2022年全国高考物理真题汇编：机械振动和波

更新时间：2022-07-08 浏览次数：79 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2024高二下·云南月考) 一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点P的说法正确的是（）

A . 该时刻速度沿y轴正方向 B . 该时刻加速度沿y轴正方向 C . 此后 $\text{[math]}$ 周期内通过的路程为A D . 此后 $\text{[math]}$ 周期内沿x轴正方向迁移为 $\text{[math]}$

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2. (2022·浙江) 如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则（）

A . 小球做简谐运动 B . 小球动能的变化周期为 $\text{[math]}$ C . 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T D . 小球的初速度为时，其运动周期为2T

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二、多选题

3. (2022·浙江) 位于x=0.25m的波源P从t=0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在t=2.0s时波源停止振动，t=2.1s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置x_a=1.75m，质点b的平衡位置x_b=－0.5m。下列说法正确的是（）

A . 沿x轴正负方向传播的波发生干涉 B . t=0.42s时，波源的位移为正 C . t=2.25s时，质点a沿y轴负方向振动 D . 在0到2s内，质点b运动总路程是2.55m

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4. (2022·山东) 一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示．当 $\text{[math]}$ 时，简谐波的波动图像可能正确的是（）

A . B . C . D .

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三、综合题

5. (2022·河北)
1. （1）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为10m/s。在传播方向上有P、Q两质点，坐标分别为xP = 1m，xQ = 6m。波传播到P点开始计时，该点的振动图像如图所示，则简谐波的波长为m，经过s，Q点第一次到达正向最大位移处。
2. （2）如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ = 30°。光在真空中的传播速度为c。求：
  
  （i）玻璃的折射率；
  
  （ii）从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。
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6. (2022·湖南)
1. （1）下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为 $\text{[math]}$ 的简谐运动：与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为ρ，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是________
  
  A . x从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中，木棒的动能先增大后减小 B . x从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小 C . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 时，木棒的速度大小相等，方向相反 D . 木棒在竖直方向做简谱运动的振幅为 $\text{[math]}$ E . 木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为 $\text{[math]}$
2. （2）如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度 $\text{[math]}$ 的控制（可视角度 $\text{[math]}$ 定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率 $\text{[math]}$ ，屏障间隙 $\text{[math]}$ 。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。
  
  （i）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度 $\text{[math]}$ 控制为60°，求屏障的高度d；
  
  （ⅱ）若屏障高度 $\text{[math]}$ ，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度 $\text{[math]}$ 刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元）。
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7. (2022·广东)
1. （1）如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至（选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速（选填“增大”“减小”或“不变”）。
2. （2）一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图16所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束与竖直方向成 $\text{[math]}$ 角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。
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8. (2022·全国甲卷)
1. （1）一平面简谐横波以速度 $\text{[math]}$ 沿x轴正方向传播， $\text{[math]}$ 时刻的波形图如图所示．介质中平衡位置在坐标原点的质点A在 $\text{[math]}$ 时刻的位移 $\text{[math]}$ ，该波的波长为m，频率为 $\text{[math]}$ ﹒ $\text{[math]}$ 时刻，质点A（填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”）。
2. （2）如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面M为AB边的点。在截面所在平的，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。
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9. (2022·全国乙卷)
1. （1）介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为 $\text{[math]}$ 。当 $\text{[math]}$ 过平衡位置向上运动时， $\text{[math]}$ 也过平衡位置向上运动．若波速为 $\text{[math]}$ ，则由 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发出的简谐横波的波长均为m。P为波源平齿位置所在水平面上的一点，与 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 平衡位置的距离均为 $\text{[math]}$ ，则两波在P点引起的振动总是相互（填“加强”或“削弱”）的；当 $\text{[math]}$ 恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P处的质点（填“向上”或“向下”）运动。
2. （2）一细束单色光在三棱镜 $\text{[math]}$ 的侧面 $\text{[math]}$ 上以大角度由D点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至 $\text{[math]}$ 边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当 $\text{[math]}$ 时，恰好没有光线从 $\text{[math]}$ 边射出棱镜，且 $\text{[math]}$ 。求棱镜的折射率。
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