高三物理（第01期）好题速递分项解析汇编 专题14 机械振动和机械波（选修3-4）（含解析）

专题14 机械振动和机械波一、选择题A、P点在振动比Q点滞后半个周期B、P、Q在振动的过程中，位移的大小总相等C、在内，P点通过的路程为D、该波波速为E、在相等的时间内，P、Q两质点通过的路程相等【答案】ABDE，而实际上图示时刻，P点不在平衡位置或最大位移处，所以在内，P点通过的路程不是，故C错误；由图知，该波的波长为，则波速为，故D正确；由于P、Q的步调总是相反，所以在相等时间内，P、Q两质点通过的路程相等，故E正确。考点：波长、频率和波速的关系【名师点睛】本题关键的抓住P、Q是反相点，振动情况总是相反这一特点进行分析，知道平衡位置相距半个波长奇数倍的两个质点是反相点，即是振动情况总是相反的点，间距通项为。2.【广东省佛山市第一中学2016届高三第三次模拟考试】（6分）一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点O，t = 0时开始振动，3 s时停止振动， 3.5 s时的波形如图所示，其中质点a的平衡位置与O的距离为5.0m。以下说法正确的是_。（选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A波速为4 m/s B波长为6 mC波源起振方向沿y轴正方向 D2.0 s3.0 s内质点a沿y轴负方向运动E03.0 s内质点a通过的总路程为1.4 m【答案】ACE【解析】考点: 机械波。【名师点睛】波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图象“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向3.【黑龙江省牡丹江市第一中学2017届高三上学期开学摸底考试物理试题】（多选）图甲为一列横波在t=0时的波动图象，图乙为该波中x=2m处质点P的振动图象，下列说法正确的是 （ ）A若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的频率为0. 25HzB若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4m大很多C再过0.5s，P点的动能最大；D波沿x轴正方向传播；【答案】CD考点：考查了横波图像，振动图像【名师点睛】在根据波的传播方向判断质点振动方向或者根据质点振动方向判断波传播方向时，走坡法是一种重要的方法，即下坡路上，上坡路下，简谐横波在传播过程中波上的各个质点只在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，当两个质点相隔波长的整数倍时，则这两个点为同相点，即振动步调相同，如果两个质点相隔半波长的奇数倍时，两个点为反相点，即振动步调相反4.【广西南宁二中、柳州高中、玉林高中2017届高三8月联考理科综合】（5分）如图为一列简谐横波在t=0时的波形图，波源位于坐标原点，已知当t=0.5s时x=4cm处的质点第一次位于波谷，下列说法正确的是_（填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分。）A此波的波速为5cm/sB此波的频率为1.5HzC波源在t=0时运动速度沿y轴正方向D波源振动已经历0.6sEx=10cm的质点在t=1.5s时处于波峰【答案】ADE考点：机械波的传播【名师点睛】此题是机械波的传播问题，考查波长、波速及周期的关系，掌握由波的传播方向来确定质点的振动方向的方法：上下波法、同侧法等.5.【广西陆川县中学2017届高三8月月考理科综合物理试题】下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母，选对一个给2分，选对两个给4分，选对三个给5分，每选错一个扣3分，最低得分为0）在均匀弹性绳中有一振源S，它以5Hz的频率上下做简写运动，振幅为5cm，形成的波沿绳向左、右两边传播。从振源开始振动计时，t时刻的波形如图所示，质点P右边的绳还未振动，S左边的波形没有画出，则A该波的波速为60m/sB波源S开始振动的方向向下C图中的质点Q在t时刻处在波谷D在0至1.0s时间内质点P运动的路程为70cmE波源S在2.15s时的位移时5cm【答案】BDE考点：考查了横波图像，波长、波速以及周期的关系【名师点睛】本题要抓住对称性，S在振动过程中，波向两端同时传播，知道各质点开始振动的方向与波源开始振动方向相同6.【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2017届高三上学期入学摸底考试理科综合】一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t=0.6 s时刻，这列波刚好传到Q点，波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是_。（填入正确选项前的字母，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）A. 这列波的波速为16.7 msB这列波的周期为0.8 sC质点c在这段时间内通过的路程一定等于30 cmD从t=0时刻开始计时，质点a第一次到达平衡位置时，恰好是这个时刻E在t=0.5 s时，质点b、P的位移相同 【答案】BDE【解析】t=0时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t=0.6 s时刻，这列波刚好传到Q点，波速，故A错误。由波速可知，周期，故B正确；振动由P传到c需要的时间，质点c的振动时间，可知这段时间内质点c通过的路程为2个振幅，即，故C错误；t=0时刻质点a正在向上振动，需要到达正向最大位移处，再需第一次回到平衡位置，质点a第一次到达平衡位置时，故D正确；，质点b由正向最大位移处向下到达负向最大位移处，在向上到达位移为处，质点P由平衡位置向上经正向最大位移处，再向下运动经过平衡位置，到达位移为处，故E正确。考点：机械振动和机械波7.【河北省定州中学2017届高三（高补班）上学期周练（8.14）物理试题】一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（ ）A若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】D考点：简谐运动【名师点睛】此题是对简谐振动特点的考查；要知道加速度和恢复力具有正比同向的关系，而恢复力和位移具有正比反向的关系；而速度最大时加速度最小，此时物体的位移为零.8.【江西省赣中南五校2017届高三上学期开学摸底考试理科综合物理试题】如图所示是一列简谐波在t=0时的波形图象，波速为v=10m/s，此时波恰好传到I点，下列说法中正确的是A 此列波的周期为T=0.4sB 质点B、F在振动过程中位移总是相等C 质点I的起振方向沿y轴负方向D 当t=5.1s时，x=10m的质点处于平衡位置处【答案】ABC考点：机械波的传播9.【江西省赣中南五校2017届高三上学期开学摸底考试理科综合物理试题】（5分）关于电磁波，下列说法正确的是_。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直D利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失【答案】ABC【解析】电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，选项A正确；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B正确；电磁波是横波，在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直，选项C正确；利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波也能通过电缆、光缆传输，选项D错误；电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不消失，选项E错误；故选ABC.考点：电磁波的产生及传播2、 非选择题1.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三入学考试理科综合物理试题】已知双缝到光屏之间的距离L=500mm，双缝之间的距离d=0.50mm，单缝到双缝好自己的距离s=100mm，测量单色光的波长实验中，测得第1条亮条纹与第8条亮条纹的中心之间的距离为4.48mm，则相邻亮条纹之间的距离=_mm;入射光的波长=_m（结果保留两位有效数字）。【答案】0.64 【解析】8条亮条纹的中心之间有7个亮条纹，所以干涉条纹的宽度：根据公式：代入数据得：考点：考查了双缝干涉实验【名师点睛】解决本题关键是明确测量原理，记住条纹间距公式，注意8条亮条纹之间只有7个亮条纹间距2.【江西省赣中南五校2017届高三上学期开学摸底考试理科综合物理试题】（10分）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4cm，质点A处于波峰位置：t=13s时，质点O第一次回到平衡位置，t=1s时，质点A第一次回到平衡位置。求（i）简谐波的周期、波速和波长；（ii）质点O的位移随时间变化的关系式。【答案】（i）4s; 7.5m/s; 30cm （ii）考点：机械波的传播3.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三入学考试理科综合物理试题】一列机械横波某时刻的波形图如图所示，已知该波沿x轴正方向传播，质点P的横坐标x=0.32m，从图示时刻开始计时。（i）若质点P经0.4s第一次到达y轴正方向最大位移处，求该机械波的波速。（ii）若质点P经0.4s到达平衡位置，求该机械波的波速。【答案】（i）（ii）（ii）波沿x轴正方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则，由周期性，可知波传播的可能距离可能波速考点：考查了横波传播，【名师点睛】当x=0.32m的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移根据传播的距离，求出波速v；根据波形的平移，P点形成平衡位置波传播的最短距离为0.32m，根据波的周期性，列出波传播距离有通项，再求出波速的通项4.【河北省定州中学2017届高三（高补班）上学期周练（8.14）物理试题】如图所示是在竖直方向上振动并沿水平方向传播的简谐波，实线是t=0s时刻的波形图，虚线是t=02s时刻的波形图（1）若波沿x轴负方向传播，求它传播的速度（2）若波沿x轴正方向传播，求它的最大周期（3）若波速是25 m/s，求t=0s时刻P点的运动方向【答案】（1）（n=0，1，2，3，）（2）08 s （3）沿y轴负方向运动（3）波在02 s内传播的距离x=vt=5 m传播的波长数，可见，波形图平移了的距离由题图知波沿x轴正方向传播所以P点在t=0s时刻沿y轴负方向运动。考点：机械波的传播【名师点睛】此题是关于机械波的传播问题；关键是分析机械波在两个时刻的时间及传播的距离关系，并注意机械波传播中波形的重复性和多解性.5.【陕西省西安中学2016届高三第一次仿真考试理科综合试题】如图所示，均匀介质中两波源、分别位于x轴上、处，质点P位于x轴上处，时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动，振动周期均为，传播速度均为，波源、的振幅均为，则：经过多长时间，由波源发出的波到达P点？从至内质点P通过的路程多少？【答案】（1）；（2）考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系【名师点睛】该题考查波的传播与叠加，波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰。6.【河北定州中学2016-2017学年第一学期高四物理周练试题（一）】一列沿着x轴负方向传播的简谐横波，在t1=005s时的波形如图所示，其中M、P两质点的平衡位置坐标分别为xM=10m、xP=12m。已知该波中任何一个质点经过8cm的路程所用的时间均为05s，求：（1）质点M的振动周期和简谐运动方程；（2）质点P回到平衡位置的时刻。【答案】（1），（2）【解析】（i）由波形图可知，振幅A=0.8cm，波长质点经过8cm的路程为10个振幅，需要的时间为T，即T=0.5s所以周期，由波形图可知，质点M在t1=005s时刻经过平衡位置且向下振动，则它的振动方程为（ii）波传播的波速从t1=0.05s时刻开始，质点P第一次回到平衡位置时，波向x轴负方向传播的距离为所用的时间为所以质点P回到平衡位置的时刻为考点：机械波的传播【名师点睛】此题是对机械波传播问题的考查；关键是搞清机械波的传播过程中质点的振动的特点，并注意质点振动的重复性和对称性；熟练掌握波长、周期及波速的关系7.【安徽省六安市第一中学2017届高三上学期第一次月考】如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t=0.06s时刻的波形图，已知在t=0时刻，x=1.5m处的质点向y轴正方向运动。判断该波的传播方向若，求该波的速度大小。【答案】x轴正方向考点：考查了横波的图象；波长、频率和波速的关系【名师点睛】本题是多解问题，关键是会通过波形微平移确定各个质点的振动方向和波动方向；然后由图象得到周期的通项，最后求解传播速度