高三物理（第04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（選修3-4） 一、選擇題 1.【遼寧省鞍山市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次模擬考試】一列簡諧橫波沿x軸的正向傳播，振幅為2cm，周期為T．已知在t=0時刻波上相距50cm的兩質(zhì)點a、b的位移都是cm，但運動方向相反，其中質(zhì)點a沿y軸負(fù)向運動，如圖所示，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．該列簡諧橫波波長可能為37.5cm B．該列簡諧橫波波長可能為12cm C．質(zhì)點a﹑質(zhì)點b的速度在某一時刻可以相同 D．當(dāng)質(zhì)點b的位移為+2cm時，質(zhì)點a的位移為負(fù) E．在t=時刻質(zhì)點b速度最大 【答案】BCE △x=v△t=v=．則通式為（n+）λ=50cm；則波長的表達(dá)式為：λ=（n=0，1，2，3…）；若波長為37.5cm，則n不是整數(shù)；故波長不可能為37.5cm；故A錯誤；當(dāng)n=4時，帶入λ=可得λ=12cm；故B正確；在兩質(zhì)點振動時，若兩點分別位于上下方時，則兩物體的速度可以相同；故C正確；當(dāng)質(zhì)點的位移為2時，b到達(dá)正向位移處，此時a還未到達(dá)平衡位置；故D錯誤；由以上分析可知，當(dāng)經(jīng)t=時刻質(zhì)點b運動平衡位置，方向向下，故b的速度最大；E正確；所以選BCE正確。 考點：機械振動、機械波 2.【湖北省華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時波形圖如圖中實線所示，此時波剛好傳到c點，t＝0.6s時波恰好傳到e點，波形如圖中虛線所示，a、b、c、d、e是介質(zhì)中的質(zhì)點，下列說法正確的是( ) A．當(dāng)t＝0.5s時質(zhì)點b和質(zhì)點c的位移相等 B．當(dāng)t＝0.6s時質(zhì)點a的位移為 -cm C．質(zhì)點c在0~0.6s時間內(nèi)沿x軸正方向移動了3m D．質(zhì)點d在0~0.6s時間內(nèi)通過的路程為20cm E．這列簡諧橫波遇到頻率為1Hz的另一列簡諧橫波時我們能夠觀察到干涉現(xiàn)象 【答案】ABD c點的位移：，當(dāng)質(zhì)點b、c的位移相同，故A正確；質(zhì)點a的初相為，振動方程，當(dāng)時 ，故B正確；質(zhì)點c在這段時間內(nèi)只是沿振動的方向振動，沒有沿x軸正方向移動，故C錯誤；由圖可知，質(zhì)點d在內(nèi)先向上運動到達(dá)最高點后又返回平衡位置，在這段時間內(nèi)通過的路程是2倍的振幅，為，故D正確；因為發(fā)生干涉的兩列波頻率相同，這列簡諧橫波的頻率為，遇到頻率為的另一列簡諧橫波時，我們不能夠觀察到干涉現(xiàn)象，故E錯誤。 考點：波長、頻率和波速的關(guān)系、橫波的圖象 3.【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中2017屆高三上學(xué)期第四次月考】兩列簡諧橫波I和Ⅱ分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩列波的波速大小相等，振幅均為5cm. t=0時刻兩列波的圖像如圖所示，x=- lcm和x=lcm的質(zhì)點剛開始振動．以下判斷正確的是 A．I、Ⅱ兩列波的頻率之比為2：1 B．t=0時刻，P、Q兩質(zhì)點振動的方向相同 C．兩列波將同時傳到坐標(biāo)原點O D．兩列波的波源開始振動的起振方向相同 E．坐標(biāo)原點始終是振動加強點，振幅為l0cm 【答案】ACD 考點：橫波的圖象、波長、頻率和波速的關(guān)系 4.【陜西省寶雞中學(xué)2017屆高三月考（二）理科綜合】圖甲為某一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=1.0s時刻的波形圖，圖乙為參與波動的某一質(zhì)點的振動圖像，則下列說法正確的是______選對1個給2分，選對2個給3分，選對3個給5分，沒選錯一個扣3分，最低得分為0） A．該簡諧橫波的傳播速度為4m/s B．從此時刻起，經(jīng)過2s，P質(zhì)點運動了8米的路程 C．從此時刻起，P質(zhì)點比Q質(zhì)點先回到平衡位置 D．乙圖可能是甲圖x=2m處質(zhì)點的振動圖像 E．此時刻M質(zhì)點的振動速度小于Q質(zhì)點的振動速度 【答案】ACD 考點：考查了橫波圖像，振動圖像 5.如圖所示，甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，乙為介質(zhì)中x=2m處的質(zhì)點P此時此刻為計時起點的振動圖像，質(zhì)點Q的平衡位置位于x=3. 5m處，下列說法正確的是 （　?。? A．這列波的沿x軸正方向傳播 B．這列波的傳播速度是20m/s C．在0.3s時間內(nèi)，質(zhì)點P向右移動了3 m D．t=0.1s時，質(zhì)點P的加速度大于質(zhì)點Q的加速度 E．t=0.25s時，x=3.5m處的質(zhì)點Q到達(dá)波峰位置 【答案】ADE 【解析】由乙圖讀出，t=0時刻質(zhì)點的速度向上，則由波形的平移法可知，這列波沿x軸正方向傳播．故A正確．由圖知：λ=4m，T=0.4s，則波速．故B錯誤．據(jù)波的傳播特點可知，質(zhì)點并不隨波遷移，而是在平衡位置附近做簡諧運動，故C錯誤；當(dāng)t=0.1s時，質(zhì)點P處于最大位移處，據(jù)簡諧運動的特點可知，此時加速度最大；而質(zhì)點Q此時不在最大位移處，所以質(zhì)點P的加速度大于質(zhì)點Q的加速度，故D正確；據(jù)圖象可知經(jīng)過0.2 s時，質(zhì)點P再次到達(dá)平衡位置，運動方向向下，而質(zhì)點Q位于平衡位置上方；由于兩質(zhì)點相距1.5m，再經(jīng)過0.05s時，質(zhì)點P位移與質(zhì)點Q在0時刻的位移相同，所以質(zhì)點Q處于平衡位置的最上方，即處在波峰，故E正確．故選ADE。 考點：振動圖像和波的圖線 6.【四川省雙流中學(xué)2017屆高三上學(xué)期綜合測試（三）理科綜合】（5分）圖（a）為一列簡諧橫波在t=0 時的波形圖，P是平衡位置在x=0.5m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x=2.0m處的質(zhì)點；圖（b）為質(zhì)點Q的振動圖象。下列說法正確的是（）（填正確答案標(biāo)號，選對1個給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0分） A．這列簡諧波沿x軸正方向傳播 B．這列簡諧波沿x軸負(fù)方向傳播 C．波的傳播速度為20m/s D．從t=0 到t=0.25s，波傳播的距離為 50cm E．在t=0.10s 時，質(zhì)點P的加速度方向與y 軸正方向相同 【答案】ACE 考點：振動圖像和波的圖線 7.【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中2017屆高三上學(xué)期第四次月考】（5分）兩列簡諧橫波I和Ⅱ分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩列波的波速大小相等，振幅均為5cm. t=0時刻兩列波的圖像如圖所示，x=- lcm和x=lcm的質(zhì)點剛開始振動．以下判斷正確的是 （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．I、Ⅱ兩列波的頻率之比為2：1 B．t=0時刻，P、Q兩質(zhì)點振動的方向相同 C．兩列波將同時傳到坐標(biāo)原點O D．兩列波的波源開始振動的起振方向相同 E．坐標(biāo)原點始終是振動加強點，振幅為l0cm 【答案】ACD 考點：機械波的傳播 8.【廣西桂林市桂林中學(xué)2017屆高三11月月考理科綜合】波源質(zhì)點在坐標(biāo)原點O沿Y方向上下振動,已知t=0時刻波恰好傳到x=20cm的質(zhì)點處,波形如圖,波沿軸正向傳播,波速為2m/s,由此可知（ ） A、 波源質(zhì)點的振動周期一定為0.2s B、介質(zhì)中各質(zhì)點的振幅一定為4cm C、波源質(zhì)點的起振方向一定沿Y軸負(fù)方向 D、再經(jīng)過0.4s波恰好傳到x=60cm的P點 E、當(dāng)波源質(zhì)點沿著X軸正向運動時,站在x軸正向相對于地面靜止的觀察者接收到的波的頻率在變大 【答案】BCE 【解析】波源質(zhì)點的振動周期等于波的周期，在大小為，選項A錯誤；介質(zhì)中各質(zhì)點的振幅一定為4cm，選項B正確；波傳到x=20cm的質(zhì)點處時，此質(zhì)點的振動方向向下，故波源質(zhì)點的起振方向一定沿Y軸負(fù)方向，選項C正確；波傳到x=60cm的P點需要的時間是，選項D錯誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)波源質(zhì)點沿著X軸正向運動時,站在x軸正向相對于地面靜止的觀察者接收到的波的頻率在變大，選項E正確；故選BCE. 考點：機械波的傳播；多普勒效應(yīng) 9．【河北省衡水中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】（4分）圖（a）為一列簡諧橫波在t=0 時的波形圖，P 是平衡位置在x=0.5m 處的質(zhì)點，Q 是平衡位置在x=2.0m 處的質(zhì)點；圖（b）為質(zhì)點Q 的振動圖象。下列說法正確的是（ ）（填正確答案標(biāo)號，選對1個給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0分） A．這列簡諧波沿x 軸正方向傳播 B．這列簡諧波沿x 軸負(fù)方向傳播 C．波的傳播速度為20m/s D．從t=0 到t =0.25s，波傳播的距離為 50cm E．在t=0.10s 時，質(zhì)點Q 的加速度方向與 y 軸正方向相同 【答案】ACE 考點：機械波的傳播。 10.【重慶市第八中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次適應(yīng)性考試】（5分）一列簡諧橫波沿x軸傳播，t=0時刻的波形如圖19中實線所示，t=0.2s（T>0.2s）時刻的波形如圖中虛線所示。P是傳播介質(zhì)中離坐標(biāo)原點xP=2.5m處的一個質(zhì)點，t=0時刻P質(zhì)點正向y軸負(fù)方向運動。則下列說法正確的是 . (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) 圖 19 A．該波向x軸正方向傳播 B．質(zhì)點P的振幅為0.1m C．該波的頻率為Hz D．該波的傳播速度為15m/s E．在t=0.2s時刻，與P相距1m處的質(zhì)點沿x軸負(fù)方向運動 【答案】BCD 考點：考查波長、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象． 二、非選擇題 1.【蘭州市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】(5分)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(dá)式為x＝0.1πsin (20πt) m，介質(zhì)中P點與A、B兩波源間距離分別為4 m和5 m，兩波源形成的簡諧橫波分別沿AP、BP方向傳播，波速都是10 m/s。 ①簡諧橫波的波長為________m。 ②P點的振動________(填“加強”或“減弱”) 【答案】① ②P點為振動加強的點 【解析】(1)①由振動的表達(dá)式知波動中質(zhì)點振動的頻率即波的頻率為 則波長為 ②， ，故P點為振動加強的點。 考點：波長、頻率和波速的關(guān)系；波的疊加。 2.【遼寧省鞍山市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次模擬考試】（10分）在某種種介質(zhì)中，S1、S2處有相距4m的兩個波源，沿垂直紙面方向做簡諧振動，其周期分別為T1=0.8s和T2=0.4s，振幅分別為A1=2cm和A2=lcm，在該介質(zhì)中形成的簡諧波的波速為v=5m/s．S處有一質(zhì)點，它到S1的距離為3m，且SS1⊥S1S2，在t=0時刻，兩波源同時開始垂直紙面向外振動，試求： （1）t=0時刻振動傳到S處的時間差； （2）t=l0s時,s處質(zhì)點離開平衡位置的位移大小． 【答案】（1）0.4s （2）2cm 【解析】（1）由題意可知：； (1分) S1在t=0時的振動傳到S質(zhì)點所需的時間： (1分) S2在t=0時的振動傳到S質(zhì)點所需的時間： (1分) 那么S1、S2在t=0時的振動傳到S質(zhì)點的時間差為： (2分) 考點：波的疊加 3.【貴州省銅仁市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第三次月考理科】（10分）取一根柔軟的彈性繩，將繩的右端固定在豎直墻壁上，繩的左端自由，使繩處于水平伸直狀態(tài)．從繩的端點開始用彩筆每隔0.50 m標(biāo)記一個點，依次記為A、B、C、D……如圖所示．現(xiàn)用振動裝置拉著繩子的端點A沿豎直方向做簡諧運動，若A點起振方向向上，經(jīng)0.1 s第一次達(dá)正向最大位移， 此時C點恰好開始起振，則 ①繩子形成的波是橫波還是縱波？簡要說明判斷依據(jù)，并求波速為多大； ②從A開始振動，經(jīng)多長時間J點第一次向下達(dá)到最大位移？ ③畫出當(dāng)J點第一次向下達(dá)到最大位移時的波形圖象． 【答案】①橫波；10m/s ②0.75s ③波形圖象如圖； 設(shè)J點向上起振后經(jīng)t2時間第一次到負(fù)向最大位移，則，所以所求時間t=t1+t2=0.75s． ③當(dāng)J點第一次向下達(dá)到最大位移時，波形圖象如圖所示 考點：機械波的傳播