专题05 机械振动与机械波（学生版）

专题05机械振动与机械波一、单选题1．（2025·湖南永州·模拟预测）真空中有两个点电荷，电荷量均为-q（q>0），固定于相距为2r的P1、P2两点，O是P1P2连线的中点，M点在P1P2连线的中垂线上，距离O点为r，N点在P1P2连线上，距离O点为x（x≪r），已知静电力常量为k，则下列说法不正确的是（）A．P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为rB．P1P2中垂线上电场强度的最大值为C．在M点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小D．在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动2．（2025·湖南·二模）某科研团队利用摆长为L的单摆，分别在地球北极和赤道进行实验，测得在地球北极单摆的周期为T0，在赤道的周期为T1，将地球视作一个半径为R，质量分布均匀的球体，则地球自转角速度为（）A． B．C． D．3．（2025·湖南长沙·模拟预测）某时刻一列简谐横波在某弹性介质中的波形图如图所示，介质中的三个质点、、此时刻对应的位置如图，已知质点在介质中振动的频率为，此时刻质点的动能正在逐渐增大，且此时刻质点对应的轴坐标为，则下列说法正确的是（

）A．此时刻质点的加速度沿轴正方向且达最大值B．质点、、振动频率相同，做的不是受迫振动C．从此时刻开始经过，质点和质点的振动速度相同D．从此时刻开始计时，质点的振动方程为4．（2025·湖南郴州·模拟预测）一列简谐横波沿x轴正方向传播，时的波形如图所示，已知波的周期，P、Q两质点平衡位置的横坐标分别为、。下列说法正确的是（）A．时Q质点在波谷B．经过6s，P质点向右移动了3mC．P、Q两质点第一次速度相同的时刻是D．该波的波速为2m/s5．（2025·湖南岳阳·二模）位于坐标原点处的波源做简谐振动，发出一列沿轴正方向传播的横波，时刻波恰好传到坐标为处的点，波形图如图所示，波的周期为，下列说法正确的是（）A．波源起振方向向下B．、两点振动的位移始终等大反向C．波的传播速度大小为D．至时，点处质点沿轴正方向运动的路程为6．（2025·湖南·二模）水平面内有两个沿竖直方向振动的相干波源S1和S2（振动步调相同），发出的简谐横波在同一均匀介质中传播，其波源分别位于如图所示椭圆长轴端点位置，椭圆的半长轴为a=5m，半短轴为b=3m，如图所示建立xOy坐标系。已知波源频率f=2Hz，简谐波在介质中传播速度大小为8m/s，则下列说法正确的是（）A．该简谐波在介质中的波长是16mB．在波源S1和S2的连线上（不包含S1、S2位置），振动加强的位置一共有3个C．在椭圆上振动加强的位置一共有10个D．位于y轴上的所有质点均是振动减弱点二、多选题7．（2025·湖南娄底·二模）在水面上有两个波源，振动情况完全相同，其振动图像如图1。图2是振源发出的两列水波在水面离波源较远某区域中形成的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，M、N、Q皆为两振源连线中垂线上的点，R为PQ连线上一点。（不考虑水波传播过程中能量的耗散）图2区域内的振动情况若用图3中的甲、乙、丙描述，则下列说法可能正确的是（）A．M点振动如甲所示B．N点振动如乙所示C．R点振动如甲所示D．Q点振动如丙所示8．（2025·湖南怀化·二模）如图甲，、是均匀介质中关于O点对称的两个波源，其振动方向与纸面垂直，所形成的简谐横波在纸面内传播。图乙和图丙分别是和振动一个周期后向右传播形成的波形图。已知波在该介质中的传播速度为2m/s，m，P点的坐标为（4m，6m）。时刻，两个波源同时振动，下列说法正确的是（）A．经过足够长时间后，平面上形成稳定的干涉图样，形状是一根根的双曲线B．两列波同时传到O点，且O点的起振方向向下C．s时，P点在平衡位置的上方，且距离为4cmD．若将波源放到密度更大的均匀介质中，则波的周期变大9．（2025·湖南常德·二模）图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P、Q为平衡位置分别在、处的两个质点，图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是（）A．时质点向轴负向振动B．该波的传播速度大小为C．时质点的加速度达到正向最大D．从到，质点运动的路程为三、解答题10．（2025·湖南·模拟预测）老式挂钟内为抵抗各种阻力，保持周期性运动，设有擒纵机构与棘轮装置传递周期性冲击，产生稳定的“自激振动”。为研究挂钟内的自激振动，摸鱼同学做了如下简化实验：如图所示，质量为m的振子放在动摩擦系数为μ的粗糙水平面上，振子左端与劲度系数为k的弹簧右端相连，弹簧左端连接在竖直墙壁上，且弹簧始终保持水平，振子处于弹簧原长位置静止。记此时振子位置横坐标为，向右为正，建立x轴。某时刻给振子一个冲击，使得振子瞬间拥有水平向右，大小为的初速度。（已知：运动过程中弹簧的形变始终在弹性限度内，且振子不会碰到左端竖直墙壁，地面最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，弹簧弹性势能与形变量x的关系为，不计空