2022年高考物理母题题源系列 专题13 振动和波（含解析）

2022年高考物理母题题源系列 专题13 振动和波（含解析）【母题来源一】 xx年四川卷第2题【母题原题】2平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波： （ ）A频率是30Hz B波长是3m C波速是1m/s D周期是0.1s【母题来源二】 xx年北京卷第15题【母题原题】15、周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波： （ ）A、沿x轴正方向传播，波速v=20m/s B、沿x轴正方向传播，波速v=10m/sC、沿x轴负方向传播，波速v=20m/s D、沿x轴负方向传播，波速v=10m/s【命题意图】通过两种不同的图象呈现题设信息，考查了考生的读图、识图能力，对简谐运动与波动图象的基本知识的理解能力和综合分析能力。【考试方向】 高考对机械振动和机械波的考查重点在于波的传播规律、波动图象、振动图象的转换等方面，主要题型为选择题、填空题为主。物理图象是一种非常形象的信息呈现方式，能够很好地反映各物理量之间的关系，将振动图象与波动图象结合命题，可以全面考查波动理论，是高考考查热点。【得分要点】 1.带动法判断质点振动的方向：波的形成和传播过程中，前一质点的振动带动后一相邻质点的振动，后一质点重复前一质点的振动形式。只要知道某点振动方向或波的传播方向，再通过比较某质点的位移与它相邻质点的位移，即可判断波的传播方向或确定该质点的振动方向。2.振动图象与波动图象的区别与联系：（1）振动图象描述的是某一质点在不同时刻的振动情况，图象上任意两点表示同一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移；波的图象描述的是波在传播方向上无数质点在某一时刻的振动情况，图象上任意两点表示不同的两个质点在同一时刻偏离平衡位置的位移。（2）振动图象随时间的延续将向着横坐标箭头方向延伸，原图象形状不变；波的图象随着时间的延续，原图象的形状将沿横坐标方向整个儿地平移，而不是原图象的延伸。（3）在不同时刻波的图象是不同的；对于不同的质点振动图象是不同的。（4）从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。【母题1】在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正负方向传播，某时刻的波形如图，其波速为5m/s振幅为20cm。下列说法正确的是： （ ）A波的频率与波源的频率无关B此时P、Q两质点振动方向相同C再经过0.5s，波恰好传到坐标为（-5m，0）的位置D能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz【母题2】一列沿x正方向传播的简谐波t=0时刻的波形如图所示，t=0.2s时C点开始振动，则： （ ）At=0.3s，波向前传播了3m，质点B将到达质点C的位置Bt=0.05s，质点A的速度方向向上Ct=0到t=0.6s时间内，B质点的平均速度大小为10m/sD产生这列波的波源的起振方向是向上的【答案】B【解析】由于t=0.2s时C点开始振动，则波速t=0.3s，波向前传播了x=vt=3m，但是质点B只是在自己平衡位置附近上下振动，不能到达质点C的位置，选项A错误；波的周期为【母题3】一列沿x轴负方向传播的简谐机械横波，波速为2m/s。某时刻波形如图所示，下列说法中正确的是： （ ）A这列波的振幅为4cmB这列波的周期为2sC此时x = 4m处质点沿y轴正方向运动D此时x = 4m处质点的速度为0【母题4】 如图为某时刻简谐横波的图像，波的传播方向沿x轴正方向，下列说法正确的是： （ ）A.质点A、D的振幅不相等B.质点B、E的速度大小和方向相同C.质点D正沿y轴负方向运动D.质点C、F的加速度为零【母题5】（多选）一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为20ms。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是： （ ）A这列波的频率为2.5HzB这列波的振幅为4 cmC此时x=4m处质点沿y轴负方向运动D此时x=4m处质点的加速度为0【母题6】（多选）如图甲所示为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=l m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，如图乙所示为质点Q的振动图象，下列说法正确的是： （ ）At=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大Bt= 0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向Ct= 0.25s时，质点P的动能在减少D从t=0.10 s到t= 0.25s，该波沿x轴负方向传播了6mE从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为15 cm【母题7】如图所示，一简谐波在x轴上传播，实线和虚线分别是t1=0和t2=0.2s时刻的波形图，则： （ ）A若该波的传播速度是35ms，则该波沿-x方向传播B若该波频率为1.25Hz，则该波一定沿-x方向传播C若该波沿+x方向传播，则该波的波速一定为5 m/sD若该波沿+x方向传播，t1时刻x=6m处的质点振动方向向下【母题8】如图所示，O是波源，a、b、c、d是波传播方向上四个质点的平衡位置，且oa=ab=bc=cd，0时各质点均静止在平衡位置，波源O开始沿y轴正方向做简谐运动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐波。在0.3s，波源O第一次到达负向最大位移处，简谐波恰好传到c点。下列说法正确的是： （ ）A波的周期为1.2sB0.3s，a质点向y轴正方向运动C0.3s，b质点的加速度达正向最大D当d点开始振动时的起振方向沿y轴正方向【母题9】（多选）水平绳上有相距L的两个质点a、b，在某时刻a、b均处于平衡位置，且a、b之间只有一个波谷，从此时刻开始计时，经过t时间，a处第一次出现波峰，b处第一次出现波谷，则这列波的传播速度可能是： （ ）AL/2t BL/4t CL/6t DL/8t【答案】AC【解析】（1）若a、b间没有波峰，此刻a点向上振动，则波长为=2L，则周期为 T=4t，波速为若此刻a点向下振动，则波长为=2L，则周期为 ，波速为；【母题10】（多选）如图所示，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s，经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m。若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S、P、Q三点振动情况的是： （ ）A.甲为Q点的振动图象 B.乙为振源S点的振动图象C.丙为P点的振动图象 D.丁为P点的振动图象