高三物理一輪復(fù)習(xí)5年真題分類6年真題匯編7機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題7機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波1．[2016·海南卷［物理——選修3。44分］（1)（4分）下列說法正確的是________________。A．在同一地點(diǎn)，單擺做簡諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長成正比B．彈簧振子做簡諧振動(dòng)時(shí),振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變C．在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長不變時(shí),擺球質(zhì)量越大，單擺做簡諧振動(dòng)的周期越小D．系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率E。已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置及其振動(dòng)周期，就可知振子在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向答案：ABD解析：在同一地點(diǎn)，重力加速度g為定值，根據(jù)單擺周期公式可知，周期的平方與擺長成正比，故選項(xiàng)A正確；彈簧振子做簡諧振動(dòng)時(shí),只有動(dòng)能和勢(shì)能參與轉(zhuǎn)化，根據(jù)機(jī)械能守恒條件可知，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)單擺周期公式可知，單擺的周期與質(zhì)量無關(guān),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，故選項(xiàng)D正確；若彈簧振子初始時(shí)刻在波峰或波谷位置,知道周期后，可以確定任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向,若彈簧振子初始時(shí)刻不在波峰或波谷位置,則無法確定，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤。2。[2016·北京卷6分］如圖1。所示,彈簧振子在M、N之間做簡諧運(yùn)動(dòng)．以平衡位置O為原點(diǎn)，建立Ox軸．向右為x軸正方向．若振子位于N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),則其振動(dòng)圖像為（）圖1.圖1-答案：A解析:彈簧振子的初始位置N點(diǎn)位于x軸的正向位移處．選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D不正確．3.（2016年上海卷20題4分）甲、乙兩列橫波在同一介質(zhì)中分別從波源M、N兩點(diǎn)沿x軸相向傳播,波速為2m/s，振幅相同;某時(shí)刻的圖像如圖所示.則（A）甲乙兩波的起振方向相反(B）甲乙兩波的頻率之比為3:2（C）再經(jīng)過3s，平衡位置在x=7m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下（D）再經(jīng)過3s，兩波源間（不含波源）有5個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移為零答案：ABD解析:據(jù)題意,甲波向右傳播,起振方向向下，乙波向左傳播，起振方向向上，故選項(xiàng)A正確；據(jù)圖可知甲波波長為4m，甲波周期為：，頻率，乙波波長為6m，周期為：，頻率為:，故選項(xiàng)B正確；再經(jīng)過3s，甲波波谷到達(dá)x=7m處，乙波是平衡位置與波峰之間某一振動(dòng)到達(dá)x=7m處，所以該質(zhì)點(diǎn)應(yīng)該向上振動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；此時(shí)除了波源還有x=9m處、x=6-7m處、x=6m處、x=5-6m處、x=2—3m處質(zhì)點(diǎn)位移為零，故選項(xiàng)D正確。4．［2016·全國卷Ⅰ]［物理——選修3。4］某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近．該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為15s．下列說法正確的是________．A．水面波是一種機(jī)械波B．該水面波的頻率為6HzC．該水面波的波長為3mD．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會(huì)傳遞出去E．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移答案：（1）ACE解析:水面波是一種機(jī)械波，故A正確；該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身上的時(shí)間間隔為15s，所以周期T＝eq\f（t，n）＝eq\f（15,9)s＝eq\f(5,3）s，該水面波的頻率f＝0。6Hz，故B錯(cuò)誤；該水面波的波長λ＝vT＝3m，故C正確;水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，只能說是因?yàn)椴▊鞑r(shí)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，不能說是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會(huì)傳遞出去，波的傳播過程也是能量傳遞的過程，故D錯(cuò)誤,E正確．5.［2016·全國卷Ⅱ][物理——選修3。4]一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播,波長不小于10cm.O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x＝0和x＝5cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)．t＝0時(shí)開始觀測(cè),此時(shí)質(zhì)點(diǎn)O的位移為y＝4cm，質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置；t＝eq\f(1，3）s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置，t＝1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置．求：（i)簡諧波的周期、波速和波長；（ii）質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式．答案：（i）4s7。5cm/s30cm解析:（i）設(shè)振動(dòng)周期為T。由于質(zhì)點(diǎn)A在0到1s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置，經(jīng)歷的是eq\f（1，4）個(gè)周期，由此可知T＝4s①由于質(zhì)點(diǎn)O與A的距離5cm小于半個(gè)波長，且波沿x軸正向傳播，O在t＝eq\f(1，3）s時(shí)回到平衡位置，而A在t＝1s時(shí)回到平衡位置,時(shí)間相差eq\f(2,3)s．兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的距離除以傳播時(shí)間，可得波的速度v＝7.5cm/s②利用波長、波速和周期的關(guān)系得，簡諧波的波長λ＝30cm③（ii）設(shè)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為y＝Acoseq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f(2πt,T）＋φ0）)④將①式及題給條件代入上式得eq\b\lc\{（\a\vs4\al\co1(4＝Acosφ0，0＝Acos\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f（π,6)＋φ0））））⑤解得φ0＝eq\f(π,3），A＝8cm⑥質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為y＝0.08coseq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f（πt，2)＋\f(π，3）））（國際單位制）或y＝0.08sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f（πt，2）＋\f(5π,6））)（國際單位制)．6。［2016·全國卷Ⅲ][物理—-選修3-4］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(dòng)的頻率為20Hz，波速為16m/s.已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)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。8m、14。6m．P、Q開始振動(dòng)后，下列判斷正確的是________．A．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同B．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反C．當(dāng)S恰好通過平衡位置時(shí),P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置D．當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰E．當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q在波峰答案：BDE解析：波長λ＝vT＝eq\f(v，f）＝0。8m，SQ＝14.6m＝18eq\f(1,4)λ，當(dāng)S處于平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，Q應(yīng)處于波谷；SP＝15.8m＝19eq\f（3,4）λ，當(dāng)S處于平衡位置向上振動(dòng)時(shí),P應(yīng)處于波峰;可見P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向應(yīng)始終相反，A、C錯(cuò)誤，B、D、E正確．7。［2016·北京卷］下列說法正確的是（）A．電磁波在真空中以光速c傳播B．在空氣中傳播的聲波是橫波C．聲波只能在空氣中傳播D．光需要介質(zhì)才能傳播答案：A解析：光波屬于電磁波，光波在真空中的速度也就是電磁波在真空中的速度,選項(xiàng)A正確．空氣中的聲波是振源的振動(dòng)造成空氣密度的變化而產(chǎn)生的，它存在密部和疏部，屬于縱波，選項(xiàng)B不正確．聲波不僅僅能在空氣中傳播，在固體、液體中都可以傳播,選項(xiàng)C不正確．光波屬于電磁波,電磁波是通過電磁場(chǎng)的交替變化傳遞的，不需要介質(zhì)，選項(xiàng)D不正確．8．［2016·天津卷6分］在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡諧運(yùn)動(dòng),其表達(dá)式為y＝5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f（π,2)t））,它在介質(zhì)中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻波剛好傳播到x＝12m處，波形圖像如圖1。所示，則（)圖1。A．此后再經(jīng)6s該波傳播到x＝24m處B．M點(diǎn)在此后第3s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向C．波源開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向D．此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3m處所需時(shí)間是2s答案：AB解析：根據(jù)波源做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，周期為4s,從波的圖像可以看出波長為8m，根據(jù)波速公式可以得出，波速為2m/s，再經(jīng)過6s，波向前傳播了12m，故振動(dòng)的形式傳到x＝24m處,A正確；M點(diǎn)在此時(shí)振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向，則第3s末，即經(jīng)過了eq\f（3,4）周期，該點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，B正確;波傳播到x＝12m時(shí)的起振方向?yàn)閥軸正方向，波源的起振方向與每個(gè)點(diǎn)的起振方向一致，C錯(cuò)誤；該時(shí)刻M點(diǎn)向y軸負(fù)方向振動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間t1運(yùn)動(dòng)到平衡位置,由3＝5sineq\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（π,2)t1）)，得t1＝eq\f(37,90）s，故M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3m處所需時(shí)間為eq\f(37，45）s,D錯(cuò)誤．9。[2016·四川卷5分]簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距10m的兩質(zhì)點(diǎn)，波先傳到P,當(dāng)波傳到Q時(shí)開始計(jì)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖1。所示．則()圖1。A．質(zhì)點(diǎn)Q開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向B．該波從P傳到Q的時(shí)間可能為7sC．該波的傳播速度可能為2m/sD．該波的波長可能為6m答案：AD解析:讀圖可知，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像為虛線,質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像為實(shí)線．從0時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)Q的起振方向沿y軸正方向，A選項(xiàng)正確．由題可知，簡諧橫波的傳播方向從P到Q，由圖可知,周期T＝6s，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像向左平移4s后與P點(diǎn)的振動(dòng)圖像重合，意味著Q比P的振動(dòng)滯后了4s，即P傳到Q的時(shí)間Δt可能為4s，同時(shí)由周期性可知，從P傳到Q的時(shí)間Δt為（4＋nT）s，n＝0，1，2,…,即Δt＝4s，10s,16s,…，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤．由v＝eq\f(Δx