高三物理（第02期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題14 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（選修3-4）（含解析）

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專題14 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 A．這列波的傳播速度為0.1m/s B．在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng) C．在t1=0.3s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A仍位于波谷 D．在t2=0.4s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A具有最大的正向加速度 E．在t3=0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q首次位于波峰 【答案】ADE 【解析】 考點(diǎn)：波長、頻率和波速的關(guān)系、橫波的圖象 【名師點(diǎn)睛】利用上下坡法判斷振動(dòng)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(dòng)質(zhì)點(diǎn)的路程關(guān)系。 2.【河南省洛陽市第一高級(jí)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(shí)刻的波形圖，其中a、b、c是甲波上的三個(gè)點(diǎn)。下列說法正確的是： A．這兩列波相遇時(shí)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(diǎn) a 比質(zhì)點(diǎn) b先回到平衡位置 D．若v甲=20m / s，再經(jīng)t =0．5s，質(zhì)點(diǎn)c運(yùn)動(dòng)的路程是 0． 5m 【答案】D 【解析】 考點(diǎn)：考查了橫波圖像 【名師點(diǎn)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(duì)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(jí)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(shí)刻的波形圖，其中a、b、c是甲波上的三個(gè)點(diǎn)。下列說法正確的是： A．這兩列波相遇時(shí)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(diǎn) a 比質(zhì)點(diǎn) b 先回到平衡位置 D．若v甲=20m / s，再經(jīng)t =0．5s，質(zhì)點(diǎn)c運(yùn)動(dòng)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(huì)發(fā)生穩(wěn)定干涉，AB錯(cuò)誤；根據(jù)走坡法，a質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，b質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，所以b比a先到達(dá)平衡位置，C錯(cuò)誤；若，則，故，故質(zhì)點(diǎn)c運(yùn)動(dòng)的路程為，D正確； 考點(diǎn)：考查了橫波圖像 【名師點(diǎn)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(duì)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(shí)刻的圖像如圖甲所示。該時(shí)刻P,Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移均為一lcm，平衡位置為15m處的A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示。 （i）求該列波的波速大小； （ii）求從t=0.6s開始，質(zhì)點(diǎn)P、Q第一次回到平衡位置的時(shí)間間隔△t。 【答案】（i）（ii）0.4s 【解析】 解法二： 由圖象可知：質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置為m 質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置為m 時(shí)間間隔 s 考點(diǎn)：考查了振動(dòng)圖像，橫波圖像 【名師點(diǎn)睛】本題既要理解振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象各自的物理意義，由振動(dòng)圖象能判斷出質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)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(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)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(hào)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(gè)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(qiáng) 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(diǎn)：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(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示。若波向右傳播，零時(shí)刻剛好傳到A點(diǎn)，且再經(jīng)過0.6 s，P點(diǎn)也開始起振，求：①該列波的周期T為多少？②從t＝0時(shí)起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O點(diǎn)對(duì)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(diǎn)O每通過的路程為一個(gè)振幅，經(jīng)Δt2時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)O通過的路程 考點(diǎn)：機(jī)械振動(dòng)和機(jī)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(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖象．下面的說法中正確的是 A．甲的振動(dòng)能量是乙的2倍 B．甲的振動(dòng)頻率是乙的2倍 C．乙的振動(dòng)周期是甲的2倍 D．甲、乙的位移不可能同時(shí)達(dá)到正向最大值 【答案】BCD 【解析】 試題分析：根據(jù)振動(dòng)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(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖像可知，乙的周期是甲周期的2倍，則甲的振動(dòng)頻率是乙的2倍，選項(xiàng)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(shí)達(dá)到正向最大值，選項(xiàng)D正確；故選BCD. 考點(diǎn)：振動(dòng)圖像 【名師點(diǎn)睛】此題考查了振動(dòng)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(dòng)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(fù)方向傳播的簡諧橫波，某時(shí)刻的波形如圖所示．P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從該時(shí)刻開始的一小段時(shí)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(diǎn)：波的圖像 【名師點(diǎn)睛】只要掌握了質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向之間的關(guān)系，就能知道質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，從而確定質(zhì)點(diǎn)的位移的變化情況，進(jìn)而確定速度和加速度的變化趨勢(shì)。 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(shí)都會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 B．因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL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(shí)，媒質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)將隨波的傳播一直向前移動(dòng) 【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(shí)才會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)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?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL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(xiàng)B正確；聲波是縱波，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；縱波傳播時(shí)，媒質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)不隨波向前移動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B. 考點(diǎn)：機(jī)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(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，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(shí)，速度為零，加速度最大 C．質(zhì)點(diǎn)每次通過平衡位置時(shí)，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(shí)，其速度不一定相同，但加速度一定相同 【答案】D 【解析】 考點(diǎn)：簡諧運(yùn)動(dòng) 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(gè)單擺，其中A、D擺長相同，先使 A擺擺動(dòng)，其余各擺也擺動(dòng)起來，可以發(fā)現(xiàn)( ) A．各擺擺動(dòng)的周期均與A擺相同 B．B擺振動(dòng)的周期最短 C．C擺振動(dòng)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(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)達(dá)到共振。當(dāng)圖中的A擺擺動(dòng)后，由于A擺是懸于一根張緊的水平繩上，A擺擺動(dòng)對(duì)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(dòng)，且周期均等于A擺振動(dòng)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(diǎn)：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(shí)刻的波形圖象如圖所示．此時(shí)x＝8 m處的質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)具有正向最大加速度 B．x＝2 m處質(zhì)點(diǎn)具有負(fù)向最大速度 C．x＝0處質(zhì)點(diǎn)一定有負(fù)向最大加速度 D．x＝6 m處質(zhì)點(diǎn)通過的路程為20 cm 【答案】ABC 【解析】 考點(diǎn)：機(jī)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(shí)的波動(dòng)圖象，圖乙為該波中x=2m處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)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(fù)方向傳播； C．再過0.5s，P點(diǎn)的動(dòng)能最大； D．再過2.5s，P點(diǎn)振動(dòng)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(xiàng)A正確；因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)P在t=0時(shí)向上振動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；再過0.5s=0.5T，P點(diǎn)回到平衡位置，則此時(shí)P的動(dòng)能最大，選項(xiàng)C正確；再過2.5s=2.5T，P點(diǎn)振動(dòng)路程為2.54A=10A=2cm，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選AC。 考點(diǎn)：振動(dòng)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(gè)相干波源，它們振動(dòng)同步且振幅相同。實(shí)線和虛線分別表示在某一時(shí)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(diǎn)，下列說法中正確的有（ ） A.該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)，d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)既不是最強(qiáng)也不是最弱 B.該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c、d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)都最強(qiáng) C.a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最弱的， b、c、d質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最強(qiáng)的 D.再過T/4后的時(shí)刻a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置，因此振動(dòng)最弱 【答案】BC 【解析】 考點(diǎn)：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(gè)質(zhì)點(diǎn).相鄰兩質(zhì)點(diǎn)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(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)間，波長為8L，故，波速，故選BC. 考點(diǎn)：機(jī)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(shí)刻的波形圖，圖2（乙）是x=3m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(fù)方向傳播 D．該波的波速為2m/s 【答案】D 【解析】 考點(diǎn)：振動(dòng)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(jī)械橫波，波速為4m/s．某時(shí)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(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D．此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0 【答案】D 【解析】 考點(diǎn)：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(fù)方向傳播的簡諧橫波，在t1=0.05s時(shí)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(gè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過8cm的路程所用的時(shí)間均為0.5s，求： (1)質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)周期和簡諧運(yùn)動(dòng)方程；(2)質(zhì)點(diǎn)P回到平衡位置的時(shí)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(diǎn)經(jīng)過8cm的路程為10個(gè)振幅，需要的時(shí)間為T，即T=0.5s 所以周期T=0.2s， 由波形圖可知，質(zhì)點(diǎn)M在t1=0.05s時(shí)刻經(jīng)過平衡位置且向下振動(dòng)，則它的振動(dòng)方程為 y=Acost=0.8cos10πt（cm）　　　　　 （ii）波傳播的波速 　　　 　 從t1=0.05s時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置時(shí)，波向x軸負(fù)方向傳播的距離為 △s = 2.0m-1.2m=0.8m　 所用的時(shí)間為　 　 所以質(zhì)點(diǎn)P回到平衡位置的時(shí)刻為 t = t1 + △t + =（0.1n+0.13）s　(n = 0，1，2，…)　 　 考點(diǎn)：機(jī)械波的傳播 【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)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(dòng)的特點(diǎn)，并注意質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的重復(fù)性和對(duì)稱性；熟練掌握波長、周期及波速的關(guān)系. 2.【江蘇省揚(yáng)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(dòng)情況完全相同的兩個(gè)波源，其簡諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)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(shí)刻在P點(diǎn)兩列波的波峰相遇，則簡諧橫波的波長為 m，介質(zhì)中P點(diǎn)的振幅為 m． 【答案】5，0.6 【解析】 考點(diǎn)：考查了波的干涉 【名師點(diǎn)睛】本題要掌握簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式，即可讀出ω，求出周期和波長．同時(shí)要記住波的干涉現(xiàn)象中振動(dòng)加強(qiáng)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(diǎn)O處，經(jīng)過0.4 s，振動(dòng)從O點(diǎn)向右傳播20 cm，P點(diǎn)離O點(diǎn)的距離是80 cm．求：　(1)P點(diǎn)起振時(shí)的速度方向如何？ (2)該波從原點(diǎn)向右傳播時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)多長時(shí)間質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰?（保留一位小數(shù)） 【答案】（1）向下 （2）1.9s 【解析】 考點(diǎn)：機(jī)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(dòng)并沿水平方向傳播的簡諧波，實(shí)線是t=0s時(shí)刻的波形圖，虛線是t=0.2s時(shí)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(shí)刻P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向 【答案】（1）（n=0，1，2，3，…）（2）0.8s（3）沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) 【解析】 試題分析：（1）波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，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(shí)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(shí)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(diǎn)在t=0s時(shí)刻沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。 考點(diǎn)：機(jī)械波的傳播