全國高中物理機(jī)械波試題及詳細(xì)解析

1、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波1.如圖所示為一列沿x 軸正方向傳播的簡諧橫波在t 時(shí)刻的波形圖。已知該波的周期為T， a、 b、 c、d為沿波傳播方向上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則下列說法中正確的是（）Tt2 時(shí)，質(zhì)點(diǎn) c 的速度達(dá)到最大值A(chǔ)在B在 t2T 時(shí)，質(zhì)點(diǎn) d 的加速度達(dá)到最大值C從 t 時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)a 比質(zhì)點(diǎn) b 先回到平衡位置D從 t 時(shí)刻起，在一個(gè)周期內(nèi)， a、 b、 c、 d 四個(gè)質(zhì)點(diǎn)所通過的路程均為一個(gè)波長【解析】波沿 x 軸正方向傳播，所以質(zhì)點(diǎn)b 比質(zhì)點(diǎn) a 先回到平衡位置，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；一個(gè)周期的時(shí)間里，各質(zhì)點(diǎn)的路程 4 倍的振幅，而不是一個(gè)波長，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤?！敬鸢浮?B 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。

2、1圖甲為一列簡諧橫波在t=0.10s 時(shí)刻的波形圖， P 是平衡位置為x=1 m 處的質(zhì)點(diǎn)， Q 是平衡位置為 x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q 的振動(dòng)圖象，則聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。A t=0.15s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn) Q 的加速度達(dá)到正向最大Bt=0.15s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn) P 的運(yùn)動(dòng)方向沿y 軸正方向C從 t=0.10s 到 t=0.25s，該波沿 x 軸正方向傳播了 6 mD從 t =0.10s 到 t=0.25s，質(zhì)點(diǎn) P通過的路程為30 cmy/ cmy/ cm10P10Q02 468 x/ m0510 15 20t/ 10-2s-10-10甲乙【解析】由乙圖中Q 點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知t=0.15s

3、時(shí) Q 點(diǎn)在負(fù)的最大位移處，故具有正向最大加速度，故A- 1 -正確；甲圖描述的是t=0.10s 時(shí)的波動(dòng)圖象，而根據(jù)乙圖可知t=0.10s 到 t=0.25s 內(nèi) Q 點(diǎn)將向下振動(dòng)，這說明在甲圖中此時(shí)Q 點(diǎn)將向下振動(dòng)，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波傳播方向的關(guān)系可知，波向左傳播，判定出經(jīng)過四分之一周期即t=0.15s 時(shí)質(zhì)點(diǎn) P 運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閅 軸負(fù)方向，故B 錯(cuò)誤；根據(jù)甲乙兩圖可知波長和周期，則波速： v=40m/s ，故從 t=0.10s 到 t=0.25s，波沿 x 負(fù)方向傳播了6m，而并非沿x 軸正方向傳播，故C錯(cuò)T誤；質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為4 個(gè)振幅長度，結(jié)合0.10s時(shí) P點(diǎn)的位置可知

4、在t=0.10s到 t=0.25s的四分之三周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程小于三個(gè)振幅即小于30cm，故 D 錯(cuò)誤故選A 殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。2. （ 2013·北京海淀二模， 18 題） 根彈性繩沿 x 軸放置，左端位于坐標(biāo)原點(diǎn)，用手握住繩的左端，當(dāng)t= 0時(shí)使其開始沿y 軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，在t=0.25s時(shí)，繩上形成如圖4 所示的波形。關(guān)于此波, 下列說法中正確的是 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。A. 此列波為橫波,0點(diǎn)開始時(shí)向上運(yùn)動(dòng)B. 此列波的波長為2m, 波速為 8m/ SC. 在 t = 1.25s后,A 、 B 兩點(diǎn)的振動(dòng)情況總相同D. 當(dāng) t=10s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B 正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)

5、【答案】 D【解析】由題意可知該簡諧波沿x 軸向右傳播，質(zhì)點(diǎn)沿y 軸方向上下振動(dòng)，故此列波為橫波，由圖可看出波長為2m，0 點(diǎn)開始時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，t=0.25s時(shí)，波剛傳播到x=1m 處，故波速為4m/s，選項(xiàng) A、B錯(cuò)誤。 t= 1.25s時(shí) , 波剛好傳播到x=5m（即 B 點(diǎn)）處， A、 B 兩點(diǎn)相距半波長的奇數(shù)倍，振動(dòng)情況總相反，C錯(cuò)誤。該簡諧波的周期為T=0.5s ， t= 1.25s時(shí) , 波剛好傳播到B 點(diǎn)， B點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，t=1.5s時(shí)，質(zhì)v點(diǎn) B 正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，故再過17 個(gè)周期，即當(dāng)t=10s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B 正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。3如圖所示，位于原

6、點(diǎn)O處的波源在t =0 時(shí)刻，從平衡位置（在x 軸上）開始沿y 軸正方向做周期為T的簡諧運(yùn)動(dòng)，該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x 軸正方向傳播，波速為v，關(guān)于在 x3 vT 處的質(zhì)點(diǎn) P，下列說2法正確的是 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。yOxPA質(zhì)點(diǎn) P 開始振動(dòng)的方向沿y 軸正方向B質(zhì)點(diǎn) P 振動(dòng)周期為T ，振動(dòng)速度的最大值為vC若某時(shí)刻波源在波谷，則質(zhì)點(diǎn)P 也一定在波谷- 2 -D若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P 在波峰，則波源在也一定在波峰【答案】 A【解析】質(zhì)點(diǎn)P 在波源的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，開始振動(dòng)的方向與波源開始振動(dòng)方向相同，即沿 y 軸正方向， 其振動(dòng)周期等于波源振動(dòng)的周期，則質(zhì)點(diǎn) P 的振動(dòng)周期為T，P 點(diǎn)

7、的振動(dòng)速度與波速不同，其最大速度無法確定，故A 正確 B 錯(cuò)誤波長為 =vT， x3 vT = 3 ，則 P 點(diǎn)與波源振動(dòng)情況總是相22反，若某時(shí)刻波源在波谷，則質(zhì)點(diǎn)P 一定在波峰，若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P 在波峰，則波源一定在波谷，CD錯(cuò)誤。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。4如圖所示是一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，若此時(shí)質(zhì)元P 正處于加速運(yùn)動(dòng)過程中，則此時(shí)A質(zhì)元 Q 和質(zhì)元 M 均處于加速運(yùn)動(dòng)過程中B質(zhì)元 Q 和質(zhì)元 N 均處于加速運(yùn)動(dòng)過程中C質(zhì)元 Q 處于加速運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)元M 處于減速運(yùn)動(dòng)過程中D質(zhì)元 Q 處于減速運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)元N 處于加速運(yùn)動(dòng)過程中本題應(yīng)選 D。5.沿 x 軸正方向傳播的一列簡諧橫波在t

8、 = 0 時(shí)刻的波形曲線如圖所示，其波速為 10m s，該時(shí)刻波恰好傳播到 x = 6m 的位置。介質(zhì)中有a、 b 兩質(zhì)點(diǎn)，下列說法中正確的是煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。A t 0時(shí)刻， b 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向上y/ cmB t 0時(shí)刻， b 質(zhì)點(diǎn)的速度大于 a 質(zhì)點(diǎn)的速度x/ mC t 0時(shí)刻， b 質(zhì)點(diǎn)的加速度大于a 質(zhì)點(diǎn)的加速度D t 0.2s 時(shí)刻， x9m處的質(zhì)點(diǎn)位于波谷【答案】 B【解析】由于波沿x 軸正向傳播，故 t0 時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn) b 向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤。由于此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a 的位移達(dá)到最大值，故此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a 的速度為 0，加速度最大，選項(xiàng)B 正確 C 錯(cuò)誤。由于波速為 10m s，所以

9、t 0.2s時(shí)刻 x=8m 的質(zhì)點(diǎn)剛要起振，波還未傳到x 9m 處的質(zhì)點(diǎn)，故選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。6.如圖甲所示，一列沿 x軸正方向傳播的簡諧橫波，O點(diǎn)為振源， P點(diǎn)到 O點(diǎn)的距離 L=8.0m。 t =0時(shí)刻 O點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。下列判斷正確的是籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。甲乙A該波的波速為2m/s， t=2s 時(shí)刻振源 O 的振動(dòng)方向沿y 軸正方向B該波的波速為4m/s ， t=2s 時(shí)刻振源 O 的振動(dòng)方向沿y 軸正方向C該波的波速為2m/s ，t =2s 時(shí)刻振源 O 的振動(dòng)方向沿y 軸負(fù)方向D該波的波速為4m/s， t=2s 時(shí)刻振源 O 的振

10、動(dòng)方向沿y 軸負(fù)方向【答案】 A【解析】由圖乙可知由O 傳波到 P 需要 4s，故波速等于2m/s；由圖乙可知質(zhì)點(diǎn)P 的起振方向沿y 軸正方向，且周期為 2s，故振源O 的起振方向也沿 y 軸正方向， t=2s 時(shí)刻，振源 O 剛好振動(dòng)一個(gè)周期，振動(dòng)方向跟起振方向一致，本題應(yīng)選A.預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。7.如圖所示為一列沿x 軸正方向傳播的簡諧橫波，實(shí)線為 t 0 時(shí)刻的波形圖， 虛線為 t 0.6 s 時(shí)的波形圖，- 3 -波的周期T>0.6 s，則 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。A 波的周期為0.8 sB 在 t 0.9 s 時(shí)， P 點(diǎn)沿 y 軸正方向運(yùn)動(dòng)C經(jīng)過 0.6 s，P 點(diǎn)經(jīng)過的路

11、程為0.2 mD 在 t 0.5 s 時(shí)， Q 點(diǎn)到達(dá)波峰位置【答案】C【解析】由已知條件可知T=0.6 s，故波的周期為 2.4s， A 錯(cuò)誤； t 0 s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn) P 向上振動(dòng)，4故 t 0.9 s 時(shí)，P 點(diǎn)沿 y 軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)， B 錯(cuò)誤；經(jīng)過 0.6 s，P 點(diǎn)經(jīng)過的路程為一個(gè)振幅，即 0.2 m，C 正確；t 0 s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn) Q 向上振動(dòng)，故在t 0.5 s 時(shí)， Q 點(diǎn)不能到達(dá)波峰位置，D 錯(cuò)誤。 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。8.如圖所示為一列沿著x 軸正方向傳播的橫波在t=0 時(shí)刻的波形圖。已知這列波的周期T=2.0s。則y/m0.200.51 x/0.2vbA這列波的波速v=2

12、.0m/sB在 t=0 時(shí)， x=0.5m 處的質(zhì)點(diǎn)速度為零C經(jīng)過 2.0s，這列波沿 x 軸正方向傳播 0.8mD在 t =0.4s 時(shí)， x=0.5m 處的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閥 軸正方向【答案】 D【解析】由圖像可知波長=1m，由 v可知這列波的波速 v=0.5m/s ，A 錯(cuò)誤；在 t=0 時(shí)，x=0.5mT處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，速度最大，B 錯(cuò)誤；經(jīng)過2.0s，這列波沿 x 軸正方向傳播 1.0m ，C 錯(cuò)誤；由于波沿 x軸正方向傳播，經(jīng)過t=0.4s< 1 T ，x=0.5m 處的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閥 軸正方向， D 正確。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。49.一彈簧振子的位移y 隨時(shí)間 t

13、 變化的關(guān)系式為y 0.1sin 2.5t ，位移 y 的單位為 m，時(shí)間 t 的單位為 s。A. 彈簧振子的振幅為0.2mB. 彈簧振子的周期為1.25sC. 在 t = 0.2s 時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)速度為零D. 在任意 0.2s 時(shí)間內(nèi)，振子的位移均為 0.1m【答案】 C【解析】將關(guān)系式 y0.1sin 2.5t 與簡諧波的表達(dá)式y(tǒng) A sin t 對(duì)比可得，振幅 A=0.1m，周期220.8s，選項(xiàng) AB 錯(cuò)誤。在t = 0.2s= 1時(shí)，振子的位移達(dá)到最大，此時(shí)運(yùn)動(dòng)速度為T2.5T4零，選項(xiàng) C 正確。陣子在平衡位置附近上下振動(dòng)，若起振點(diǎn)在平衡位置或最大位移處，則0.2s 時(shí)間內(nèi)，振子的

14、位移均為0.1m，若起振點(diǎn)不是上述位置，則D 項(xiàng)錯(cuò)誤。 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。10右圖是沿 x 軸正向傳播的簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，波速為2.0m/s ，下列說法正確的是A該波的振動(dòng)周期為 4.0sB此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) P 的振動(dòng)方向沿 y 軸正方向C經(jīng)過 t=3.0s，質(zhì)點(diǎn) P 將沿 x 軸正向移動(dòng) 6.0m- 4 -D經(jīng)過 t=4.0s，質(zhì)點(diǎn)Q 通過的路程是 0.40m【答案】 D【解析】周期T=4 =2.0s，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；“峰前升，峰后降”，質(zhì)點(diǎn)P 此時(shí)在峰后，v2.0故沿 y 軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn) P 只在其平衡位置附近上下振動(dòng)，不隨波逐流，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；經(jīng)過 t=4.0s=

15、2T，質(zhì)點(diǎn) Q 通過的路程是振幅的 8 倍，即 0.40m，選項(xiàng) D 正確。 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。11甲為一列簡諧橫波在 t=0 時(shí)刻的波形圖，Q 是平衡位置 x=4.0m 處的質(zhì)點(diǎn)， 圖乙是質(zhì)點(diǎn) Q 的振動(dòng)圖象，蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。A t=0.10s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn) Q 的速度達(dá)到正向最大B t=0.10s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn) Q 的運(yùn)動(dòng)方向沿 y 軸正方向C從 t=0.10s 到 t=0.25s，該波沿 x 軸正方向傳播了 6.0mD從 t=0.10s 到 t=0.15s，質(zhì)點(diǎn) Q 通過的路程為 30cmy/ cmy/ cm10100Q00.05 0.10 0.15 0.20 t/ s24 68 x/

16、 m-10-10甲乙圖 2【答案】 C【解析】 由題圖可知該簡諧橫波沿x 軸正向傳播， t=0.10s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn) Q 到達(dá)平衡位置，正向下運(yùn)動(dòng)，其速度達(dá)到負(fù)向最大，選項(xiàng)A、 B 錯(cuò)誤；該簡諧橫波的波速為8，從 t=0.10svm/s=40m/sT0.20到 t=0.25s，該波沿 x 軸正方向傳播了6.0m ，選項(xiàng) C 正確；從t=0.10s 到 t=0.15s，即 T ，質(zhì)點(diǎn) Q 通過的路4程為 10cm，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。 買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。12.如圖所示為一列沿x 軸正方向傳播的簡諧橫波在t 0 時(shí)刻的波形圖象 （圖中僅畫出012m 范圍內(nèi)的波形）。經(jīng)過 t 1.2 s 的時(shí)間，恰好第

17、三次重復(fù)出現(xiàn)圖示的波形。根據(jù)提供的信息，下列判斷中正確的綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。y/cmA波的傳播速度的大小為 30m/s10B波中質(zhì)點(diǎn) P 的振動(dòng)的周期為 0.3 sOPC可以畫出波中質(zhì)點(diǎn)P 的振動(dòng)圖像2 46810 12 x/mD該時(shí)間段內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P 經(jīng)過的路程為 24 m 10【答案】 C【解析】由波動(dòng)圖象讀出波長根據(jù)“經(jīng)過1.2s 該波形恰好第三次重復(fù)出現(xiàn)”，確定周期，由公式v=確定波速質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過3 個(gè)周期，通過的路程是12 個(gè)T振幅，由于波的傳播方向沿x 軸正向，所以可以畫出P 點(diǎn)的振動(dòng)圖象本題應(yīng)選C。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。13 . 下列沿著 X 軸 正方向傳播的橫波，在 t=0s 刻的波形

18、如圖甲所示，則圖乙表示圖甲中 E, F,G,H 四個(gè)質(zhì)點(diǎn)中哪一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。- 5 -A.E點(diǎn),B. F點(diǎn)C.G點(diǎn)D. H點(diǎn)B【解析】由于該橫波沿x 軸正方向傳播，根據(jù)“峰前升，峰后降”可知圖乙表示質(zhì)點(diǎn)F 的振動(dòng)圖象，14（ 2013·北京大興一模， 17 題） 一列沿 x 軸正向傳播的橫波在某時(shí)刻波的圖象如圖甲所示，A、 B、 C、D 為介質(zhì)中沿波的傳播方向上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，若從該時(shí)刻開始再經(jīng)過5s 作為計(jì)時(shí)零點(diǎn)， 則圖乙可以用來反映下列哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象 ()鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。A質(zhì)點(diǎn) B質(zhì)點(diǎn) BC質(zhì)點(diǎn) CD質(zhì)點(diǎn) DC【解析】由題圖乙可知該橫波周期為4s，經(jīng)

19、過 5s即 1.25個(gè)周期作為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，結(jié)合圖甲以及橫波沿 x 軸正向傳播 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。15如圖甲為 t=0 時(shí)刻沿 x 軸方向傳播的簡諧橫波，圖乙是橫波上 P 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線， 則該橫波 輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。y/my/m0.20.2OPx/cm1t /s- 0.2204002- 0.2甲乙A沿 x 軸正方向傳播，波速為0.2m/sB沿 x 軸正方向傳播，波速為20m/sC沿 x 軸負(fù)方向傳播，波速為0.2m/sD沿 x 軸負(fù)方向傳播，波速為20m/s【答案】 C【解析】由圖甲可知該橫波波長=40cm，由圖乙可知該橫波周期T=2s，故該橫波的波速又 P 質(zhì)點(diǎn)的起振方向

20、向上，故該橫波沿x 軸負(fù)方向傳播；故選C。 堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。v 0.2m/s，T16圖 5 是一列簡諧橫波在t =2s 時(shí)的波形圖， 圖 6 是這列波中P 點(diǎn)的振動(dòng)圖象， 則該波的傳播速度和傳播方向是 識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。A v = 25m/sB v = 25m/s ，向C v = 50m/sD v = 50m/s ，向，向 x 軸負(fù)方向傳播x 軸正方向傳播，向 x 軸負(fù)方向傳播x 軸正方向傳播凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。y/cy/c0.20.2PO12 3-6-4t / sO 5 10 15 20 x /-0.-0.圖 6【答案】C【解析】由圖6 知， 2s 時(shí)刻 P 點(diǎn)正經(jīng)過平衡位置向正

21、方向運(yùn)動(dòng)，則由波動(dòng)圖象可知波應(yīng)向x軸的負(fù)方向傳播；而波的周期為2s ，波長為100m ，則波速v= 100 m/s=50m/s ；故 C 正確 恥諤銪滅縈歡煬2鞏鶩錦。17. 如圖為一列沿x 軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實(shí)線為t 0時(shí)刻的波形圖，虛線為t 0.6 s 時(shí)的波形圖，波的周期 T0.6 s，則（）鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。A.波的周期為 0.8 sB.在 t 0.9 s 時(shí)， P點(diǎn)沿 y 軸正方向運(yùn)動(dòng)C.經(jīng)過 0.4 s，P 點(diǎn)經(jīng)過的路程為 0.4 mD.在 t 0.5s 時(shí)， Q 點(diǎn)到達(dá)波峰位置ACD【解析】 根據(jù)題意應(yīng)用平移法可知由實(shí)線得到虛線需要將圖象沿x 軸負(fù)方向平移 （ n+ 3），其中 n=0、41、2、 3、 4，故由實(shí)線傳播到虛線這種狀態(tài)需要（n+3 ） T，即（ n+ 3） T=0.6s，解得 T=2.4，其中444n3n=0、 1、 2、 3、4，當(dāng) n=0 時(shí)，解得T=0.8s，當(dāng) n=1 時(shí)，解得 T=0.34s，又 T 0.6s，故周期為0.