振动速度方向竖直向上t=10s时，D处质点所受回复力方向竖直向上E处质点起振后，12s内经过的路程为12cm答案ACE解析：由图a、b可看出，该波的波长、周期分别为A=10m，T=4s九则根据波速公式v=—=2.5m/s、x10则该波从A点传播到B点，所需时间为t==m/s=4m/sv2.5A正确；波从AE波面传播到C的距离为x=（10^5-10）mx”小则波从AE波面传播到C的时间为t=—沁4.9sv则t=8s时，C处质点动了3.1s，则此时质点速度方向向上，C正确；由选项A知—=4s，12s=3—一个周期质点运动的路程为4cm，则3T质点运动的路程为12cm，E正确。故选ACE。（2021春•浙江卷）两列频率、振幅均相同的简谐波I和II分别从绳子的两端持续相向传播,在相遇区域发生了干涉，在相距0.48m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.12s，下列说法正确的是（）

BC.绳上各点均做振幅相同的简谐运动B.简谐波I和II的周期均为0.48sD.BC.绳上各点均做振幅相同的简谐运动B.简谐波I和II的周期均为0.48s0.48m【答案】D【解析】简谐波I和II的波长均为0.48m,选项A错误；11从波形1到波形5经历的时间为2T,则2T=4x0.12s可得简谐波I和II的周期均为T=0.96s选项B错误；绳上各点中加强点和减弱点振幅不相同，选项C错误；九九AC两点均为振动减弱点，则两波源到两点的距离只差分别为2（2n+1）和-（2n-1）,则两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是-(2n+1)--(2n-1)=九=0.48m选项D正确。故选Do4.（2021春•浙江卷）为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性甲乙发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示。贝y（）甲乙针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同v1v1稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同【答案】AD【解析】根据共振的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，此时落果效果最好,而不同的树木的固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，选项A正确；当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，则随着振动器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，选项B错误；打击杆对不同粗细树干打击的振动频率不同，则打击结束后，树干的振动频率不都是相同的，选项C错误；树干在振动器的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，选项D正确。故选AD。填空题(2021•全国乙卷)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s后,其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3s，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为m/s，周期为s,若波是沿x轴负方向传播的，该波的解析:解析:(1)若波是沿(1)若波是沿轴正方向传播的，波形移动了15cm，由此可求出波速和周期:0.150.3m/s=0.5m/s0.20.150.3m/s=0.5m/s0.20.5s=0.4s(2)若波是沿x轴负方向传播的，波形移动了5cm，由此可求出波速和周期:0.05,1/v=m/s=m/s20.360.2s0.2s=1.2s（2021.广东卷）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经彳时间，小球从8AT最低点向上运动的距离刁（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在-时刻，小球的动能（选填“最大”或“最小”）。答案：⑴小于⑵最大解析：（2兀、[1]根据简谐振动的位移公式y--Acos壬TtkT丿所以小球从最低点向上运动的距离为Ay=A——^A——2~A<A一A则小球从最低点向上运动的距离小于—。⑵在t=T4时，小球回到平衡位置，具有最大的振动速度，所以小球的动能最大。8.（2021.河北卷）如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，2s后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，2s内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为s,振幅为m。纟——rI5'iBOA答案：(1)4(2)0.2解析:根据简谐运动对称性可知，振子零时刻向右经过A点，2s后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，则A、B两点关于平衡位置对称，而振动经过了半个周期的运动，则周期为T=2t=4s从A到B经过了半个周期的振动，路程为s=0.4m，而一个完整的周期路程为0.8m，为4个振幅的路程，有4A=0.8m解得振幅为A=0.2m计算题9.(2021•全国甲卷)均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和xB=16cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=20cm/s，波长大于20cm，振幅为y=1cm，且传播时无衰减。t=0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔△t=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1时刻(“>0),质点A位于波峰。求⑴从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；(ii)t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。答案：(i)0.8s；(ii)-0.5cm解析：九⑴因为波长大于20cm，所以波的周期T=>1.0sv由题可知，波的周期是T=2At=1.2s波的波长九=vT=24cm在t1时刻(“>0),质点A位于波峰。因