高考物理试题分类汇编机械振动机械波中学教育高考_中学教育-高考.pdf

学习好资料 欢迎下载 2010年高考物理试题分类汇编机械振动、机械波（全国卷 1）21一简谐振子沿 x 轴振动，平衡位置在坐标原点。0t 时刻振子的位移0.1mx ；4s3t 时刻0.1mx；4st 时刻0.1mx。该振子的振幅和周期可能为 A0.1 m，8s3 B0.1 m,8s C0.2 m，8s3 D0.2 m，8s【答案】A【解析】在 t=34s 和 t=4s 两时刻振子的位移相同，第一种情况是此时间差是周期的整数倍nT344，当 n=1 时38Ts。在34s 的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最大，所以振幅是 0.1m。A 正确。第二种情况是此时间差不是周期的整数倍则2)344()034(TnT，当 n=0 时8Ts，且由于2t是1t的二倍说明振幅是该位移的二倍为 0.2m。如图答案 D。【命题意图与考点定位】振动的周期性引起的位移周期性变化。（全国卷 2）15.一简谐横波以 4m/s 的波速沿 x 轴正方向传播。已知 t=0 时的波形如图所示，则 A波的周期为 1s Bx=0 处的质点在 t=0 时向 y 轴负向运动 Cx=0 处的质点在 t=14s 时速度为 0 Dx=0 处的质点在 t=14s 时速度值最大 答案：AB 解析：由波的图像可知半个波长是 2m，波长是 4m，周期是414Tsv ，A正确。波在沿x轴正方向传播，则x=0 的质点在沿y轴的负方向传播，B正确。x=0 的质点的位移是振幅的一半则要运动到平衡位置的时间是113412Ts，则14t 时刻 x=0 的质点越过了平衡位置速度不是最大，CD错误。【命题意图与考点定位】本题属于波的图像的识图和对质点振动的判断。（新课标卷）33.物理选修 3-4(2)(10分)波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的OA、t1 t2 学习好资料 欢迎下载 两点处，OA=2m，如图所示.两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4/m s.己知两波源振动的初始相位相同.求：（i）简谐波的波长；（ii）OA 间合振动振幅最小的点的位置。解析：（i）设波长为，频率为v，则v，代入已知数据，得1m。（ii）以 O 为坐标原点，设 P 为 OA 间的任意一点，其坐标为 x，则两波源到 P 点的波长差为(2)lxx ，02x。期中x、l以 m 为单位。合振动振幅最小的点的位置满足1()2lk，k 为整数 解得：x=0.25m，0.75m，1.25m，1.75m。（北京卷）17一列横波沿x轴正向传播，为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图 1 所示，此后，若经过 34 周期开始计时，则图 2 描述的是 处质点的振动图像 处质点的振动图像 处质点的振动图像 处质点的振动图像 答案：B【解析】由波的图像经过34周期，a 到达波谷，b 达到平衡位置向下运动，c 达到波峰，d达到平衡位置向上运动，这是四质点在 0 时刻的状态，只有 b 的符合振动图像，答案 B。（上海物理）2.利用发波水槽得到的水面波形如 a,b 所示，则 （A）图 a、b 均显示了波的干涉现象（B）图 a、b 均显示了波的衍射现象 刻振子的位移时刻时刻该振子的振幅和周期可能为答案解析在和两时刻振子的位移相同第一种情况是此时间差是周期的整数倍当时在大所以振幅是正确的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最第二种情况是此时间差不是周期移周期性变化全国卷一简谐横波以的波速沿轴正方向传播已知时的波形如图所示则波的周期为处的质点在时向轴负向运动处的质点在处的质点在答案时速度为时速度值最大解析由波的图像可知半个波长是波长是周期是正确波在沿轴质点越了平衡位置速度不是最大错误命题意图与考点定位本题属于波的图像的识图和对质点振动的判断新课标卷物理选修振动方向相同频率均为分别置于均匀介质中轴上的分波源和学习好资料欢迎下载两点处如图所示两波源产生的学习好资料 欢迎下载（C）图 a 显示了波的干涉现象，图 b 显示了波的衍射现象（D）图 a 显示了波的衍射现象，图 b 显示了波的干涉现象 答案：D 解析：本题考查波的干涉和衍射。难度：易。（上海物理）3.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为（A）声波是纵波，光波是横波 （B）声波振幅大，光波振幅小（C）声波波长较长，光波波长很短 （D）声波波速较小，光波波速很大 答案：C 解析：本题考查波的衍射条件：障碍物与波长相差不多。难度：易。（上海物理）16.如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示时的波形，能正确反映37.5ts时波形的是图 答案：D 解析：因为 t2T，可确定波在 0.5s 的时间沿 x 轴正方向传播14，即10.54Ts，所以 T=2s，337.534tsT，波峰沿 x 轴正方向传播34，从14处到处，选 D。本题考查波的传播及波长、周期等。难度：中等。（上海物理）20.如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m s，刻振子的位移时刻时刻该振子的振幅和周期可能为答案解析在和两时刻振子的位移相同第一种情况是此时间差是周期的整数倍当时在大所以振幅是正确的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最第二种情况是此时间差不是周期移周期性变化全国卷一简谐横波以的波速沿轴正方向传播已知时的波形如图所示则波的周期为处的质点在时向轴负向运动处的质点在处的质点在答案时速度为时速度值最大解析由波的图像可知半个波长是波长是周期是正确波在沿轴质点越了平衡位置速度不是最大错误命题意图与考点定位本题属于波的图像的识图和对质点振动的判断新课标卷物理选修振动方向相同频率均为分别置于均匀介质中轴上的分波源和学习好资料欢迎下载两点处如图所示两波源产生的学习好资料 欢迎下载 在波的传播方向上两质点,a b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置，则 （A）此波的周期可能为0.6s（B）此波的周期可能为1.2s（C）从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置（D）从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置 解析：如上图，110.4412，1.2。根据vT，1.20.62Tsv，A正确，从此时刻起经过 0.5s，即56T，波沿 x 轴正方向传播56=1.0m，波峰到 x=1.2m 处，b 不在波峰，C错误。如下图，1110.42412，0.6m，根据vT，0.60.32Tsv，B错误；从此时可起经过 0.5s，即53T，波沿 x 轴正方向传播53=1.0m，波峰到 x=1.0m 处，x=0.4 的b 在波峰，D正确。刻振子的位移时刻时刻该振子的振幅和周期可能为答案解析在和两时刻振子的位移相同第一种情况是此时间差是周期的整数倍当时在大所以振幅是正确的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最第二种情况是此时间差不是周期移周期性变化全国卷一简谐横波以的波速沿轴正方向传播已知时的波形如图所示则波的周期为处的质点在时向轴负向运动处的质点在处的质点在答案时速度为时速度值最大解析由波的图像可知半个波长是波长是周期是正确波在沿轴质点越了平衡位置速度不是最大错误命题意图与考点定位本题属于波的图像的识图和对质点振动的判断新课标卷物理选修振动方向相同频率均为分别置于均匀介质中轴上的分波源和学习好资料欢迎下载两点处如图所示两波源产生的学习好资料 欢迎下载 本题考查波的传播，出现非T41和非41得整数倍的情况，有新意。难度：难。（天津卷）4.一列简谐横波沿 x 轴正向传播，传到 M 点时波形如图所示，再经 0.6s，N点开始振动，则该波的振幅 A 和频率 f 为 AA=1m f=5Hz BA=0.5m f=5Hz CA=1m f=2.5 Hz DA=0.5m f=2.5 Hz 答案：D（重庆卷）14.一列简谐波在两时刻的波形如题 14 图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的 A 周期 B波速 C 波长 D频率【答案】C【解析】只能确定波长，正确答案 C。题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道时间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频率。（福建卷）15、一列简谐横波在 t=0 时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02s 时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期 T大于 0.02s，则该波的传播速度可能是 刻振子的位移时刻时刻该振子的振幅和周期可能为答案解析在和两时刻振子的位移相同第一种情况是此时间差是周期的整数倍当时在大所以振幅是正确的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最第二种情况是此时间差不是周期移周期性变化全国卷一简谐横波以的波速沿轴正方向传播已知时的波形如图所示则波的周期为处的质点在时向轴负向运动处的质点在处的质点在答案时速度为时速度值最大解析由波的图像可知半个波长是波长是周期是正确波在沿轴质点越了平衡位置速度不是最大错误命题意图与考点定位本题属于波的图像的识图和对质点振动的判断新课标卷物理选修振动方向相同频率均为分别置于均匀介质中轴上的分波源和学习好资料欢迎下载两点处如图所示两波源产生的学习好资料 欢迎下载 A.2m/s B.3m/s C.4m/s D.5m/s 【答案】B【解析】这类问题通常有两种解法：解法一：质点振动法（1）设波向右传播，则在 0 时刻 x=4m 处的质点往上振动，设经历t时间时质点运动到波峰的位置，则1()4tn T，即40.084141tTnn 当 n=0 时，T=0.08s0.02s，符合要求，此时0.081/0.08vm sT 当 n=1 时，T=0.016s0.02s，不符合要求。（2）设波向左传播，则在 0 时刻 x=4m 处的质点往下振动，设经历t时间时质点运动到波峰的位置，则3()4tn T，即40.084343tTnn 当 n=0 时，T=0.083s0.02s，符合要求，此时0.083/0.083vm sT 当 n=1 时，T=0.087s0.02s，不符合要求。综上所述，只有 B选项正确。解法一：波的平移法 （1）设波向右传播，只有当波传播的距离为0.020.08xn 时，实线才会和虚线重合，即 0 时刻的波形才会演变成 0.02s 时的波形，0.02ts 所以0.020.08140.02xnvnt 0.0841Tvn 当 n=0 时，T=0.08s0.02s，符合要求，此时141/vnm s 当 n=1 时，T=0.016s0.02s，不符合要求。（2）设波向左传播，只有当波传播的距离为0.060.08xn 时，实线才会和虚线重合，即0 时刻的波形才会演变成 0.02s 时的波形，0.02ts 所以0.060.08340.02xnvnt 0.0843Tvn 当 n=0 时，T=0.083s0.02s，符合要求，此时343/vnm s 刻振子的位移时刻时刻该振子的振幅和周期可能为答案解析在和两时刻振子的位移相同第一种情况是此时间差是周期的整数倍当时在大所以振幅是正确的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最第二种情况是此时间差不是周期移周期性变化全国卷一简谐横波以的波速沿轴正方向传播已知时的波形如图所示则波的周期为处的质点在时向轴负向运动处的质点在处的质点在答案时速度为时速度值最大解析由波的图像可知半个波长是波长是周期是正确波在沿轴质点越了平衡位置速度不是最大错误命题意图与考点定位本题属于波的图像的识图和对质点振动的判断新课标卷物理选修振动方向相同频率均为分别置于均匀介质中轴上的分波源和学习好资料欢迎下载两点处如图所示两波源产生的学习好资料 欢迎下载 当 n=1 时，T=0.087s0.02s，不符合要求。综上所述，只有 B选项正确。【命题特点】本题考查机械波传播过程中的双向性。【启示】波的双向性、每一个质点的起振方向、质点的运动特征（不随波逐流）、波长与波速间的联系、机械波与电磁波的比较是主要考查对象，在复习中应重点把握。（山东卷）37 物理物理 3-4（4 分）（1）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率快为 10105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。从该时刻开始计时，画出 x=7 510-3m处质点做简谐运动的振动图象（至少一个周期）。现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为 4s，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）。37.(1)【解析】如下图。从图读出m31015，求出smfv/1500，mvts30002。（浙江卷）18.在 O 点有一波源，t0 时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波。t1=4s时，距离 O 点为 3m 的 A 点第一次达到波峰；t2=7s 时，距离 O 点为 4m 的 B 点第一次达到波谷。则以下说法正确的是 A.该横波的波长为 2m B.该横波的周期为 4s C.该横波的波速为 1m/s D.距离 O 点为 1m 的质点第一次开始向上振动的时刻为 6s 末 答案：BC（四川卷）16.一列间谐横波沿直线由 A 向 B 传播，A、相距 0.45m，右图是 A 处质点的震动图像。当 A 处质点运动到波峰位置时，B 处质点刚好到达平衡位置且向 y 轴正方向运刻振子的位移时刻时刻该振子的振幅和周期可能为答案解析在和两时刻振子的位移相同第一种情况是此时间差是周期的整数倍当时在大所以振幅是正确的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最第二种情况是此时间差不是周期移周期性变化全国卷一简谐横波以的波速沿轴正方向传播已知时的波形如图所示则波的周期为处的质点在时向轴负向运动处的质点在处的质点在答案时速度为时速度值最大解析由波的图像可知半个波长是波长是周期是正确波在沿轴质点越了平衡位置速度不是最大错误命题意图与考点定位本题属于波的图像的识图和对质点振动的判断新课标卷物理选修振动方向相同频率均为分别置于均匀介质中轴上的分波源和学习好资料欢迎下载两点处如图所示两波源产生的学习好资料 欢迎下载 动，这列波的波速可能是 A4.5/s B.3.0m/s C.1.5m/s D.0.7m/s 答案：A 解析：在处理相距一定距离的两个质点关系时必须尝试作出两质点间在该时刻的最少波形，然后根据间距和波长关系求波长（注意波的周期性）。波是由 A向 B船舶的，而且在 A到达波峰的时刻，处于 B平衡位置向上运动，则最少波形关系如图，所以有12ln，441ln，44 0.454.5(41)0.4(41)41lvTTnnn，当 n=0 时，v=4.5m/s，当 n=1 时 v=0.9m/s，当n=2 时 v=0.5m/s 等，正确答案为 A。（安徽卷）15.一列沿 X 轴方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。P 为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是 A.v变小，a变大 B.v变小，a变小 C.v变大，a变大 D.v变大，a变小 答案：D 解析：由题图可得，波沿 x 轴方向传播，P 质点在该时刻的运动方向沿 y 轴正方向，向平衡位置靠近，做加速度减小的加速运动，v 变大，a 变大，选项 C正确。刻振子的位移时刻时刻该振子的振幅和周期可能为答案解析在和两时刻振子的位移相同第一种情况是此时间差是周期的整数倍当时在大所以振幅是正确的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最第二种情况是此时间差不是周期移周期性变化全国卷一简谐横波以的波速沿轴正方向传播已知时的波形如图所示则波的周期为处的质点在时向轴负向运动处的质点在处的质点在答案时速度为时速度值最大解析由波的图像可知半个波长是波长是周期是正确波在沿轴质点越了平衡位置速度不是最大错误命题意图与考点定位本题属于波的图像的识图和对质点振动的判断新课标卷物理选修振动方向相同频率均为分别置于均匀介质中轴上的分波源和学习好资料欢迎下载两点处如图所示两波源产生的