高三物理（第02期）好題速遞分項解析匯編 專題14 機械振動和機械波（選修3-4）（含解析）

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專題14 機械振動和機械波 A．這列波的傳播速度為0.1m/s B．在t=0時刻，質(zhì)點P向上運動 C．在t1=0.3s時刻，質(zhì)點A仍位于波谷 D．在t2=0.4s時刻，質(zhì)點A具有最大的正向加速度 E．在t3=0.5s時刻，質(zhì)點Q首次位于波峰 【答案】ADE 【解析】 考點：波長、頻率和波速的關(guān)系、橫波的圖象 【名師點睛】利用上下坡法判斷振動方向和傳播方向是解此類題的關(guān)鍵，靈活應(yīng)用和一周期內(nèi)振動質(zhì)點的路程關(guān)系。 2.【河南省洛陽市第一高級中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）如圖所示，為在同一繩上相向傳波的甲、乙兩列簡諧橫波某時刻的波形圖，其中a、b、c是甲波上的三個點。下列說法正確的是： A．這兩列波相遇時能發(fā)生干涉現(xiàn)象 B．甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大 C．質(zhì)點 a 比質(zhì)點 b先回到平衡位置 D．若v甲=20m / s，再經(jīng)t =0．5s，質(zhì)點c運動的路程是 0． 5m 【答案】D 【解析】 考點：考查了橫波圖像 【名師點睛】解答本題關(guān)鍵抓住波速是由介質(zhì)的性質(zhì)決定的，對于同一介質(zhì)中傳播的同一類波，波速相等． 3.【河南省洛陽市第一高級中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）如圖所示，為在同一繩上相向傳波的甲、乙兩列簡諧橫波某時刻的波形圖，其中a、b、c是甲波上的三個點。下列說法正確的是： A．這兩列波相遇時能發(fā)生干涉現(xiàn)象 B．甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大 C．質(zhì)點 a 比質(zhì)點 b 先回到平衡位置 D．若v甲=20m / s，再經(jīng)t =0．5s，質(zhì)點c運動的路程是 0． 5m 【答案】D 【解析】 試題分析：波速是由介質(zhì)決定的，兩列波在同一介質(zhì)中傳播，波速相同，根據(jù)可知，波長不同，頻率不同，故不會發(fā)生穩(wěn)定干涉，AB錯誤；根據(jù)走坡法，a質(zhì)點向上振動，b質(zhì)點向下振動，所以b比a先到達平衡位置，C錯誤；若，則，故，故質(zhì)點c運動的路程為，D正確； 考點：考查了橫波圖像 【名師點睛】解答本題關(guān)鍵抓住波速是由介質(zhì)的性質(zhì)決定的，對于同一介質(zhì)中傳播的同一類波，波速相等． 4.【福建省三明市2016屆普通高中畢業(yè)班5月質(zhì)量檢查理科綜合】）一列簡諧橫波在t=0.6s時刻的圖像如圖甲所示。該時刻P,Q兩質(zhì)點的位移均為一lcm，平衡位置為15m處的A質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示。 （i）求該列波的波速大??； （ii）求從t=0.6s開始，質(zhì)點P、Q第一次回到平衡位置的時間間隔△t。 【答案】（i）（ii）0.4s 【解析】 解法二： 由圖象可知：質(zhì)點P的平衡位置為m 質(zhì)點Q的平衡位置為m 時間間隔 s 考點：考查了振動圖像，橫波圖像 【名師點睛】本題既要理解振動圖象和波動圖象各自的物理意義，由振動圖象能判斷出質(zhì)點的速度方向，更要把握兩種圖象的內(nèi)在聯(lián)系，能由質(zhì)點的速度方向，判斷出波的傳播方向． 5.【寧夏銀川一中2017屆高三上學(xué)期第一次月考理科綜合】）下面說法正確的是( ) （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．調(diào)制的主要作用是使高頻振蕩的振幅或頻率隨要傳播的電信號而改變 B．一種電磁波入射到半徑為1 m的孔上，可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這種波屬于電磁波譜的可見光 C．第一個用實驗驗證電磁波客觀存在的科學(xué)家是赫茲 D．波長越短的電磁波，反射性能越強 E．有一LC振蕩電路，能產(chǎn)生一定波長的電磁波，若要產(chǎn)生波長比原來短些的電磁波，可采用的措施為減小電容器極板間的距離 【答案】ACD 【解析】 考點：電磁波和電磁波的反射與傳播，調(diào)制，LC振蕩電路的周期與頻率，電容器的電容 6.（10分）【寧夏銀川一中2017屆高三上學(xué)期第一次月考理科綜合】）在某介質(zhì)中形成一列簡諧波，t＝0時刻的波形如圖中的實線所示。若波向右傳播，零時刻剛好傳到A點，且再經(jīng)過0.6 s，P點也開始起振，求：①該列波的周期T為多少？②從t＝0時起到P點第一次達到波峰時止，O點對平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過的路程s0各為多少？ 【答案】①；②，。 【解析】 質(zhì)點O每通過的路程為一個振幅，經(jīng)Δt2時間，質(zhì)點O通過的路程 考點：機械振動和機械波 7.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期周練】如圖所示為兩個彈簧振子的振動圖象．下面的說法中正確的是 A．甲的振動能量是乙的2倍 B．甲的振動頻率是乙的2倍 C．乙的振動周期是甲的2倍 D．甲、乙的位移不可能同時達到正向最大值 【答案】BCD 【解析】 試題分析：根據(jù)振動的能量公式E=kA2，由于兩振子的勁度系數(shù)不確定，故不能比較兩振子的能量關(guān)系，選項A錯誤；由圖像可知，乙的周期是甲周期的2倍，則甲的振動頻率是乙的2倍，選項BC正確；因乙的周期是甲周期的2倍，則甲、乙的位移不可能同時達到正向最大值，選項D正確；故選BCD. 考點：振動圖像 【名師點睛】此題考查了振動圖象；要能從圖像中直接得到振幅及周期的關(guān)系；知道振動的能量的關(guān)系式E=kA2。 8.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期周練】一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波，某時刻的波形如圖所示．P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，從該時刻開始的一小段時間內(nèi)，P的速度v和加速度a的大小變化情況是 A．v變小，a變大　　　　　 B．v變小，a變小 C．v變大，a變大 D．v變大，a變小 【答案】A 【解析】 考點：波的圖像 【名師點睛】只要掌握了質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向之間的關(guān)系，就能知道質(zhì)點的運動方向，從而確定質(zhì)點的位移的變化情況，進而確定速度和加速度的變化趨勢。 9.【江西省贛州市厚德外國語學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】以下關(guān)于波的說法中正確的是 ( ) A．干涉現(xiàn)象是波的特征，因此任何兩列波相遇時都會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 B．因為聲波的波長可以與通常的障礙物尺寸相比，所以聲波很容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 C．聲波是橫波 D．縱波傳播時，媒質(zhì)中的各質(zhì)點將隨波的傳播一直向前移動 【答案】B 【解析】 試題分析：干涉現(xiàn)象是波的特征，但是只有頻率相同的兩列波相遇時才會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，選項A錯誤；發(fā)生衍射的條件是波的波長與障礙物的尺寸差不多，因為聲波的波長可以與通常的障礙物尺寸相比，所以聲波很容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，選項B正確；聲波是縱波，選項C錯誤；縱波傳播時，媒質(zhì)中的各質(zhì)點不隨波向前移動，選項D錯誤；故選B. 考點：機械波 10.【江西省贛州市厚德外國語學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】一質(zhì)點做簡諧運動，則下列說法中正確的是( ) A．若位移為負值，則速度一定為正值，加速度也一定為正值 B．質(zhì)點通過平衡位置時，速度為零，加速度最大 C．質(zhì)點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 【解析】 考點：簡諧運動 11.【江西省贛州市厚德外國語學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著5個單擺，其中A、D擺長相同，先使 A擺擺動，其余各擺也擺動起來，可以發(fā)現(xiàn)( ) A．各擺擺動的周期均與A擺相同 B．B擺振動的周期最短 C．C擺振動的周期最長D．D擺的振幅最大 【答案】AD 【解析】 試題分析：受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，振動的質(zhì)點達到共振。當(dāng)圖中的A擺擺動后，由于A擺是懸于一根張緊的水平繩上，A擺擺動對水平繩有周期性的力的作用，使得懸于同一根繩上的其他各擺均做受迫振動，且周期均等于A擺振動的周期。而D擺的擺長與A擺的擺長相等， D擺發(fā)生共振，其振幅最大，故選AD. 考點：共振 12.【江西省贛州市厚德外國語學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】一列沿x軸傳播的簡諧波，波速為4 m/s，某時刻的波形圖象如圖所示．此時x＝8 m處的質(zhì)點具有正向最大速度，則再過4.5 s（　　?。? 0 2 -2 2 4 6 8 10 12 x/m y/cm A．x＝4 m處質(zhì)點具有正向最大加速度 B．x＝2 m處質(zhì)點具有負向最大速度 C．x＝0處質(zhì)點一定有負向最大加速度 D．x＝6 m處質(zhì)點通過的路程為20 cm 【答案】ABC 【解析】 考點：機械波的傳播 13．【江西省贛州市厚德外國語學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】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P的振動圖象，下列說法正確的是（ ） t/s y/cm -0.2 O 0.2 0.5 1.0 1.5 x/m y/cm -0.2 O 0.2 2 4 6 P 甲 乙 A．波速為4m/s； B．波沿x軸負方向傳播； C．再過0.5s，P點的動能最大； D．再過2.5s，P點振動路程為1.8cm。 【答案】AC 【解析】 試題分析：波的波長為4m，周期為1s，則波速，選項A正確；因為質(zhì)點P在t=0時向上振動，故波沿x軸正方向傳播，選項B錯誤；再過0.5s=0.5T，P點回到平衡位置，則此時P的動能最大，選項C正確；再過2.5s=2.5T，P點振動路程為2.54A=10A=2cm，選項D錯誤；故選AC。 考點：振動圖像和波的圖線 14. 【江西省贛州市厚德外國語學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】如圖所示，S1、S2是兩個相干波源，它們振動同步且振幅相同。實線和虛線分別表示在某一時刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c、d四點，下列說法中正確的有（ ） A.該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c質(zhì)點振動最強，d質(zhì)點振動既不是最強也不是最弱 B.該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c、d質(zhì)點振動都最強 C.a質(zhì)點的振動始終是最弱的， b、c、d質(zhì)點的振動始終是最強的 D.再過T/4后的時刻a、b、c三個質(zhì)點都將處于各自的平衡位置，因此振動最弱 【答案】BC 【解析】 考點：波的疊加 15．【江西省贛州市厚德外國語學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點.相鄰兩質(zhì)點的距離均為L，如圖（a）所示。一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質(zhì)點1，質(zhì)點1開始向下運動，經(jīng)過時間△t第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形。則該波的（ ） A．周期為△t，波長為8L B．周期為△t，波長為8L C．周期為△t，波速為 D．周期為△t，波速為 【答案】BC 【解析】 試題分析：由圖所示，知運動時間，波長為8L，故，波速，故選BC. 考點：機械波的傳播 16.【北京市昌平區(qū)2016屆高三第二次（5月）統(tǒng)一練習(xí)理科綜合】一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖2（甲）是t=0時刻的波形圖，圖2（乙）是x=3m處質(zhì)點的振動圖像，下列說法正確的是 A．該波的波長為5m B．該波的周期為1s C．該波向x軸負方向傳播 D．該波的波速為2m/s 【答案】D 【解析】 考點：振動圖像和波的圖像 17.【湖北省恩施市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期開學(xué)考試】一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波，波速為4m/s．某時刻波形如圖所示，下列說法正確的是（ ） A．這列波的振幅為4cm B．這列波的周期為8s C．此時x=4m處質(zhì)點沿y軸負方向運動 D．此時x=4m處質(zhì)點的加速度為0 【答案】D 【解析】 考點：波的圖像 二、非選擇題 1.【福建省泉州市2016屆高三第二次（5月）質(zhì)量檢查】(9分)一列沿著x軸負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)點經(jīng)過8cm的路程所用的時間均為0.5s，求： (1)質(zhì)點M的振動周期和簡諧運動方程；(2)質(zhì)點P回到平衡位置的時刻。 【答案】（1）T=0.2s，y=Acost=0.8cos10πt（cm）（2）t =（0.1n+0.13）s　(n = 0，1，2，…)　 【解析】 試題分析：（i）由波形圖可知，振幅A=0.8cm，波長λ=2m 質(zhì)點經(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T=0.2s， 由波形圖可知，質(zhì)點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 y=Acost=0.8cos10πt（cm）　　　　　 （ii）波傳播的波速 　　　 　 從t1=0.05s時刻開始，質(zhì)點P第一次回到平衡位置時，波向x軸負方向傳播的距離為 △s = 2.0m-1.2m=0.8m　 所用的時間為　 　 所以質(zhì)點P回到平衡位置的時刻為 t = t1 + △t + =（0.1n+0.13）s　(n = 0，1，2，…)　 　 考點：機械波的傳播 【名師點睛】此題是對機械波傳播問題的考查；關(guān)鍵是搞清機械波的傳播過程中質(zhì)點的振動的特點，并注意質(zhì)點振動的重復(fù)性和對稱性；熟練掌握波長、周期及波速的關(guān)系. 2.【江蘇省揚州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測試】如圖所示，在某一均勻介質(zhì)中，A、B是振動情況完全相同的兩個波源，其簡諧運動表達式均為x =0.3sin(200πt) m，兩波源形成的簡諧橫波分別沿AP、BP方向傳播，波速都是500 m/s．某時刻在P點兩列波的波峰相遇，則簡諧橫波的波長為 m，介質(zhì)中P點的振幅為 m． 【答案】5，0.6 【解析】 考點：考查了波的干涉 【名師點睛】本題要掌握簡諧運動的表達式，即可讀出ω，求出周期和波長．同時要記住波的干涉現(xiàn)象中振動加強的條件． 3.【江西省贛州市厚德外國語學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】一列橫波的波源在圖7中的坐標(biāo)原點O處，經(jīng)過0.4 s，振動從O點向右傳播20 cm，P點離O點的距離是80 cm．求：　(1)P點起振時的速度方向如何？ (2)該波從原點向右傳播時開始計時，經(jīng)多長時間質(zhì)點P第一次到達波峰?（保留一位小數(shù)） 【答案】（1）向下 （2）1.9s 【解析】 考點：機械波的傳播 4. 【江西省贛州市厚德外國語學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】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點的運動方向 【答案】（1）（n=0，1，2，3，…）（2）0.8s（3）沿y軸負方向運動 【解析】 試題分析：（1）波沿x軸負方向傳播時，傳播的可能距離為△x=（n+）λ=4n+3（m）（n=0，1，2，3，…） 傳播的速度為：（n=0，1，2，3，…） （2）波沿x軸正方向傳播，傳播的時間與周期關(guān)系為：△t=（n+）T（n=0，1，2，3，…） 得（n=0.1，2，3，…） 當(dāng)n=0時周期最大，即最大為0.8s （3）波在0.2s內(nèi)傳播的距離△x=v△t=5m 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點在t=0s時刻沿y軸負方向運動。 考點：機械波的傳播