高三物理（第03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【2017寧夏銀川一中高三上學(xué)期第二次月考】下面說法正確的是( ) A簡諧運動的周期與振幅無關(guān)B在彈簧振子做簡諧運動的回復(fù)力表達式中，F(xiàn)為振動物體所受的合外力，k為彈簧的勁度系數(shù)C在波的傳播方向上，某個質(zhì)點的振動速度就是波的傳播速度D在雙縫干涉實驗中，同種條件下用紫光做實驗比紅光做實驗得到的條紋更寬E在單縫衍射現(xiàn)象中要產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，狹縫寬度必須比波長小或者相差不多【答案】ABE考點：光的干涉、簡諧運動的回復(fù)力和能量【名師點睛】本題考查了簡諧運動、機械波、光的干涉和衍射，關(guān)鍵要明確簡諧運動有彈簧振子模型和單擺模型兩種模型。2.【2017山西省臨汾市第一中學(xué)高三10月月考】一列簡諧橫波在時刻的波形如圖所示，M為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，若該波以的速度沿x軸負方向傳播，下列說法正確的是 。A在時，質(zhì)點M向x軸負方向振動B在時，質(zhì)點M的加速度正在減小C在時，質(zhì)點M的速度方向與加速度方向相同D在時，質(zhì)點M回到平衡位置E經(jīng)過，一定為【答案】BCE考點：波長、頻率和波速的關(guān)系、橫波的圖象【名師點睛】由波動圖象讀出，求解周期，根據(jù)時間與周期的關(guān)系分析質(zhì)點的振動情況，要能熟練運用波形法或上下坡法判斷質(zhì)點的運動方向。3.【2017四川省成都市樹德中學(xué)高三10月月考】由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播。波源振動的頻率為20 Hz，波速為16 m/s。已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點位于波源S的兩側(cè)，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8 m、14.6 m，P、Q開始震動后，下列判斷正確的是_。（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）AP、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相同BP、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相反C當(dāng)S恰好通過平衡位置時，P、Q兩點也正好通過平衡位置D當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運動時，P在波峰E當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運動時，Q在波峰【答案】BDE【解析】波源振動的頻率為20Hz，波速為16m/s，由波長公式有：，P、Q兩質(zhì)點距離波源的距離之差為：，為半個波長的奇數(shù)倍，所以P、Q兩質(zhì)點振動步調(diào)相反，P、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相反，選項A錯誤，B正確；，所以當(dāng)S恰好通過平衡位置時，P、Q兩點一個在波峰，一個在波谷，選項C錯誤；由可知，當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運動時，P在波峰，選項D正確；，當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運動時，Q在波峰，選項E正確考點：考查了波長、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象【名師點睛】關(guān)于波的傳播的相關(guān)計算，首先應(yīng)注意其周期性，同時要注意波傳播的方程的通式，尤其是對其不到一個波長的部分，要會通過該部分是波長的四分之一還是四分之三來判斷質(zhì)點的振動情況和位置關(guān)系同時要熟記兩點與波源的距離之差若是半個波長的奇數(shù)倍，該兩質(zhì)點振動步調(diào)一致，若為半個波長的奇數(shù)倍，該兩質(zhì)點的振動步調(diào)相反對于此結(jié)論，在波的干涉中的加強和減弱的判斷上也是用到的解答該類型的題，要習(xí)慣在草紙上畫出對應(yīng)的波形圖，這樣有利于對題的理解和分析4.【2017貴州省遵義市第四中學(xué)高三上學(xué)期第二次月考】（5分)(多選，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。每錯選1個扣3分，最低得分為0分）一列簡諧橫波在某時刻的波形如圖所示，此時刻質(zhì)點P的速度為v，經(jīng)過0.2s后它的速度大小、方向第一次與v相同，再經(jīng)過1.0s它的速度大小、方向第二次與v相同，則下列判斷中正確的是（ ）A波沿x軸正方向傳播，且波速為10m/sB波沿x軸負方向傳播，且波速為10m/sC質(zhì)點M與質(zhì)點Q的位移大小總是相等、方向總是相反D若某時刻N質(zhì)點到達波谷處，則Q質(zhì)點一定到達波峰處E從圖示位置開始計時，在3s時刻，質(zhì)點M偏離平衡位置的位移y= -10cm【答案】ADE.考點：機械波的傳播【名師點睛】本題在于關(guān)鍵分析質(zhì)點P的振動情況，確定P點的運動方向和周期，明確波動和振動的關(guān)系是解題的關(guān)鍵。5.【2017浙江省名校協(xié)作體高三上學(xué)期聯(lián)考】【加試題】如圖所示，實線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，虛線是這列波在t=0.2s時刻的波形圖。已知該波的波速是v=0.8m/s，振幅A=4cm。則下列說法正確的是 A這列波的傳播方向一定為x軸的負方向Bt=0時刻x=8cm處的質(zhì)點向下振動C經(jīng)過t=1s，x=2cm處的質(zhì)點位于平衡位置Dt=0.2s時刻x=4cm處的質(zhì)點位移為-2cm【答案】ACD考點：機械波的傳播6.【2017河北省衡水中學(xué)高三摸底聯(lián)考】在坐標(biāo)原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速，已知時刻，波剛好傳播到處，如圖所示，在處有一接收器（圖中未畫出），則下列說法正確的是 。A波源開始振動時方向沿y軸負方向B從開始經(jīng)，處的質(zhì)點運動的路程為C接收器在時才能接收到此波D若波源向x軸正方向運動，接受器接收到波的頻率可能為E若該波與另一列頻率為沿x軸負方向傳播的簡諧橫波相遇，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣【答案】ABE考點：橫波的圖象；波長、頻率和波速的關(guān)系【名師點睛】簡諧波一個基本特點是介質(zhì)中各質(zhì)點的起振方向都與波源的起振方向相同波源與接收器的距離增大時，接收器接收到的波的頻率將變??；波源與接收器的距離減小時，接收器接收到的波的頻率將變大。7.【2017寧夏育才中學(xué)高三第二次月考】(6分) 一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波t時刻的波形圖象如圖所示，已知該波的周期為T，a、b、c、d 為沿波傳播方向上的四個質(zhì)點。則下列說法中正確的是( )（填入正確選項前的字母選對一個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分每錯選一個扣3分，最低得分為0分）A在時，質(zhì)點c的速度達到最大值B在t+2T時，質(zhì)點d的加速度達到最大值C從t到t+2T的時間間隔內(nèi)，質(zhì)點d通過的路程為6cmDt時刻后，質(zhì)點b比質(zhì)點a先回到平衡位置E從t時刻起，在一個周期的時間內(nèi)， a、b、c、d四個質(zhì)點沿x軸通過的路程均為一個波長【答案】BCD【解析】在時，質(zhì)點c到達波峰，速度為零，達到最小值故A錯誤由圖看出，此時刻波離d點的距離等于波長，則波傳到d點需要周期的時間，傳到d后d向下起振，在t+2T時，d點到達波峰，加速度達到最大值從t到t+2T間隔內(nèi)，質(zhì)點d運動了T，因此通過路程為6cm，故BC正確簡諧波沿x軸正方向傳播，t時刻a、b兩點的速度方向均向上，則從t時刻起，質(zhì)點b比質(zhì)點a先回到平衡位置故D正確從t時刻起，在一個周期內(nèi)，a、b、c三個質(zhì)點所通過的路程均為一個波長，而波還未傳到d點故E錯誤故選BCD?？键c：機械波的傳播【名師點睛】此題考查了機械波的傳播及波的圖線問題；對于波動過程中質(zhì)點速度、加速度大小的分析，可根據(jù)時間確定出質(zhì)點的位置判斷。2、 非選擇題1.【2017安徽省黃山市屯溪一中高三第二次月考】（8分）如圖所示，位于坐標(biāo)原點的波源振動1.5 s時沿波的傳播方向上部分質(zhì)點振動的波形圖，已知波源在t0時開始沿y軸負方向振動，t1.5 s時它正好第二次到達波谷，問： 何時x5.4 m的質(zhì)點第一次到達波峰？ 從t0開始至x5.4 m的質(zhì)點第一次到達波峰這段時間內(nèi)，波源通過的路程是多少？【答案】 11.7s 1.95 m考點：機械波、機械振動【名師點睛】波源做簡諧振動，根據(jù)振動的周期性和往復(fù)性特點得到振動的周期，由波動圖象得到波長數(shù)值，判斷波峰傳到y(tǒng)=5.4m處所需的時間，首先算波源第一次到達波峰的時間t1,而后在求波峰傳到5.4m處所用的時間t2,那么總時間為振動時間加上傳播時間。波源在一個周期內(nèi)的路程為振幅的4倍，看此段時間是多少個周期，就可求解波源通過的路程。2.【2017貴州省凱里市第一中學(xué)高三上學(xué)期第四次模擬】（6分）一簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質(zhì)點的振動圖線如圖（b）所示，該質(zhì)點在t=0時刻的運動方向沿y軸_（填“正向”或“負向”）。已知該波的波長大于0.30m，則該波的波長為_m?！敬鸢浮空?；0.8（每空3分）考點：橫波的圖像、3. 【2017河南省鶴壁市高級中學(xué)高三上學(xué)期第五次周練】如圖，三角形ABC為一直角三棱鏡的截面，B=90，A=60，現(xiàn)有一束單色光垂直照射到AC面上，從O點進入，經(jīng)AB面反射，在BC面上折射光線與入射光線的偏向角為30。求棱鏡對光的折射率；試證明光的AB面上回發(fā)生全反射?！敬鸢浮繒l(fā)生全反射考點：考查了光的折射，全反射【名師點睛】解決光學(xué)問題的關(guān)鍵要掌握全反射的條件、折射定律、臨界角公式、光速公式，運用幾何知識結(jié)合解決這類問題4.【2017吉林省長春市高三質(zhì)量檢測】（10分）如圖所示是一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t0.25s時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=4m/s。求x2.5m處的質(zhì)點在04.5s內(nèi)通過的路程及t4.5s時的位移；此時A點的橫坐標(biāo)為0.25米，試求從圖示時刻開始經(jīng)過多少時間A點第三次出現(xiàn)波峰？【答案】144cm 1.4375s考點：機械波的傳播【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵要知道質(zhì)點在一個周期內(nèi)的路程等于4倍的振幅，波形平移法是研究波動圖象常用的方法，要能熟練運用。5.【2017甘肅省蘭州第一中學(xué)高三9月月考】（6分）如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知該波的傳播速度為6.4 m/s，求：(i)這列波的周期；(ii)平衡位置在x=4 cm處的質(zhì)點在00.05 s時間內(nèi)運動的路程?！敬鸢浮?i) s (ii) m【解析】 (i)由題圖可知波長=12 cm則周期(ii)質(zhì)點從平衡位置出發(fā)一個周期運動4A，半個周期運動2A，平衡位置在x=4 cm處的質(zhì)點從平衡位置開始運動t=0.05 s=2T=2T+T由題圖知，x=4 cm處的質(zhì)點的振動方程為y=Asint=Asint故在最后T時間內(nèi)質(zhì)點運動的路程是Asin (T)= A所以總的路程是24A+A= m?？键c：機械波的傳播【名師點睛】此題是機械波的傳播問題；關(guān)鍵是能從波的圖像中得到信息，掌握波速、波長和周期的關(guān)系；能找到質(zhì)點的振動方程.6.【2017湖南省長沙市長郡中學(xué)高三摸底測試】A、B兩質(zhì)點平衡位置間的距離為，波源O位于兩點之間的某一位置上，A質(zhì)點位于波源的左側(cè)，B質(zhì)點位于波源的右側(cè)，波源O振動引起兩列向A、B傳播的機械波，如圖所示為質(zhì)點的振動圖像，且時刻波源處于平衡位置沿y軸正方向運動，求波傳播速度的最大值?！敬鸢浮靠键c：波長、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象【名師點睛】波源O振動引起兩列向A、B傳播的機械波，這兩列波的波長、波速、周期均相同根據(jù)時刻質(zhì)點A的振動方向，可知波的傳播方向，從而得到波源O與A的距離和波長的關(guān)系，同理可得O與B間的距離和波長的關(guān)系，結(jié)合AB間的距離求解。7.【2017四川省三臺中學(xué)高三上學(xué)期第二次月考】(10分)某介質(zhì)中形成一列簡諧波,t=0時刻的波形如圖中實線所示(1)若波向右傳播,零時刻剛好傳到B點,且再經(jīng)過0.6 s，P點也開始起振,求:該列波的周期T;從t=0時刻起到P點第一次達到波谷的過程中,O點相對平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過的路程s0各為多少?(2)若此列波的傳播速度大小為20 m/s,且波形由實線變?yōu)樘摼€需要經(jīng)歷0.525 s,則該列波的傳播方向如何?(要寫出具體判斷過程)【答案】（1）0.2 s；2cm；0.26 m（2）波沿x軸負向傳播考點：波長、頻率和波速的關(guān)系；【名師點睛】本題是知道兩個時刻的波形研究波傳播的距離、波速、周期的問題第2問可以根據(jù)波的周期性，用數(shù)學(xué)知識列出時間通項式，解得波的傳播方向。8.【2017河北省定州中學(xué)高三上學(xué)期第二次月考】如圖所示為一列簡諧橫波在t=0時刻的圖象。此時質(zhì)點P的運動方向沿y軸負方向，且當(dāng)t=0.55s時質(zhì)點P恰好第3次到達y軸正方向最大位移處。問：y/cmx/m00.2P55-5Q0.42.5（1）該簡諧橫波的波速v的大小和方向如何？（2）從t=0至t=1.2s，質(zhì)點Q運動的路程s是多少？（3）當(dāng)t=1.2s時，質(zhì)點Q相對于平衡位置的位移y的大小是多少？【答案】（1）2m/s；波沿x軸負向傳播（2）120cm （3）2.5cm考點：機械波的傳播【名師點睛】本題考查了機械波的傳播問題；難點在于運用數(shù)學(xué)知識列出振動方程，考查運用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力。