高考物理三年真题高频考点精选：考点53 机械波

1、考点53 机械波【考点知识方法解读】1.机械波传播的振动形式和能量，质点只在各自平衡位置附近振动，不随波迁移；波传播时，介质中的质点跟着波源做受迫振动，质点振动频率等于波源振动频率；介质中各质点开始振动的方向与波源开始振动方向相同，离波源近的质点带动离波源较远的质点依次振动；波从一种介质进入另一介质，频率不变，波长、波速随介质的不同而改变。2.波动图象具有周期性和传播的双向性。波的空间周期性说明，在同一波线上，相距波长整数倍的质点振动情况完全相同（为同相点），相距半波长奇数倍的质点振动情况完全相反（为反相点）。由某时刻的波动图象可判断出介质中某一质点加速度和合外力方向，可判断出从该时刻开始的一

2、段极短时间内某质点的速度变化和加速度变化情况。已知波速，可由某时刻的波动图象画出另一时刻波动图象。3.计算波速的方法：由=vT得v=/T=f。由v=x/t计算波速。由于波动的周期性和传播方向的不明确导致波速的多解。【最新三年高考物理精选解析】1（2012·四川理综）在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A。M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s。则A该波的周期为sB在t=s时，N的速度一定为2m/s C从t=0到t=1s，M向右移动了2mD从t=

3、s到t=s，M的动能逐渐增大1.【答案】：D【解析】：根据题述可画出M、N之间的波形，由波形图知M、N之间距离等于(+n)，解得可能波长=m，可能波的周期T=/v=s。由于该波的周期大于1s，所以T=s，选项A错误；质点振动速度与波动传播速度不是同一概念，在t=s时，N的速度不一定为2m/s，选项B错误；波传播过程中，介质中的质点只在平衡位置附近振动，不向前迁移，选项C错误；从t=s到t=s，M从最大位移处向平衡位置运动，速度增大，M的动能逐渐增大，选项D正确。【考点定位】此题考查波动传播及其相关知识。2. (201·天津理综)沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示

4、，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t=s时A质点M对平衡位置的位移一定为负值B质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C质点M的加速度方向与速度方向一定相同D质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反情况。3. （2012·3.【答案】C【解析】由波形图可知波长为=4m，周期T=/v=0.4s。t=0.1s时正确的波形应是图2中的C。【考点定位】此题考查波的传播及其相关知识。4.（2012·福建理综）一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是A沿x轴负方向，60m

5、/s B沿x轴正方向，60m/sC沿x轴负方向，30 m/s D沿x轴正方向，30m/s4.【答案】：A【解析】：由波动图像和P点的振动图像可知，该波的传播方向为沿x轴负方向；该波波长为=24m，周期T=0.4s，波速v=/T=60m/s。选项A正确。5. （2012·浙江理综）用手握住较长软绳的一端连续上下抖动。形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示。绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是A.a、b两点之间的距离为半个波长B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期C.b点完成全振动次数比a点多一次D.b点完成全振动次数比a点少一次5.【答案】：D【解析】a、b两点之间的距离

6、为一个波长，选项A错误；a、b两点振动开始时刻相差一个周期，选项B错误；波动先传播到a点，b点完成全振动次数比a点少一次，选项C错误D正确。6.（2011海南物理）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5t）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。20cm10m/s7（2011新课标理综卷第34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

7、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_。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轴向上或向下取决于他离波源的距离E若P点与波源距离s=vT，则质点P的位移与波源的相同8（2010天津理综物理）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，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为A. A= 1 m ，f =5 Hz B. A= 0.5 m，f =5 HzC. A= 1 m， f =2.5 HzD. A= 0.5 m，f =2.5 Hz【解析】由波形图可知，该波的振幅A=0.5m，波长=4m；在t=0.6s时间内，波传播距

8、离x=11m-5m=6m，该波波速v=x/t=10m/s，由v=f Hz，所以选项D正确。【答案】D【点评】波动在介质中匀速向前传播，质点围绕平衡位置做简谐运动。9（2011海南物理）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5t）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。20cm 10m/s【解析】由质点P做简谐运动的表达式为y=10sin（5t）cm可知=5， 周期为：T=0.4s，选项A错误；由波动图象可知振幅为10cm，选项B错误；根据

9、介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5t）cm可知在t=0时质点P振动方向向上，波传播方向沿x轴正向，选项C正确；由波动图象可知波长为4m，波的传播速度为10m/s，选项D正确。【答案】CD【点评】此题考查波动图象、简谐运动表达式及其相关的知识点。10（2010安徽理综）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【解析】由波形图可知，质点P振动方向向上，向平衡位置运动，速度增大，

10、所受合外力减小，加速度减小，选项D正确。【点评】此题由波形图考查某一质点的振动方向和速度、加速度的变化情况。11（2010上海物理）如右图，一列简谐横波沿轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1=0和t2=0.5s（T>0.5s）时的波形，能正确反映t3【解析】由题述和波形图可知，0.5s 波沿轴正方向传播了四分之一波长，即T/4=0.5s，T=2s。t3=7.5s时的波形与t=1.5s时波形相同。t=1.5s时O处质点振动到波峰，据此可知能正确反映t3=7.5s时波形的是图D。【答案】D【点评】此题考查由两时刻的波形图判断某一时刻的波形。12（2010北京理综）一列横波沿x轴正向传播，a、

11、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1所示，此后，若经过周期开始计时，则图2描述的是A.a处质点的振动图象 B.b处质点的振动图象 C.c处质点的振动图象 D.d处质点的振动图象【解析】由波的图象可知，经过周期质点a到达波谷，b到达平衡位置向下运动，c到达波峰，d到达平衡位置向上运动，这是四质点在0时刻的状态，只有b的运动情况符合图2所示的振动图象，选项B正确。【答案】B【点评】由波形图判断质点的振动图象的方法是：首先明确计时起点质点的位置和运动方向，进而找出符合要求的振动图象。13（2010浙江理综）在O点有一波源，t=0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横

12、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4sC. 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【解析】由得： t1=+T/4，t2=+3T/4，联立解得v=1m/s，T=4s。波长=vT=1×4m=4m，选项A错误BC正确。振动从O传到距离O点为1m的质点所需时间=1s，所以距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为1s末，选项D错误。【答案】BC【点评】此题考查由介质中质点的振动情况判断波动的周期、波长、波速等。1

13、4. （2010上海物理）如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s，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在轴下方与轴相距1cm的位置，则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】根据题述可画出质点a，b之间的可能波形如下图所示。对于图1，a，b之间为/4+/12=0.4m，解得=1.2m，此波的周期可能为T=/v=0.6s，选项A正确； 对于图2，a，b之间为/2+/6 =0.4m，解得=0.6m，此波的周期可能为T=/v=0.3s，选项B错误；对于图1，质

14、点b向上振动，从此时刻起经过0.5s，波向前传播5/6=1.0m，b点运动到波谷位置，选项C正确；对于图2，质点b向下振动，从此时刻起经过0.5s，波向前传播5/3=1.0m，b点运动到波峰位置，选项D正确；【答案】ACD【点评】解答此类题可根据题述中介质中质点的振动情况画出波形，根据波形应用相关知识列出方程联立解答。15. （2011山东理综卷）如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t1=0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为t2=0.01s时的波形图。已知周期T。波沿x轴_(填“正”或“负”）方向传播。求波速。【解析】由于t1=0时P质点向y轴负方向运动，所以波沿x轴正方向传播。

15、由题意知，波长=8m，t2- t1=T/8，v=/T联立解得v=100m/s。【答案=正 v=100m/s。【点评】此题考查波动图象、波速计算等。16（2010年四川理综）一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、相距.45m，右图是A处质点的振动图象。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轴正方向运动，这列波的波速可能是答案： A【解析】由A处质点的振动图象可知波动周期为T=0.4s。由题述可得/4+n=0.45，解得=，n=0,1,2，····。这列波的波速为v=/T=m/s，n=0,1,2，···

16、3;。当n=0时，v=4.5m/s，所以这列波的波速可能是4.5m/s，选项A正确。【点评】根据波动特点和题述，得出波速表达式，求出可能值。17. （2010福建理综）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答案B【解析】由波形图可知，波长=0.08m。若波沿x轴正向传播，0.02s=T/4，T=0.08s，波速v=/T=1m/s；若波沿x轴负向传播，0.02s=3T/4，T=0.08/3s，波速v=/T=3m/s；所以选项B正确。【点评】由于波动传播具有双向性和空间时间的周期性，所以计算波速时

17、要考虑各种可能性。18.（2012·新课标理综）一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_m。18解析：由题述可知0.3m=/4+/8，该波的波长为=0.8m。【考点定位】此题考查波动图象和振动图象。19（2012·江苏物理）地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3. 5 km/ s 的S 波,另一种是传播速度约为7. 0 km/ s 的P 波. 一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的P波

18、比首次到达的S 波早3 min. 假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1. 2 s, 求震源与监测点之间的距离x 和S 波的波长.19【答案】x=1260km。=4.2km。 【解析】设P波的传播时间为t，则x=vPt，x=vs(t+t)，解得x=1260km。由= vs T，解得=4.2km。【考点定位】此题考查地震波及其相关的知识。20（2012·上海物理）如图，简谐横波在t时刻的波形如实线所示，经过t=3s，其波形如虚线所示。己知图中x1与x2相距lm，波的周期为T，且2T<t<4T 。则可能的最小波速为_m/s，最小周期为_s。21（2012·海南物理）某波源s发出一列简谐横波，波源s的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点，它们到s的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s。由此可知