高三物理名校试题汇编3专项14机械振动和机械波详解Word格式文档下载.docx
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A、图〔a〕中,假设驱动力周期变小共振动曲线的峰将向频率f大的方向移动
B、图〔b〕中,波速一定为1.2m/s
C、图〔b〕中,a、b波形时间间隔可能为2.5s
D、图〔b〕中,遇到宽度为2m的狭缝能发生明显的衍现象
3.A解析:
根据图〔a〕,该波源的固有频率f=0.3Hz,该频率与驱动力的频率或周期无关,
遇到宽度为2m的狭缝能发生明显的衍现象,选项D正确。
此题答案为A。
4.〔浙江省温州八校2018届高三9月期初联考物理试卷〕如下图,把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中,小球在O点时,弹簧处于原长,A、B为关于O对称的两个位置,现在使小球带上负电,并让小球从B点静止释放,那么以下说法正确的选项是〔〕
A.小球仍然能在A、B做简谐运动,O点是其平衡位置
B.小球从B运动到A的过程中,动能一定先增大后减小
C.小球不可能再做简谐运动
D.小球从B点运动到A点,其动能的增加量一定等于电势能的减小量
4.D解析:
小球在匀强电场中受到水平向左的电场力,设该电场力大小为F0,小球合力为零的位置应该在O点左侧,设为O1,设O1、O点的间距为x0,弹簧劲度系数为k,那么F0=kx0;
取水平向右为正方向,当小球从O1点向右运动的位移为x时,回复力F=-F0+k〔x0-x〕=-kx,所以小球会以O1点为平衡位置做简谐运动,选项AC错误;
因为不知道A点与平衡位置O1点的位置关系,所以不能确定小球从B运动到A的过程中,动能如何变化,选项B错误;
小球做简谐运动的过程中,其动能和电势能的和不变,所以小球从B点运动到A点,其动能的增加量一定等于电势能的减小量,选项D正确。
此题答案为D。
5.〔河北唐山市2018届高三摸底考试理综物理试题〕如下图,沿x方向的一条细绳上有O、a、b、c四点,Oa=ab,bc=5ab,质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动,沿x轴传播形成横波。
t=0时刻,O点开始向上运动,经t=0.2s,O点第一次到达上方最大位移处,这时a点才开始往上运动,由此可以判断,在t=2.6s时刻
A、a点位于x轴下方B、c点位于x轴上方C、a点正向下运动
D、c点正向上运动E、在0-2.6s内,质点b三次到达过波峰
5.E解析:
根据题意,该波的起振方向向上,周期T=0.8s,波长λ=4ab;
在t=2.6s=
达过波峰,选项E正确。
此题答案为E。
6.〔安徽省安师大附中2018届高三第一次摸底考试物理试卷、辽宁省本溪一中2018-2018学年上学期高三年级第二次月考物理试题〕如下图,为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图,波速为2m/s,那么以下说法正确的选项是()
A、经过Δt=4s,质点Q通过的路程是0.4m
B、经过Δt=4s,质点P将向右移动8m
C、P点振幅比Q点振幅小
D、质点P此时刻的振动方向沿y轴正方向
6.A解析:
根据波形图可知,波长λ=4m,振幅A=5cm,v=2m/s,所以T=λ/v=2s,△t=4s=2T,所以质点Q通过的路程是8A=40cm=0.4m,所以选项A正确;
沿波传播方向上各质点并不随波迁移,而是在平衡位置附近做简谐运动,并且各质点振动的幅度相同即振幅相同,据此可判断选项BC错误;
在机械波的传播过程中,前一质点带动后一质点振动,而后一质点要“模仿”前一质点的振动,机械波沿x轴正方向传播,利用“带动”原理可知,质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向,选项D错误;
7.〔陕西省西安市2018届高三第一次质量检测试题理综卷〕图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1m处的质点,Q是平衡位置为x=4m处的质点,图乙为质点Q的振动图象,那么
A.t=0.10s时,质点Q的速度方向向上
B.该波沿x轴正方向的传播
C.该波的传播速度为40m/s
D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm
7.C解析:
根据图乙,t=0.10s时,质点Q正从平衡位置向下运动,即速度方向向下,选项A错误;
再结合图甲,图示时刻Q点是在其左边临近质点的带动下才开始向下振动,即波源在Q点的右边,该波沿x轴负方向的传播,选项B错误;
根据图甲和图乙可知,波长λ=8m,周期T=0.2s,所以波速v=λ/T=40m/s,选项C正确;
从t=0.10s到t=0.25s,质点P从图甲所示位置先向上运动到最高点,然后再向下运动到波谷位置,之后又向上运动了一段距离,共经历了0.15s即
个周期,其通过的路程小于3A=30cm,选项D错误。
8、〔浙江省温州市2018届高三第一次适应性测试试题理综卷〕如下图,坐标原点处有一波源,波源起振方向为-y方向。
当波传到x=1m处的质点P开始计时,在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形〔其余波形未画出〕,此时x=4m的M点刚好落在波谷。
那么〔〕
A、P点的振动周期为0.4sB、这列波的传播速度为7.5m/s
C、P点开始振动的方向为+y方向D、当M点开始振动时,P点正好在波谷
8.A解析:
根据题意,t=0.4s时波刚好传播到x=5m的质点处,所以波速为v=4m/0.4s=10m/s,选项B错误;
再根据波形图可知,波长λ=4m所以周期T=λ/v=0.4s,选项A正确;
P点开始振动的方向与波源的起振方向相同,均为-y方向,选项C错误;
P点开始向下起振后,再经过
个周期,M点才开始振动,此时P点正好在波峰位置,选项D错误。
9.〔河北省唐山市2018届高三下学期第一次模拟考试理综〕一列沿x轴正向传播的简谐横波,当波传到O点时开始计时,7.0s时刚好传到x=3.5m处,如下图。
由此可以判定
A.该波的振动周期为7.0sB.波源的起振方向向上
C.该波的波速为0.5m/sD.再经过1.0s,x=2m处质点刚好处在波谷的位置
9.C解析:
根据题意,波速v=x/t=3.5m/7.0s=0.5m/s,选项C正确;
根据图象,波长λ=2m,所以周期T=λ/v=4.0s,选项A错误;
波源的起振方向与x=3.5m处质点的起振方向相同,均是向下,选项B错误;
再经过1.0s即
个周期,x=2m处质点刚好回到平衡位置,选项D错误。
10.〔湖南省岳阳市一中2018届高三下学期第二次周考理综卷〕以下有关振动和波的说法中,正确的选项是()
A、做简谐运动的物体在
个周期的时间内通过的路程一定等于振幅
B、单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零
C、绳波上的质点在一个周期的时间内沿波的传播方向迁移一个波长的距离
D、无论是机械波还是电磁波,其波长、频率和波速都满足v=λf,
10.D解析:
做简谐运动的物体离平衡位置越近时速度越大,所以在
个周期的时间内通过的路程不一定等于振幅,而是物体从平衡位置的一侧运动到另一侧时路程大于振幅,物体需要跨过最大位移处时路程小于振幅,选项A错误;
单摆的摆球在通过最低点时合外力提供其做圆周运动的向心力,合外力不等于零,选项B错误;
绳波上的质点并不随波沿波的传播方向迁移,而是在平衡位置附近上下振动,选项C错误;
无论是机械波还是电磁波,其波长、频率和波速都满足v=λf,选项D正确。
11.〔河南省郑州外国语学校2018届度下学期高三理科综合测试题〕一列简谐横波,A为振源,在B点刚开始振动时的图象如下图。
图中数据单位都是m,波的传播速度为10m/s,以下说法正确的选项是
A、振源A开始振动时的速度方向向下
B、从振源A开始振动到形成如下图波形,经过时间为1、6s
C、此后再经过0、2s,振源A到达波峰
D、从M点开始运动到如下图时刻,M通过的路程为1、0m
11.B解析:
波向右传播,那么B点向上起振,故振源A的起振方向向上,选项A错误;
波由A点传到B点,需要时间
,选项B正确;
由图可知,波长为6m,所以周期T=λ/v=0.6s,图示时刻振源A正向下运动,但还没到波谷位置,所以要到达波峰需要的时间大于半个周期即0.3s,选项C错误;
由图可知,M、B两点相距两个波长,即此时M点已振动了两个周期,M点通过的路程应为8A=0.8m,选项D错误。
此题答案为B。
【二】多项选择题
12.〔河北省唐山市2018届高三下学期第二次模拟考试理综试题〕如图甲所示,O点为振源,OP=s,t=0时刻,O点由平衡位置开始振动,产生向右沿直线传播的简谐横波。
图乙为从t=0时刻开始描绘的质点P的振动图象。
以下判断中正确的选项是
A、该波的传播周期为〔t2-t1〕
B、0-t2时间内,这列波的传播的距离为
C、t=0时刻,振源O振动的方向沿y轴负方向
D、t=t2时刻,P点的振动方向滑y轴负方向
12、AB解析:
根据图乙可知,在t=t1时刻,该波传播到P点,并且其起振方向沿y轴正方向,在t=t2时刻,P点的振动方向沿y轴正方向,该波的传播周期为T=t2-t1,所以选项A正确,D错误;
t=0时刻,振源O振动的方向与P点的起振方向相同,均是沿y轴正方向,选项C错误;
该波的波速v=x/t=s/t1,0-t2时间内,这列波的传播的距离为st2/t1,选项B正确。
此题答案为AB。
13.〔江西省重点中学盟校2018届高三第一次联考理综试题〕如下图,在xOy平面内有一列沿x轴传播的简谐横波,频率为2.5Hz。
在t=0时,P点位于平衡位置,且速度方向向下,Q点位于平衡位置下方的最大位移处。
那么在t=0.35s时,P、Q两质点〔〕
A、位移大小相等,方向相同B、速度大小相等,方向相同
C、速度大小相等,方向相反D、加速度大小相等,方向相反
13.BD解析:
因为频率f=2.5Hz,所以周期T=1/f=0.4s,根据机械波的周期性可知,t=0.35s=7T/8时刻的波形与此前一个周期相应时刻的波形完全相同,P、Q两质点的运动情况与从t=0时刻后退T/8时的运动相同,此时P、Q两质点的位置关于x轴对称,并且均向下运动,所以在t=0.35s时,P、Q两质点的位移大小相等,方向相反,速度大小相等,方向相同,加速度大小相等,方向相反,选项AC错误,BD正确。
14.〔江苏省镇江市2018届高三下学期5月高考模拟考试物理试卷、江苏省南师大附中2018届高三5月份模拟考试试卷〕以下四幅图中关于机械振动和机械波的说法正确的选项是
〔A〕粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动,该运动是简谐运动
〔B〕单摆的摆长为l,摆球的质量为m、位移为x,此时回复力为F=-
x
〔C〕质点A、C之间的距离就是简谐波的一个波长
〔D〕实线为某时刻的波形图,此时质点M向下运动,经极短时间后波形图如虚线所示
14.BD解析:
选项A中,金属球在运动过程中,要不断克服摩擦力做功,系统的机械能减小,所以该运动不是简谐运动,选项A错误;
选项B中的回复力等于重力沿运动方向上的分力,即F=mgsinθ,因为θ较小,sinθ
,考虑到回复力的方向与位移x的方向相反,所以F=-
x,选项B正确;
相邻波峰或波谷之间的距离才等于一个波长,选项C中质点A、C之间的距离只是简谐波的半个波长,选项C错误;
选项D中,根据质点M向下运动可知,波正向x轴正方向传播,经很短时间,波形图如虚线所示,选项D正确。
此题答案为BD。
15.〔辽宁省丹东市四校协作体2018届高三摸底考试〕两列完全相同的机械波,如下图的实线波形和虚线波形,在同一介质中分别向左和向右传播,某一时刻两列波相叠加,两列波的振幅A=2cm,波长λ=4m,波速v=2m/s,以下说法正确的选项是〔〕
A.两列波的周期均为0.5s
B.O位置的质点为加强点,且振幅
C.此时刻O位置的质点的位移为
,且振动方向向上
D.O位置的质点再经0.25s到达最大位移处
15.BD解析:
波的周期T=λ/v=2s,选项A错误;
两列波在O位置的质点处的振动方向均是向上,所以该处质点为加强点,振幅为两列波振幅之和,即
两列波单独存在时在O位置的质点的位移均为
,所以叠加后的位移是
,振动方向向上,选项C错误;
O位置的质点再经
0.25s到达最大位移处,选项D正确。
16.〔湖北省部分重点中学2018届高三上学期起点考试理科综合试题〕一列简谐横波向右传播,在其传播路径上每隔L=0.1m选取一个质点,如图甲所示,t=0时刻波恰传到质点1,并立即开始向上振动,经过时间∆t=0.3s,所选取的1-9号质点间第一次出现如图乙所示的波形,那么以下判断正确的选项是:
〔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、t=0.3s时刻,质点1向上运动B、t=0.3s时刻,质点8向下运动
C、t=0至t=0.3s内,质点5运动的时间只有0.2s
D、该波的周期为0.2s,波速为4m/sE、该波的周期为0.3s,波速为2.67m/s
16.BCD解析:
根据“带动”原理,t=0.3s时刻,质点1和质点8均向下运动,选项A错误,B正确;
根据题意,0.3s时间内,波向右传播了1.2m,波速v=x/t=4m/s,周期T=λ/v=0.2s,选项D正确,E错误;
在t=Δx/v=0.4/4〔s〕=0.1时刻,波传播到质点5,所以t=0至t=0.3s内,质点5运动的时间只有0.2s,选项C正确。
此题答案为BCD。
17.〔辽宁省五校协作体2018-2018学年度高三上学期初联考物理试题〕如下图,质点O在垂直x轴方向上做简谐运动,形成了沿x轴传播的横波。
在t=0时刻,质点O从平衡位置开始向上运动,经0.2s第一次形成图示波形,那么以下判断正确的选项是〔〕
A、t=0.4s时,质点A第一次到达波峰
B、t=1.2s时,质点A在平衡位置,速度沿y轴正方向
C、t=2s时,质点B第一次到达波谷
D、t=2.6s时,质点B的加速度达到最大
17.BC解析:
不妨设x轴上一个长度单位代表1m,根据题意,周期T=0.8s,波长λ=4m,波速v=λ/T=5m/s;
在t=
时,波刚传播到质点A,质点A开始向上做简谐运动,根据机械振动的对称性,再经过2个周期即t=1.2s时,质点A在平衡位置,速度沿y轴正方向,选项A错误,B正确;
时,波刚传播到质点B,质点B开始向上做简谐运动,再经过
个周期即t=2s时,质点B第一次到达波谷,选项C正确;
再经过
个周期即t=2.6s时,质点B在平衡位置,速度沿y轴负方向,加速度最小为零,选项D正确。
此题答案为BC。
18.〔浙江省温州八校2018届高三9月期初联考物理试卷〕某横波在介质中沿x轴传播,左图为t=0.25s时的波形图,右图为P点〔x=1.5m处的质点〕的振动图像,那么以下说法正确的选项是〔〕
A.该波向右传播,波速为2m/s
B.质点L与质点N的运动方向总相反
C.t=0.75s时,质点M处于平衡位置,并正在往正方向运动
D.t=1.25s时,质点K向右运动了2m
18.ABC解析:
根据题图,周期T=2s,波长λ=4m,波速v=λ/T=2m/s;
根据右图可知,t=0.25s时刻,P点正向上运动,再结合左图可知,该波向右传播,所以选项A正确;
质点L与质点N相距半个波长,它们的运动方向总相反,选项B正确;
t=0.25s时,质点M从波谷位置向上运动,再经过0.5s=
T,即在t=0.75s时,质点M处于平衡位置,并正在往正方向运动,选项C正确;
各质点只在平衡位置上下振动做简谐运动,并不随波迁移,选项D错误。
此题答案为ABC。
19、〔贵州省黔东南州2018届高三下学期第一次模拟考试理综试题〕如下图,图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象,从该时刻起〔〕
A、经过0.35s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
B、经过0.25s时,质点Q的加速度大于质点P的加速度
C、经过0.15s,波沿x轴的正方向传播了3m
D、经过0.1s时,质点Q的运动方向沿y轴正方向
19.AC解析:
根据题图,周期T=0.2s,波长λ=4m,波速v=λ/T=20m/s;
根据图乙,t=0时刻,质点P正从平衡位置向下运动,再结合图甲可知,该波沿x轴正方向传播;
经过0.35s=
,该波的波形图相当于将图甲中的波形向左平移
,显然,此时质点Q处在平衡位置与波谷之间,而质点P在波峰位置上,显然选项A正确;
根据图乙,经过0.25s,质点P处在波谷位置,此时其加速度最大,所以选项B错误;
经过0.15s,波沿x轴的正方向传播了x=vt=3m,选项C正确;
t=0时,质点Q向上运动,再经过0.1s即
,质点Q位于x轴上方与起始时刻对称的位置上,并且沿y轴负方向运动,选项D错误。
此题答案为AC。
20.〔陕西省交大附中、师大附中、西安中学等五校2018届高三第二次模拟联考〕如下图,在沿波的传播方向上有相距1m的6个质点a、b、c、d、e、f均静止在各自的平衡位置,一列横波以1m/s的水平速度向右传播。
此波在t=0时刻到达质点a,质点a开始由平衡位置向下振动,t=1s时质点a第一次到达最低点,那么在4s<
t<
5s这段时间内,以下说法正确的选项是〔〕
A、质点c的加速度逐渐减小B、质点d向下运动
C、质点a的速度逐渐减小D、质点f还未开始振动
20.CD解析:
根据题意,周期T=4s,波长λ=vT=4m;
在4s<
5s这段时间内,质点a从平衡位置向下运动到波谷位置,其速度逐渐减小,选项C正确;
在t=2s时,波传播到质点c,质点c开始向下运动,再经过2s~3s即
~
即在4s<
5s这段时间内,质点c从平衡位置向上运动到波峰位置,其加速度逐渐增大,选项A错误;
在t=3s时,波传播到质点d,质点d开始向下运动,再经过1s~2s即
5s这段时间内,质点d正从波谷位置回到平衡位置,其速度方向向上,选项B错误;
在t=5s时,波才传播到质点f,所以在4s<
5s这段时间内,质点f还未开始振动,选项D正确。
此题答案为CD。
【三】非选择题
21.〔河北省五校联盟2018届高三第一学期调研测试〕如下图,一列沿x轴正向传播的简谐波在t=0时刻的波动图象,波的传播速度是5m/s。
那么从t=0到t=1.5s的时间内x=0.2m处的质点M通过的路程为_______m,t=1.5s时刻对平衡位置的位移是________m。
21.3.75;
-0.05解析:
根据波形图,振幅A=5cm,波长λ=0.4m,所以周期T=λ/v=0.08s;
从t=0到t=1.5s的时间内,质点M做简谐运动了1.5s=18.75个周期,其运动的路程为18.75×
4A=3.75m;
t=0时,质点M通过平衡位置向上运动,再经过t=1.5s=
个周期,其位于波谷位置,所以t=1.5s时刻对平衡位置的位移是-0.05m。
22.〔河南省新乡许昌平顶山三市2018届高三第一次调研考试理科综合能力测试〕如下图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t1=0时的波形图,虚线为t2=0.06s时的波形图,那么t=0时质点P向y轴________(选填“正”或“负”〕方向运动。
周期T>
0.06s,那么该波的传播速度为________m/s。
22.负;
15解析:
根据“带动”原理,计时时刻,质点P向y轴负方向运动;
根据题意,
,所以周期T=0.08s,波速v=
。
23.〔江西省临川一中、师大附中2018届高三上学期8月联考物理试卷〕一列沿+x方向传播的简谐横波在t=0时刻刚好传到x=6m处,如下图,波速v=10m/s,那么图中P点开始振动的方向沿〔选填“+y”或“-y”〕方向,该点的振动方程为y=cm
23.+y-10sin5t解析:
机械波传播时,前面的质点带动后面相邻的质点振动,后面的质点重复前面相邻质点的振动形式,据此可判断出,x=6m处质点的起振方向沿+y方向,图中P点开始振动的方向也应是沿+y方向;
t=0时刻,P点向下运动,根据波形图,振幅A=10cm,波长λ=4m,所以周期T=λ/v=0.4s,P点的振动方程为y=-
=-10sin5t〔cm〕。
24.〔江苏省徐州市2018届高三模底考试物理试题〕在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中,要进行振动记录,如图甲所示是一种常用的记录方法,在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔P,在下面放一条白纸带。
当小球振动时,匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直),P就会在纸带上画出一条曲线、如图乙所示为某次记录的一条曲线,假设匀速拉动纸带的速度为0.5m/s,那么由图中数据可得该弹簧振子的振动周期为s;
假设将小球的振幅减小为4cm,其他条件不变,那么其振动周期将(选填“变大”、“不变”或“变小”)、
24.0.4不变解析:
该弹簧振子的振动周期T=0.2/0.5=0.4s;
弹簧振子的振动周期与振幅无关,所以减小振幅时,其振动周期不变。
25.〔甘肃省兰州一中2018届高三上学期期中考试理综试题〕如下图是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,波的传播速度v=2m/s,试求:
〔1〕x=4m处质点的振动函数表达式;
〔2〕x=5m处质点在0~4.5s内通过的路程s。
25、解析:
〔1〕根据波形图,t=0时刻,x=4m处质点正先下运动,振幅A=10cm,波长λ=4m,所以周期T=λ/v=2s,所以
m或者
m
〔2〕4.5s=
,所以s=
=0.45m。
26.〔山东省日照市2018届高三第二学期5月份模拟〕如下图,一根柔软绳子右端固定在竖直墙上,现在绳子上每隔0.50m标记一个点,分别记为A、B、C、D……,当拉着绳子的左端点A使其上下做简谐运动时,绳子上便形成一列简谐横波向右传播。
假设A点从平衡位置开始起振,且经0.
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