高考物理试题分项解析：机械振动和机械波含答案

1、专题15机械振动和机械波力右耳7考真强1 .如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距 0.15 m o当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是PQA. 0.60 mB. 0.30 mC. 0.20 mD. 0.15 m【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】B【解析】可以画出 PQ之间的最简单的波形，如图所示：同时由于PQ可以含有多个完整的波形,贝小工次=1+ 5期丸=0,1,2）整理可以得到：4 =需5 =。12一） u/FL Tp A.当?i = OB寸，A = 0.3m当?i= IB寸，A 故选项B正确事AC

2、D错误。点睛：解决机械波的题目关键在于理解波的周期性，即时间的周期性或空间的周期性，得到波长的通项, 再求解处波长的特殊值。t=0时振子的位移为-0.1 m , t=1 s时位移为2.（多选）一振子沿 x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。A.若振幅为0.1 m ,振子的周期可能为4B.若振幅为0.1 m ,振子的周期可能为 LC.若振幅为0.2 m ,振子的周期可能为 4 sD.若振幅为0.2 m ,振子的周期可能为 6 s【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 AD【解析】试题分析；t=0时刻振子的位移x=-0, Im, t=ls时刻x=0. 1jh

3、?关于平衡位置对称$如果振幅为0.1队 则1日为半周期的奇数倍3如果振幅为。.捻，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析.若振幅为0.5,根据题意可知从t=0s到t=菖振子经历的周期为小+ 则 W（n + ）T = Is, （n= 0.1.2.3L.），解得丁=白，），当诙1时T = 9,无论n为何值，T都不会等于台,A正确B错误如果振幅为2、结合位移时间关系图象，有1$=三十北T，或者51善=+ nl6 T 1s - - + nT ，或者 殳_I，对于式，只有当 n=0时，T=2s,为整数；对于式，T不为整数；对于式，当n=0时，T=6s,之后只会大于 6s,故C错误D正确【点睛】t=0时刻振子的

4、位移 x=-0.1m , t=1s时刻x=0.1m,关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m,则1s为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m,分靠近平衡位置和远离平衡位置分析.（多选）两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿+x和-x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿 y轴，某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰，Q波的波谷；虚线表示 P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点。下列判断正确的是A.质点a的振幅为2AB.质点b始终静止不动C.图示时刻质点c的位移为0D.图示时刻质点d的振动方向沿-y轴【来源】浙江新高考 2018年4月选考科目物理试

5、题【答案】 CD【解析】AG质点a和c是两列波的波峰与波谷相遇点，两列波的振幅相等，所以a和c位移始终为0,即静止不动，故A错误，C正确；B、在经过四分之一周期，两列波各向前传播四分之一波长，P波a处的波谷和 Q波在c处的波谷刚好传播到b点，所以b点是波谷与波谷相遇，振幅为2A,为振动加弓II点，故 B错误；D、图示日刻，d点在P波的平衡位置与波峰之间，振动方向沿y轴的负方向，同时 d点在Q波的波谷与平衡位置之间，振动方向沿 y轴的负方向，所以d点的振动方向沿 y轴的负方向，故 D正确；故选CD【点睛】两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时 振动减

6、弱，据此分析。. 一列简谐横波沿 x轴正方向传播，在 t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波 的周期T0.20 so下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对 1个得2分，选对2个得4分, 选又3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）B.波长为0.08 mx=0.08 m的质点在t=0.70 s 时位于波谷x=0.08 m的质点在t=0.12 s 时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s ,则它在该介质中的波长为0.32 m【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国 III卷）【答案】ACE【解析】试题分析 本题考查波动图像、

7、波速计算、波动传播及其相关的知识点中解析 根据波形图可知，波长X =16=0.16m,选I页B错误5根据t=0时刻和t=0. 20s时刻的波形图和该波 的周期7003可知，可知该波的周期 小4。与波速K %个。,4。/力选项A正确f简潘波沿宣轴正方 向传榴，冥=0.08m的质点在t=0时刻沿y轴正方向运动，在土=。. 70s时位于淞谷，在t=0. 12s时位于y0 的某位差（不是位于波谷）？选项C正确D错误;若此波传入另一介质中，周期T不变，其波速变为v=0. SOn/s, 由可得它在该介质中的波长为X =0.80X0. 4iil=0.32il,选嗔E正确. 一列简谐横波沿 x轴正方向传播，在

8、 x=0和x=0.6 m处的两个质点 A、B的振动图象如图所示.已知该 波的波长大于0.6 m ,求其波速和波长【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】v=2 m/s ;入=0.8 m【解析】由图象可知，周期T=0.4 s由于波长大于0.6 m,由图象可知，波从 A到B的传播时间 At =0.3 s波速IJ,代入数据得v=2 m/s 波长入=vT,代入数据得 入=0.8 m.声波在空气中的传播速度为340m/s,在钢铁中的传播速度为 4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为

9、 m,若该波在空气中的波长为入，则它在钢铁中波长为入的 倍。【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国 II卷)【答案】365 回【解析】试题分析：可以假设桥的长度,分别算出运动时间，结合题中的乜求桥长，在不同介房中传播时 波的频率不会变化。设桥的长度为s则声音在钢铁中传播的时间七=：二嘉 声音在空气中的传播时间为tr=。=击根据题意=抵一扁二1解得：s = 365mx/k-w(2)声音在不同介质中的频率是不会改变的，由公式可知卜刚弥| h廿空解得245故本题答案是(1). 365 (2).点睛：本题考查了波的传播的问题,17知道不同介质中波的传播速度不同，当传播是的频率不会发生

10、变化。7. 一列简谐横波在t= 时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动 图像。求（i ）波速及波的传播方向；（ii ）质点Q的平衡位置的x坐标。图（a）图（b）【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】（1）巴巫巫I波沿负方向传播；（2） xc=9 cm【解析】本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的矢Di只点,（ii）设质点P、Q平衡位置的#坐标分别为双、由图a）知，工=。处=一：=总疝一3。）因此-a = A = i cm由图仆）知，在七=0时Q点处于平衡位置.，经 =：为其振动状态向”轴负方向传播至P点处，由此及式有

11、- xp= vkt = 6 cm由式得，质点 Q的平衡位置的x坐标为 % = 9 cm加77耳篇考真题1.12017 天津卷】手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一质点P,且Q P的平衡位置间距为 L。t=0时，O位于最高A.该简谐波是纵波点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是B.该简谐波的最大波长为2Lc T ,、3Tle -、，C. t=一时，P在平衡位置上方D. t=时，P的速度方向竖直向上88【答案】C【解析】绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直,属于横波，纵波的传播方向和质点的振动方向在

12、同 一直线上，故A错误，根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与订点J一 .的距离应为L = 5+ 了”，其中户0、1、2，波长1，可知当户。时有波长的最大值,为4, = 4,+4故B错误s。1内产由平衡位置振动到波峰，内尸由波峰回动到平衡位置,可知时产在平衡44 2K位置上方向上振动?，=卓时产在平衡位置上方向下振动,故C正确1D错误力 8【考点定位】机械振动和机械波【名师点睛】本题应注意波的周期性，要从波长入手。2.12017 北京卷】某弹簧振子沿 x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值t=2 s时，振子的速

13、度为负，加速度为正的最大值t=3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零t=4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值【答案】A【解析】在t=1 s和t=3 s时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向 平衡位置，A正确，C错误；在t=2 s和t=4 s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零, BD错误。【考点定位】振动图象【名师点睛】根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下 坡”段质点向下振动。3.12017 新课标出卷】（5分）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为 t=0时的波形图，虚线为t=0.5

14、s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s 。关于该简谐波，下列说法正确的是 （填正确答案标号。选对 1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0A.波长为2 mB.波速为6 m/sC.频率为1.5 Hzt =1 s时，x=1 m处的质点处于波峰t =2 s时，x=2 m处的质点经过平衡位置【答案】BCE1解析】由波形图可知，波长为4%九错误，实名物卡。时的波形图，虚名朗百5 3时的波形图，波沿*轴正方向传播，又该波的周期大于0. 5外则。2,5 s时间内波传播的距离Ax = ?尢，7r = 0 5 5，故 44周期丁二：5频率为1.5 H小波速二4/=6血/

15、&/或正确2由I广。时，齐1航处的质点在-JJH1波峰位置，尸1时，该质点应该在平衡位置向上振动，D错误宁由2$ = 37，行0时，产2皿处的质点在平 衡位置，方25时，该质点同样经过平衡位置，E正确。【考点定位】机械波的传播、质点的振动【名师点睛】本题知道两个时刻的波形，可以运用波形的平移法分析波传播的最短距离，要理解“该简谐 波的周期大于0.5 s ”表达的意义。4.12017 江苏卷】野生大象群也有自己的“语言”.研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音.播放速度变为原来的2倍时，播出声波的（选填“周期”或“频率”） 也变为原来的2

16、倍，声波的传播速度 （选填“变大”、“变小”或“不变”）.【答案】频率 不变【解析】频率由波源决定，播放速度变为原来的2倍时，播出声波的频率变为原来两倍，传播速度由介质决定，所以传播速度不变.【考点定位】机械波 频率波速【名师点睛】机械波在传播的过程中，传播的速度由介质决定，而频率由波源决定.5.12017 新课标I卷】（5分）如图（a）,在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源 S（0 , 4） 和&（0, -2）。两波源的振动图线分别如图（ b）和图（c）所示，两列波的波速均为 1.00 m/s。两列 波从波源传播到点 A（8, - 2）的路程差为 m,两列波引起的点 R4 , 1）处

17、质点的振动相互 （填“加强”或“减弱”），点Q0 , 0.5）处质点的振动相互 （填“加强”或“减弱”）。2 ttl （a）图 b）图【答案】2减弱加强1解析】由几何关系可知必齐10叫/W毛加所以波程差为2叫同理可求厌i-JSR,为波长整数倍，由 振动图象知两振源振动方向相反，散6点为振动减弱点，。工-,波长/二重（；所以。点振动加强。【考点定位】波的叠加、干涉【名师点睛】本题只要考查产生两列波相遇处是加强或减弱的条件，尤其小心两波源振动的方向是相反的，即振动步调相反，刚好颠倒过来。加76不斯考宾夏1.12016 北京卷】如图所示，弹簧振子在 M N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立 O

18、x轴。向右为x的轴的正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为【答案】A【解析】由于向右为正方向，振子位于N点时开始计时，所以 0时刻位移为正，在正向最大位移处，将向左运动，即向负方向运动，故 A正确。【考点定位】简谐振动图像【方法技巧】在考纲上简谐振动这一块要求学生能从振动图象上获取信息，会求简谐运动的路程和位移,以及掌握简谐运动的表达式x =Asin（ 8t +中）。_.一 兀2.12016 天津卷】在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为y = 5sin（-1）,它在介2质中形成的简谐横波沿 x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12 m处，波形图象如图所示，则A.此

19、后再经6 s该波传播到x=24 m处B. M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C.波源开始振动时的运动方向沿 y轴负方向D.此后 M点第一次到达 y=- 3 m处所需时间是2 s【答案】AB【解析】淤的周期户4波长，书航，潴速=*=21!1为1则再经过60,波传播的距离为卡内=12 m,故该波传到炉24处，选项A正确$即点在此时振动方向向下，则第3 8末，即经过了 0.754该点的振 动方向沿尸轴正方向，选项E正确5因波传到产12 m处时，质点向尸轴正方向振动，故波源开始振动时的 35运动方向沿尸轴正方向,选项C错误；因为-u=vT=3m, n 93故C正确；水面波没有将该同学推向岸边，

20、只能说是因为波传播时振动的质点并不随波迁移，不能说波传播时能量不会传递出去，波的传播过程也是能量传递过程，故D错误，E正确。【考点定位】波的传播【名师点睛】本题考查了波的基本特点，波的波长、波速、周期三者的关系是考查的重点。还要理解波传 播时介质中振动的质点并不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动；波的传播过程也是能量传递过程。7.12016 全国新课标出卷】 由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、 右传播。波源振动的频率为 20 Hz, 波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源 S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上， P、Q 的平衡位置到 S的平衡位置之间的距离分别为 1

21、5.8 m 14.6 m, P、Q开始振动后，下列判断正确的是 。（填正确答案标号。选对 1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分 为0分）P、Q两质点运动的方向始终相同P、Q两质点运动的方向始终相反C.当S恰好通过平衡位置时， P、Q两点也正好通过平衡位置D.当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E.当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰【答案】BDE1解析】根据题意信息可得丁 =,$ = 095热，故波长为五=丁=。上m,找产点关干5点 20的对称点尸，根据对称性可知P和产的振动情况完全相同，尸、。两点相距= （竺上一同=3义，为半波长的整数倍，所以两点为反相点，故P。两点振动方向始终相反,即产、f两点振动方向始终相反，A错误B正确；尸点垂编5点*二19;工，当$恰好通过平衡位置向上振动时，抖点在波峰，同里点木扉巨54点乂 = 18 !4，当5恰好通过平衡位置向下振动时,C点在波峰】DE正确。 4【考点定位】考查了机械波的传播【方法技巧】在根据波的传播方向判断质点振动方向或者根据质点振动方向判断波传播方向时，“走坡法”是一种重要的方法，即“下坡上，上坡下，简谐横波在传播过程中波上的各个质点只在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，当两个质点相隔波长的整数倍时，则这两个点为同相点，即振动步调相同，如果两