2019-2020年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题12机械振动与机械波含解析.doc

2019-2020年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题12机械振动与机械波含解析综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查的基本概念和基本规律。考纲要求(1)知道简谐运动的概念，理解简谐运动的表达式和图象；知道什么是单摆，知道在摆角较小的情况下单摆的运动是简谐运动，熟记单摆的周期公式；理解受迫振动和共振的概念，掌握产生共振的条件(2)知道机械波的特点和分类；掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象.3.理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件命题规律(1)考查的热点有简谐运动的特点及图象；题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合也有计算题的形式考查。(2)考查的热点有波的图象以及波长、波速、频率的关系题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合也有计算题的形式考查(1)简谐运动的特征动力学特征：Fkx.运动学特征：x、v、a均按正弦或余弦规律发生周期性变化(注意v、a的变化趋势相反)能量特征：系统的机械能守恒，振幅A不变简谐运动的运动学表达式：xAsin (t)，其中A代表振幅，2f表示简谐运动的快慢，(t)代表简谐运动的相位，叫做初相。（2）单摆视为简谐运动的条件：摆角小于5.周期公式：单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l和重力加速度g，与振幅和振子(小球)质量都没有关系（3）受迫振动与共振受迫振动：系统在驱动力作用下的振动做受迫振动的物体，它的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)无关共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象共振曲线如图所示。（4）机械波的形成条件：波源；介质（5） 机械波的特点机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同各质点开始振动(即起振)的方向均相同一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零（6） 波长、波速、频率及其关系波长：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，用表示波速：波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定；波速的计算公式：vT或。频率：由波源决定，等于波源的振动频率波长、波速和频率的关系：vf.特别提醒1.机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变（7） 波的干涉和衍射产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，且加强区和减弱区互相间隔对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长整数倍时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小（8） 多普勒效应波源不动：观察者向波源运动，接收频率增大；观察者背离波源运动，接收频率减小观察者不动：波源向观察者运动，接收频率增大；波源背离观察者运动，接收频率减小当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。第三部分技能+方法一、简谐运动的图象及运动规律振动图象的信息：由图象可以知道振幅、周期。可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向。特别提醒：回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t轴；速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，下一时刻位移如增加，振动质点的速度方向就是远离t轴，下一时刻位移如减小，振动质点的速度方向就是指向t轴。规律总结：(a)大小变化规律：位移、回复力、加速度三个物理量同步变化，与速度的变化步调相反(b)方向变化规律：各矢量在其值为零时改变方向，其中速度在最大位移处改变方向，位移、回复力、加速度在平衡位置改变方向二、简谐运动的“三性”简谐运动的对称性：做简谐运动的质点，在距平衡位置等距离的两点上时，具有大小相等的速度和加速度简谐运动的多解性：做简谐运动的质点，在运动上是一个变加速运动，质点运动相同的路程所需的时间不一定相同，它是一个周期性的运动若运动的时间与周期的关系存在整数倍的关系，则质点运动的路程就不会是唯一的简谐运动的周期性：位移和速度均大小相等、方向相反的两个时刻之间的时间为半个周期的奇数倍；位移和速度均相同的两个时刻间的时间为周期的整数倍.三、解答有关振动图象的题目时，要注意：将图象与题目中振子的运动情景结合起来从图象中找到一些有用的信息，如振幅、周期、各时刻的位移等将图象所表现的信息与振子运动的几个特点结合起来，如振子的对称性、周期性.四、自由振动、受迫振动和共振的关系比较振动项目自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力受驱动力作用受驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定，即固有周期T0或固有频率f0由驱动力的周期或频率决定，即TT驱或ff驱T驱T0或f驱f0振动能量振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(5)机械工作时底座发生的振动共振筛、声 音的共鸣等五、质点的振动方向与波的传播方向的互判方法上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”，如图所示带动法如图所示，在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P，若P在P上方，则P向上运动，若P在P下方，则P向下运动微平移法原理：波向前传播，波形也向前平移方法：作出经微小时间t后的波形，如图8虚线所示，就知道了各质点经过t时间到达的位置，也就知道了此刻质点的振动方向，可知图中P点振动方向向下六、振动图象与波动图象振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)某一质点在各时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判图象变化随时间推移，图象延续，但已有形状不变随时间推移，波形沿传播方向平移一完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长七、波的干涉、衍射、多普勒效应波的干涉中振动加强点和减弱点的判断某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差x.(a)当两波源振动步调一致时若xn(n0,1,2，)，则振动加强；若x(2n1) (n0,1,2，)，则振动减弱(b)当两波源振动步调相反时若x(2n1) (n0,1,2，)，则振动加强；若xn(n0,1,2，)，则振动减弱波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长八、波的多解问题的处理方法造成波动问题多解的主要因素有(a)周期性：时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确；空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确(b)双向性：传播方向双向性：波的传播方向不确定；振动方向双向性：质点振动方向不确定 解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系t或x，若此关系为时间，则tnTt(n0,1,2)；若此关系为距离，则xnx(n0,1,2)【例1】如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连，在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力）。 则下列说法正确的是 A物体A和B一起作简谐运动B作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比CB对A的静摩擦力对A做功，而A对 B的静摩擦力对B不做功D物体A和B组成的系统机械能守恒【答案】AB【解析】A和B-起在光滑水平面上做往复运动，对整体研究，整体在水平方向上只受弹簧的弹力，因为弹簧的弹力【思维提升】本题中两物体一起做简谐运动，都满足简谐运动的特征：，回复力做功可根据力与位移方向间的关系判断做什么功【例2】某同学利用单摆测量重力加速度为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_A组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m的单摆，实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆周期；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离，用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g=_【答案】BC；【思维提升】单摆做为简谐振动在生活中的常见模型，除了熟记规律（单摆的周期公式）了，最重要的是一定要亲自动手完成测定当地重力加速度的单摆实验，从实验原理、操作步骤、误差分析上做好深入分析和探讨，如为何实验时摆角不能过大，如何减小空气阻力对实验的影响等等。【例3】一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的圆柱体带动一个T型支架在竖直方向振动，T型架下面系着一个弹簧和小球组成的系统。圆盘以不同的周期匀速转动时，测得小球振动的振幅与圆盘转动频率如图所示。当圆盘的频率为0.4Hz时，小球振动的周期是s；当圆盘停止转动后，小球自由振动时，它的振动频率是Hz小圆柱T型支架f/HzOA/cm0.210.40.60.81.0【答案】2.5； 0.6【解析】因小球在圆盘带动下做受迫振动，故小球的周期等于圆盘的周期，当圆盘的频率为0.4Hz时，小球振动的周期是；从图像中可以看出，小球的固有频率是0.6 Hz，则当圆盘停止转动后，小球自由振动时，它的振动频率是0.6Hz。【例4】一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置某时刻的波形如图甲所示，若再经过四分之一周期开始计时，则图乙描述的可能是_Aa处质点的振动图象Bb处质点的振动图象Cc处质点的振动图象Dd处质点的振动图象【答案】AD【解析】因为横波向x轴正方向传播，根据走坡法可得，此时a点通过波峰向下振动，b点向上振动，c点向下振动，d点通过波谷向下振动，若经过四分之一周期，a点通过平衡位置向下振动，b点达到波峰，c点到达波谷，d点通过平衡位置向下振动，所以图乙可以描述ad两点处的质点的振动图象，故AD正确；【例5】一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v，周期为T，振幅为A。绳上两质点M、N的平衡位置相距四分之三波长，N位于M右方。设向上为正，在t=0时刻M位移为，且向上运动；经时间t（），M位移仍为，但向下运动，则A在t时刻，N恰好在波谷位置B在t时刻，N位移为负，速度向上C在t时刻，N位移为负，速度向下D在2t时刻，N位移为，速度向下【答案】C【思维提升】本题主要考查了波的传播，意在考查考生的理解能力。知道介质中相相距的两质点的振动区别，尤其是其有一个质点在特殊位置时，另一个质点的振动情况。【例6】图(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图图(b)为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x2 m的质点下列说法正确的是（）（选对一个给2分，选对两个给3分，选对三个给6分）A波速为0.5 m/sB波的传播方向向右C02 s时间内，P运动的路程为8 cmD02 s时间内，P向y轴正方向运动E当t7 s时，P恰好回到平衡位置【答案】ACE【思维提升】此题考查了波的图像及振动图像。熟练利用波形平移法判断质点的振动方向与传播方向、利用周期表示时间，求质点的路程、注意时间和空间周期性的对应。【例7】一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m.。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。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3分，选3个得4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分）。A波速为4m/sB波的频率为1.25HzCx坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷Dx的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰E当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷【答案】BDE【解析】任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则，解得从图像中可知，所以根据公式，故A错误；根据公式可得波的频率为1.25Hz，B正确；x坐标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x坐标为3m的质点经过t=0.2s即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时振动到平衡位置，C错误；x的坐标为22m的质点和x的坐标为2m的质点为同相点，x的坐标为2m的质点经过t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰，D正确；当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为17m的质点和x坐标为1m的质点为同相点，经过半个周期x坐标为1m的质点恰好位于波谷，E正确。【思维提升】根据走坡法和平移法判断波的传播方向常用的方法，一定要掌握，解本题时还需要知道同相点和反向点，即相隔波长的整数倍的点为同相点，振动步调一致，相隔半波长的奇数倍的点为反相点，即振动步调相反。【例8】题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。【答案】；P点沿y轴正向振动【思维提升】横波的波动与振动的方向垂直，判断方法有四种：同侧法、带动法（特殊点法）、微平移法、口诀法（上坡下、下坡上）。第四部分基础练+测1、（多选）【西藏日喀则地区第一高级中学xx届高三10月月考理科综合物理试题】如图所示，实线与虚线分布表示振幅（A）、频率（f）均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波谷相遇点，下列说法正确的是_A、P、N两质点始终处在平衡位置，B、该时刻质点O正处在平衡位置C、随着时间的推移，质点M将向O点处移动D、从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，此时位移为零E、OM连线中点时振动加强点，其振幅为2A【答案】ADE【名师点睛】做本题的关键是知道介质中同时存在几列波时，每列波能保持各自的传播规律而不互相干扰在波的重叠区域里各点的振动的物理量等于各列波在该点引起的物理量的矢量和，另外在波传播过程中波上的质点不会随波迁移，只在平衡位置附近上下振动2、【贵州省遵义市航天高级中学xx届高三上学期第三次模拟考试理科综合试题】一简谐横波沿x轴负向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻_。(选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）A质点A的速度向下B质点B的动能为零C从该时刻经过半个周期，质点C将移动到质点B的位置D从该时刻经过个周期，质点D的加速度达到最大EB、D两质点的振动情况总相反【答案】ADE【解析】根据走坡法可得质点A向下振动，A正确；该时刻质点B正通过平衡位置向下振动，故动能不为零，B错误；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，C错误；此时质点D正通过平衡位置向上振动，从该时刻经过个周期，D到达波峰，故加速度最大，D正确；BD相隔半个波长，所以属于反相点，即振动步调相反，E正确；【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3、【云南省玉溪市第一中学xx届高三上学期期中考试理科综合试题】关于机械振动与机械波说法正确的是_（填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A机械波的频率等于振源的振动频率B机械波的传播速度与振源的振动速度相等C质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离E机械波在介质中传播的速度由介质本身决定【答案】ADE【名师点睛】关键是知道：机械波形成要有两个条件：一是机械振动，二是传播振动的介质有机械振动才有可能有机械波，波的传播速度与质点振动速度没有直接关系横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定4、【广西省柳州铁路第一中学xx届高三上学期10月月考理综试题】一振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是_。（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振幅一定为AB周期一定为TC速度的最大值一定为vD开始振动的方向沿y轴向上E开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离【答案】ABD【解析】简谐波在传播过程中，波上各个质点的起振方向，振幅，周期都是相同的，故P点的振幅一定为A，周期为T，起振方向沿y轴正向，故ABD正确E错误；质点振动的最大速度即在平衡位置的速度与波传播的速度无关，C错误；【名师点睛】介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同，沿波的传播方向质点的振动越来越迟，后振动的质点重复先振动的质点的运动各点振动周期相同，若无能量损耗，则振幅相同。机械波的基本特点是：介质中各质点随着波源做受迫振动，起振方向都与波源相同，各质点的振动情况概括起来为：“前带后，后跟前5、（多选）【甘肃省天水市第一中学xx届高三上学期期中考试物理试题】如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连，在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力）。则下列说法正确的是A物体A和B一起作简谐运动B作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比CB对A的静摩擦力对A做功，而A对 B的静摩擦力对B不做功D物体A和B组成的系统机械能守恒【答案】AB【名师点睛】本题中两物体一起做简谐运动，都满足简谐运动的特征：，回复力做功可根据力与位移方向间的关系判断做什么功6、【xx甘肃省兰州一中高三12月月考】（6分）一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是_。（选填正确答案标号。选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）A图乙表示质点L的振动图像B该波的波速为0.5m/sCt=8s时质点M的位移为零D在4s内K质点所经过的路程为3.2mE质点L经过1s沿x轴正方向移动0.5m【答案】ABD【名师点睛】本题关键要能够区分振动图象和波动图象，由图象得到周期、波长、振幅以及振动情况7、【xx甘肃省会宁县一中高三第三次月考】（6分）图(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图图(b)为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x2 m的质点下列说法正确的是（）（选对一个给2分，选对两个给3分，选对三个给6分）A波速为0.5 m/sB波的传播方向向右C02 s时间内，P运动的路程为8 cmD02 s时间内，P向y轴正方向运动E当t7 s时，P恰好回到平衡位置【答案】ACE【解析】由图（a）可知该简谐横波波长为2m，由图（b）知周期为4s，则波速为，故A正确；根据图（b）的振动图象可知，在x=1.5m处的质点在t=2s时振动方向向下，所以该波向左传播，故B错误；由于t=2s时，质点P在波谷，且2s=0.5T，所以质点P的路程为2A=8cm，故C正确；由于该波向左传播，由图（a）可知t=2s时，质点P已经在波谷，所以可知02s时间内，P向y轴负方向运动，故D错误；当t=7s时，P恰好回平衡位置，故E正确故选ACE.【名师点睛】此题考查了波的图像及振动图像。熟练利用波形平移法判断质点的振动方向与传播方向、利用周期表示时间，求质点的路程、注意时间和空间周期性的对应。8、【xx银川一中高三第四次月考】一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过1.0s它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过0.2s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是。（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波沿x轴负方向传播，波速为5 m/sB波沿x轴正方向传播，波速为5 m/sC若某时刻质点M到达波谷处，则质点P一定到达波峰处D质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反E从图示位置开始计时，在2.0s时刻，质点P的位移为20 cm【答案】ACE【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9、【xx贵州省遵义航天高级中学高三第四次模拟】最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃”的时期地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在t（图中实线）与（t0.4） s（图中虚线）两个时刻x轴上33 km区间内的波形图如图所示，则下列说法正确的是（填正确答案标号。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A该地震波的波长为3 kmB质点振动的最大周期为0.8 sC该地震波最小波速为5 km/sD从t时刻开始计时，x2 km处的质点比x2.5 km处的质点先回到平衡位置E从t时刻开始计时，x2 km处的质点比x2.5 km处的质点后回到平衡位置【答案】BCD【名师点睛】考查波的传播周期性与重复性，掌握波速、频率与波长的关系，理解质点的振动方向与波的传播方向据波形图的周期性，重复性，可列出在0.4秒内的经过（n+）个周期，从而得出波速的通项式，并由波的传播方向来确定质点的振动方向10、（多选）【广西桂林市第十八中学xx届高三上学期第三次月考理综试题】处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s。已知t=0时,波刚传播到x=40m处,波形如图所示。在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是。A波源开始振动时方向沿y轴负方向B接收器在t=2s时才能接收此波C若波源向x轴正方向匀速运动,接收器收到波的频率大于10HzD从t=0开始经0.15s,x=40m的质点运动的路程为0.6mE当t=0.75s时，x=40m的质点恰好到达波谷的位置【答案】ACD【解析】波源开始振动时方向为各质点的起振方向(与t=0时x=40m处质点的振动方向相同),根据波的传播方向与质点振动方向间的关系，选项A正确；接收器开始接到此波需要的时间t=s=1.8s，选项B错误；根据多普勒效应，选项C正确；由波形图可知，该波的周期T=0.1s，所以t=0.15s=1.5 T，质点运动的路程为1.540.1m=0.6 m，选项D正确；t=0.75s=7.5 T，质点恰好回到平衡位置并向y轴正方向运动，选项E错误。11、【吉林省实验中学xx届高三上学期第一次模拟理科综合试题】一列简谐横波沿x轴正方向传播，t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.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时刻开始计时，质点a第一次到达平衡位置时，恰好是t+s这个时刻E当t+0.5 s时刻，质点b、P的位移相同【答案】BDE12、【北京师范大学附属实验中学xx第一学期高三年级物理期中试卷】一简谐横波在某一时刻的波形图如图所示，图中位于a、b两处的质元经过四分之一周期后分别运动到、处。某人据此做出如下判断：可知波的周期，可知波的传播速度，可知的波的传播方向，可知波的波长。其中正确的是A和 B和 C和 D和【答案】C【解析】因为质元b经过1/4周期后向下移动到b点，说明b点的运动方向是向下的，故可以判断出波的传播方向是水平向右的，与x思正方向一致，是可以判断出来的；另外波的波长也是能够判断出来的，所以也可以，但是波的周期判断不出来，故选项C正确。【名师点晴】波的传播方向可以通过波形与某质元的运动方向判断得出，波长可以由两个波峰之间的距离得出，而周期需要已知波的传播速度或者波的频率才能得出来，很明显，波速与波的频率均未知，所以波的周期得不出来。13、【北京师范大学附属实验中学xx第一学期高三年级物理期中试卷】关于多普勒效应，下列说法正确的是A产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B产生多普勒效应的原因是观察者的听力出现了问题C甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率D哈勃太空望远镜发现所接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），这说明该星系正在远离我们而去【答案】D【名师点晴】当波源频率不变时，波源固定时，观察者向波源移近，则观察者所得到的波的频率变大，当远离波源时，观察者所得到的波的频率变小；而当观察者固定，波源向观察者移近时，观察者所得到的波的频率变大，当波源远离观察者时，观察者所得到的波的频率变小。14、【北京市西城区xx届高三第一学期期末试卷物理试题】如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移x随时间t的变化图象如图乙所示。下列判断正确的是0图乙t/sx/cm0.40.81.21.612-12MON图甲0xA0.4s时振子的加速度为零 B0.8 s时振子的速度最大C0.4 s和1.2 s时振子的加速度相同 D0.8s和1.6 s时振子的速度相同【答案】B【名师点晴】振子运动到最大位移处时，它受到的合外力最大，加速度最大，而速度为0，当振子运动到平衡位移时，其受到的合力最小，加速度最小，而速度最大；但是振子在正的最大位移与负的最大位移处时的受到的合力的方向不相同，故加速度的方向不相同，所以加速度不相同。15、【北京市清华大学附属中学xx届高三4月综合能力测试（四）】一列简谐横波某时刻的波形图如图甲表示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像，则下列说法正确的是A若波沿x轴正向传播，则图乙表示P点的振动图像B若图乙表示Q点的振动图像，则波沿x轴正向传播C若波速是20m/s，则图乙的周期是0.02sD若图乙的频率是20Hz，则波速是10m/s【答案】B【解析】若波沿x轴正向传播，此时P点应通过平衡位置向下振动，从图乙中可知，P点是向上运动，A错误；若图乙表示Q点的振动图像，在0时刻Q点向上振动，则根据走坡法可得波沿x轴正向传播，B正确；从甲图中可得，根据公式可得图乙的周期是0.05s，C错误；若图乙的频率是20Hz，即根据公式可得，D错误；【名师点睛】由波的传播方向判断甲图上质点的振动方向根据振动图象t=0时刻质点的状态，在波动图象找出对应的质点，根据图象甲得出波长，再根据求解即可，在判断横波传播方向或者质点振动方向时，走坡法是一种常用的方法16、【石景山区xx届第一学期期末考试试卷】一简谐横波在x轴上传播，t=0时的波形如图甲所示。x=8m处质点P的振动图线如图乙所示。下列说法正确的是t/sy/cm100.2234乙x/my/cm200.2468P甲图6A这列波的波长为8m B这列波的频率为2HzC这列波的波速为4m/sD这列波向左传播【答案】D【名师点睛】在振动与波的图像中，波长是两个波峰间的距离，周期是振动图像中的一个周期的时间，频率与周期的关系是倒数的关系，波的传播方向可由P点的振动方向和波形图共同确定。17、（多选）【福建省晨曦、冷曦、正曦、岐滨四校xx高三上学期期中联考理综物理】如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法中正确的是：（）A.图示时刻质点b的加速度正在减小B.从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为20cm C.若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50HzD.若该波传播中遇到宽约4m的障碍物，能发生明显的衍射现象【答案】CD【解析】图示时刻质点b向下振动，则它的加速度正在增大，选项A错误；波的周期为，则从图示时刻开始，经过0.01s，质点a到达最低点，通过的路程为2A=40cm，选项B错误；机械波的频率为，故若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50Hz，选项C正确；因此波的波长为4m，则若该波传播中遇到宽约4m的障碍物，能发生明显的衍射现象，选项D正确；故选CD.18、（多选）【四川省资阳市xx届高三第一次诊断性考试理科综合物理试题】某横波在介质中沿x轴传播，图甲是t=ls时的波形图，图乙是介质中x=2m处质点的振动图象，则下列说法正确的是_A波沿x轴正向传播，波速为1m/sBt=2s时，x=2m处质点的振动方向为y轴负向Cx=lm处质点和x=2m处质点振动步调总相同D在1s的时间内，波动图象上任意质点通过的路程都是l0cmE在t=ls到t=2s的时间内，x=0.5m处的质点运动速度先增大后减小【答案】BDE19、【xx重庆市巴蜀中学高三上期中】（10分）平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与Q的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：P、Q间的距离从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。【答案】133cm 125cm【解析】由题意，O、P两点间的距离与波长之间满足波速v与波长的关系为【名师点睛】本题是对简谐波的周期性的考查，根据波速和距离、周期之间的关系来计算通过的时间，再根据振幅计算通过的路程的大小20、【xx衡水市二中高三上期中】（9分）在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4 m的A、B两点, 如图(甲)、(乙)分别是A、B两质点的振动图像，已知该波波长大于2 m ，求这列波可能的波速.【答案】若波由A向B传播，则波速为m/s；或者 m/s. 若波由B向A传播，则波速为40m/s，或者m/s. 【解析】由振动图像得质点振动周期T=0.4 s；若波由A向B传播，B点比A点晚振动的时间t=nT+T(n=0,1,2,3,)，所以A、B间的距离为s=n+(n=0,1,2,3,)，则波长为=,因为2 m,所以n=0,1,当n=0时，1=m，v1=m/s；当n=1时，2=，v2= m/s.若波由B向A传播，A点比B点晚振动的时间t=nT+T(n=0,1,2,3,),所以A、B间的距离为s=n+(n=0,1,2,3,),则波长为=；2 m，所以n=0,1，当n=0时，1=16m ，v1 =40m/s，当n=1时，2=，v2 = m/s. 21、【巴中市普通高中xx届高三“零诊”考试理科综合】一列简谐横波的波形如图所示，实线表示t1=0时刻的波形图，虚线表示t2=0.01s时刻的波形图。（1）若t2t1T/2，求：波的传播方向和周期T（2）若，波速可能为多大？【答案】波向右传播，1000m/s 1400m/s22、【河南省商丘市xx届高三第二次模拟考试理科综合】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3T0.06s4T，求该波的波速大小【答案】沿x轴正方向；75 m/s【解析】因在t0时刻，x1.5 m处的质点向y轴正方向运动，由波形图可以出，该波的传播方向沿x轴正方向若3Tt4T，则tT，T0.016 s 由公式v，代入解得v75 m/s.