高三物理（第01期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題14 機(jī)械振動和機(jī)械波（選修3-4）（含解析）

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專題14 機(jī)械振動和機(jī)械波 一、選擇題 A、P點(diǎn)在振動比Q點(diǎn)滯后半個周期 B、P、Q在振動的過程中，位移的大小總相等 C、在內(nèi)，P點(diǎn)通過的路程為 D、該波波速為 E、在相等的時間內(nèi)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)通過的路程相等 【答案】ABDE ，而實(shí)際上圖示時刻，P點(diǎn)不在平衡位置或最大位移處，所以在內(nèi)，P點(diǎn)通過的路程不是，故C錯誤；由圖知，該波的波長為，則波速為，故D正確；由于P、Q的步調(diào)總是相反，所以在相等時間內(nèi)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)通過的路程相等，故E正確。 考點(diǎn)：波長、頻率和波速的關(guān)系 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵的抓住P、Q是反相點(diǎn)，振動情況總是相反這一特點(diǎn)進(jìn)行分析，知道平衡位置相距半個波長奇數(shù)倍的兩個質(zhì)點(diǎn)是反相點(diǎn)，即是振動情況總是相反的點(diǎn)，間距通項(xiàng)為。 2.【廣東省佛山市第一中學(xué)2016屆高三第三次模擬考試】（6分）一列簡諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，t = 0時開始振動，3 s時停止振動， 3.5 s時的波形如圖所示，其中質(zhì)點(diǎn)a的平衡位置與O的距離為5.0m。以下說法正確的是__________。（選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．波速為4 m/s B．波長為6 m C．波源起振方向沿y軸正方向 D．2.0 s～3.0 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動 E．0～3.0 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a通過的總路程為1.4 m 【答案】ACE 【解析】 考點(diǎn): 機(jī)械波。 【名師點(diǎn)睛】波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向的互判方法 內(nèi)容 圖象 “上下坡”法 沿波的傳播方向，“上坡”時質(zhì)點(diǎn)向下振動，“下坡”時質(zhì)點(diǎn)向上振動 “同側(cè)” 法 波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè) “微平 移”法 將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來判斷振動方向 3.【黑龍江省牡丹江市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期開學(xué)摸底考試物理試題】（多選）圖甲為一列橫波在t=0時的波動圖象，圖乙為該波中x=2m處質(zhì)點(diǎn)P的振動圖象，下列說法正確的是 （ ） A．若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則所遇到的頻率為0. 25Hz B．若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物尺寸一定比4m大很多 C．再過0.5s，P點(diǎn)的動能最大； D．波沿x軸正方向傳播； 【答案】CD 考點(diǎn)：考查了橫波圖像，振動圖像 【名師點(diǎn)睛】在根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向或者根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動方向判斷波傳播方向時，走坡法是一種重要的方法，即下坡路上，上坡路下，簡諧橫波在傳播過程中波上的各個質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動，不會隨波遷移，當(dāng)兩個質(zhì)點(diǎn)相隔波長的整數(shù)倍時，則這兩個點(diǎn)為同相點(diǎn)，即振動步調(diào)相同，如果兩個質(zhì)點(diǎn)相隔半波長的奇數(shù)倍時，兩個點(diǎn)為反相點(diǎn)，即振動步調(diào)相反 4.【廣西南寧二中、柳州高中、玉林高中2017屆高三8月聯(lián)考理科綜合】（5分）如圖為一列簡諧橫波在t=0時的波形圖，波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)，已知當(dāng)t=0.5s時x=4cm處的質(zhì)點(diǎn)第一次位于波谷，下列說法正確的是_________（填正確答案標(biāo)號，選對一個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分。） A．此波的波速為5cm/s B．此波的頻率為1.5Hz C．波源在t=0時運(yùn)動速度沿y軸正方向 D．波源振動已經(jīng)歷0.6s E．x=10cm的質(zhì)點(diǎn)在t=1.5s時處于波峰 【答案】ADE 考點(diǎn)：機(jī)械波的傳播 【名師點(diǎn)睛】此題是機(jī)械波的傳播問題，考查波長、波速及周期的關(guān)系，掌握由波的傳播方向來確定質(zhì)點(diǎn)的振動方向的方法：上下波法、同側(cè)法等. 5.【廣西陸川縣中學(xué)2017屆高三8月月考理科綜合物理試題】下列說法正確的是__________（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對一個給2分，選對兩個給4分，選對三個給5分，每選錯一個扣3分，最低得分為0） 在均勻彈性繩中有一振源S，它以5Hz的頻率上下做簡寫運(yùn)動，振幅為5cm，形成的波沿繩向左、右兩邊傳播。從振源開始振動計時，t時刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P右邊的繩還未振動，S左邊的波形沒有畫出，則 A．該波的波速為60m/s B．波源S開始振動的方向向下 C．圖中的質(zhì)點(diǎn)Q在t時刻處在波谷 D．在0至1.0s時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程為70cm E．波源S在2.15s時的位移時5cm 【答案】BDE 考點(diǎn)：考查了橫波圖像，波長、波速以及周期的關(guān)系 【名師點(diǎn)睛】本題要抓住對稱性，S在振動過程中，波向兩端同時傳播，知道各質(zhì)點(diǎn)開始振動的方向與波源開始振動方向相同． 6.【內(nèi)蒙古杭錦后旗奮斗中學(xué)2017屆高三上學(xué)期入學(xué)摸底考試?yán)砜凭C合】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻波形圖如圖中的實(shí)線所示，此時波剛好傳到P點(diǎn)，t=0.6 s時刻，這列波剛好傳到Q點(diǎn)，波形如圖中的虛線所示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)，則以下說法正確的是_________。（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個 得5分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A. 這列波的波速為16.7 m／s B．這列波的周期為0.8 s C．質(zhì)點(diǎn)c在這段時間內(nèi)通過的路程一定等于30 cm D．從t=0時刻開始計時，質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)平衡位置時，恰好是這個時刻 E．在t=0.5 s時，質(zhì)點(diǎn)b、P的位移相同 【答案】BDE 【解析】t=0時刻波形圖如圖中的實(shí)線所示，此時波剛好傳到P點(diǎn)，t=0.6 s時刻，這列波剛好傳到Q點(diǎn)，波速，故A錯誤。由波速可知，周期，故B正確；振動由P傳到c需要的時間，質(zhì)點(diǎn)c的振動時間，可知這段時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c通過的路程為2個振幅，即，故C錯誤；t=0時刻質(zhì)點(diǎn)a正在向上振動，需要到達(dá)正向最大位移處，再需第一次回到平衡位置，質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)平衡位置時，故D正確；，質(zhì)點(diǎn)b由正向最大位移處向下到達(dá)負(fù)向最大位移處，在向上到達(dá)位移為處，質(zhì)點(diǎn)P由平衡位置向上經(jīng)正向最大位移處，再向下運(yùn)動經(jīng)過平衡位置，到達(dá)位移為處，故E正確。 考點(diǎn)：機(jī)械振動和機(jī)械波 7.【河北省定州中學(xué)2017屆高三（高補(bǔ)班）上學(xué)期周練（8.14）物理試題】一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，則下列說法中正確的是（ ） A．若位移為負(fù)值，則速度一定為正值，加速度也一定為正值 B．質(zhì)點(diǎn)通過平衡位置時，速度為零，加速度最大 C．質(zhì)點(diǎn)每次通過平衡位置時，加速度不一定相同，速度也不一定相同 D．質(zhì)點(diǎn)每次通過同一位置時，其速度不一定相同，但加速度一定相同 【答案】D 考點(diǎn)：簡諧運(yùn)動 【名師點(diǎn)睛】此題是對簡諧振動特點(diǎn)的考查；要知道加速度和恢復(fù)力具有正比同向的關(guān)系，而恢復(fù)力和位移具有正比反向的關(guān)系；而速度最大時加速度最小，此時物體的位移為零. 8.【江西省贛中南五校2017屆高三上學(xué)期開學(xué)摸底考試?yán)砜凭C合物理試題】如圖所示是一列簡諧波在t=0時的波形圖象，波速為v=10m/s，此時波恰好傳到I點(diǎn)，下列說法中正確的是 A． 此列波的周期為T=0.4s B． 質(zhì)點(diǎn)B、F在振動過程中位移總是相等 C． 質(zhì)點(diǎn)I的起振方向沿y軸負(fù)方向 D． 當(dāng)t=5.1s時，x=10m的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置處 【答案】ABC 考點(diǎn)：機(jī)械波的傳播 9.【江西省贛中南五校2017屆高三上學(xué)期開學(xué)摸底考試?yán)砜凭C合物理試題】（5分）關(guān)于電磁波，下列說法正確的是_____。（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān) B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波 C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直 D．利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失 【答案】ABC 【解析】電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)，選項(xiàng)A正確；周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波，選項(xiàng)B正確；電磁波是橫波，在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直，選項(xiàng)C正確；利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波也能通過電纜、光纜傳輸，選項(xiàng)D錯誤；電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波不消失，選項(xiàng)E錯誤；故選ABC. 考點(diǎn)：電磁波的產(chǎn)生及傳播 2、 非選擇題 1.【湖南省長沙市長郡中學(xué)2017屆高三入學(xué)考試?yán)砜凭C合物理試題】已知雙縫到光屏之間的距離L=500mm，雙縫之間的距離d=0.50mm，單縫到雙縫好自己的距離s=100mm，測量單色光的波長實(shí)驗(yàn)中，測得第1條亮條紋與第8條亮條紋的中心之間的距離為4.48mm，則相鄰亮條紋之間的距離=_______mm;入射光的波長=_______m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 【答案】0.64 【解析】8條亮條紋的中心之間有7個亮條紋，所以干涉條紋的寬度： 根據(jù)公式：代入數(shù)據(jù)得： 考點(diǎn)：考查了雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 【名師點(diǎn)睛】解決本題關(guān)鍵是明確測量原理，記住條紋間距公式，注意8條亮條紋之間只有7個亮條紋間距． 2.【江西省贛中南五校2017屆高三上學(xué)期開學(xué)摸底考試?yán)砜凭C合物理試題】（10分）一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長不小于10cm。O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x=0和x=5cm處的兩個質(zhì)點(diǎn)。t=0時開始觀測，此時質(zhì)點(diǎn)O的位移為y=4cm，質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置：t=13s時，質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置，t=1s時，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置。求 （i）簡諧波的周期、波速和波長； （ii）質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時間變化的關(guān)系式。 【答案】（i）4s; 7.5m/s; 30cm （ii） 考點(diǎn)：機(jī)械波的傳播 3.【湖南省長沙市長郡中學(xué)2017屆高三入學(xué)考試?yán)砜凭C合物理試題】一列機(jī)械橫波某時刻的波形圖如圖所示，已知該波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)x=0.32m，從圖示時刻開始計時。 （i）若質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)0.4s第一次到達(dá)y軸正方向最大位移處，求該機(jī)械波的波速。 （ii）若質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)0.4s到達(dá)平衡位置，求該機(jī)械波的波速。 【答案】（i）（ii） （ii）波沿x軸正方向傳播，若p點(diǎn)恰好第一次到達(dá)平衡位置則， 由周期性，可知波傳播的可能距離 可能波速． 考點(diǎn)：考查了橫波傳播， 【名師點(diǎn)睛】當(dāng)x=0.32m的振動傳到P點(diǎn)，P點(diǎn)恰好第一次達(dá)到正向最大位移．根據(jù)傳播的距離，求出波速v；根據(jù)波形的平移，P點(diǎn)形成平衡位置波傳播的最短距離為0.32m，根據(jù)波的周期性，列出波傳播距離有通項(xiàng)，再求出波速的通項(xiàng)． 4.【河北省定州中學(xué)2017屆高三（高補(bǔ)班）上學(xué)期周練（8.14）物理試題】如圖所示是在豎直方向上振動并沿水平方向傳播的簡諧波，實(shí)線是t=0s時刻的波形圖，虛線是t=0．2s時刻的波形圖． （1）若波沿x軸負(fù)方向傳播，求它傳播的速度． （2）若波沿x軸正方向傳播，求它的最大周期． （3）若波速是25 m/s，求t=0s時刻P點(diǎn)的運(yùn)動方向 【答案】（1）（n=0，1，2，3，…）（2）0．8 s （3）沿y軸負(fù)方向運(yùn)動 （3）波在0．2 s內(nèi)傳播的距離△x=v△t=5 m 傳播的波長數(shù)，可見，波形圖平移了λ的距離．由題圖知波沿x軸正方向傳播． 所以P點(diǎn)在t=0s時刻沿y軸負(fù)方向運(yùn)動。 考點(diǎn)：機(jī)械波的傳播 【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于機(jī)械波的傳播問題；關(guān)鍵是分析機(jī)械波在兩個時刻的時間及傳播的距離關(guān)系，并注意機(jī)械波傳播中波形的重復(fù)性和多解性. 5.【陜西省西安中學(xué)2016屆高三第一次仿真考試?yán)砜凭C合試題】如圖所示，均勻介質(zhì)中兩波源、分別位于x軸上、處，質(zhì)點(diǎn)P位于x軸上處，時刻兩波源同時開始由平衡位置向y軸正方向振動，振動周期均為，傳播速度均為，波源、的振幅均為，則： ①經(jīng)過多長時間，由波源發(fā)出的波到達(dá)P點(diǎn)？ ②從至內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過的路程多少？ 【答案】（1）；（2） 考點(diǎn)：橫波的圖象；波長、頻率和波速的關(guān)系 【名師點(diǎn)睛】該題考查波的傳播與疊加，波的疊加滿足矢量法則，當(dāng)振動情況相同則相加，振動情況相反時則相減，且兩列波互不干擾。 6.【河北定州中學(xué)2016-2017學(xué)年第一學(xué)期高四物理周練試題（一）】一列沿著x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，在t1=0．05s時的波形如圖所示，其中M、P兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置坐標(biāo)分別為xM=1．0m、xP=1．2m。已知該波中任何一個質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過8cm的路程所用的時間均為0．5s，求： （1）質(zhì)點(diǎn)M的振動周期和簡諧運(yùn)動方程； （2）質(zhì)點(diǎn)P回到平衡位置的時刻。 【答案】（1），（2） 【解析】（i）由波形圖可知，振幅A=0.8cm，波長 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過8cm的路程為10個振幅，需要的時間為T，即T=0.5s 所以周期， 由波形圖可知，質(zhì)點(diǎn)M在t1=0．05s時刻經(jīng)過平衡位置且向下振動，則它的振動方程為 （ii）波傳播的波速 從t1=0.05s時刻開始，質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置時，波向x軸負(fù)方向傳播的距離為 所用的時間為 所以質(zhì)點(diǎn)P回到平衡位置的時刻為 考點(diǎn)：機(jī)械波的傳播 【名師點(diǎn)睛】此題是對機(jī)械波傳播問題的考查；關(guān)鍵是搞清機(jī)械波的傳播過程中質(zhì)點(diǎn)的振動的特點(diǎn)，并注意質(zhì)點(diǎn)振動的重復(fù)性和對稱性；熟練掌握波長、周期及波速的關(guān)系． 7.【安徽省六安市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】如圖所示，實(shí)線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0和t=0.06s時刻的波形圖，已知在t=0時刻，x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動。 ①判斷該波的傳播方向 ②若，求該波的速度大小。 【答案】①x軸正方向② 考點(diǎn)：考查了橫波的圖象；波長、頻率和波速的關(guān)系． 【名師點(diǎn)睛】本題是多解問題，關(guān)鍵是會通過波形微平移確定各個質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波動方向；然后由圖象得到周期的通項(xiàng)，最后求解傳播速度