专题13机械振动和机械波-三年高考物理试题分项版解析

13机械振动和机械一、选择【2016·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xN【答案】N0时刻位移为正，在正向最大位移处，A正确。【考点定位】简谐振动图xAsin（t）。【2016·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(2

在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向，某时刻波刚好到x=12m处，波形图象如图所示，此后再经6s该波到x=24mB．M3sy轴正方向Cy轴负方向DMy=–3m2s【答案】【考点定位】机械波的、质点的振PQ开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。则QyPQ7该波的速度可能为26【答案】【解析】由图线可知，质点Q开始起振的方向沿y轴正方向，选项A正确；振动由P向Q，由图T=6sPQ的时间可能为(nT+4)s=v(6n+4)s，（n=1、2、3、……），7B错误；根据（nT+4）v=10m可得v

m/s（n=1、2、3、……）2m/s6nC错误；根据vT

mn=1时，λ=6mDAD6n【2016·卷】甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向，波速为2C3sx=7mD3s，两波源间（不含波源）5【答案】【考点定位】机械波的、质点的振3s时的波形，再分析问题。5．（4分）【2016·海南卷】下列说法正确的 。（填入正确答案标号。选对1个得2分选对2个得3分，选对3个得4分；有的得0分）【答案】g

T

LgLgA

T

LgCDELg【考点定位】简谐运动、受迫振【2016·新课标Ⅰ卷】某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法6该水面波的波长为3mE．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波时振动的质点并不随波迁【答案】A11015s，所以周期Tn

15s5sf=0．6HzB vT3m，故C正确；水面波没有将该同学推向岸边，只能说是因为波时振动的质点并不随波迁移，不能说波时能量不会传递出去，波的过程也是能量传递过程，故D错误，E正确。【考点定位】波xxb（xb0）。A点的振动规律如图所示。已知波速为v10m/s，在t0.1s时b的位移为0.05m， 。（填入正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分；有0分波沿x轴正 ，xb0.5 B．波沿x轴正 ，xbC．波沿x轴负 ，xb2.5 D．波沿x轴负 ，xb3.5【答案】【考点】机械波【方法技巧】注意波的双向性【2014·山东·38】一列简谐横波沿直线。以波源O为平衡位置开始振动为计时零点，质点AO、A0.9m，以下判断正确的是。（双选，填正确答案标号）a．波长为 b．波源起振方向沿y轴正方c．波速大小为 d．质点A的动能在t4s时最【答案】【考点】机械振动和机械【方法技巧】本题重点在由振动图像知，波从O到A需3s，故可求波速、波长等；质点起振的方【2014··7】质点做简谐运动，其x—t关系如图，以x轴正向为速度v的正方向，该质点v—t【答案】

xv00A、C错。后半个周期，斜DB对。【考点定位】间歇振动的速度变x-t图像判断质点振动的方向，还有就是质点振动3/4波长，BA右方。tA1/4周期，B （C）下方且向上运动（D）上方且向下运【答案】A、B3t1T1 B的振动与tA2 BD【考点定位】机械A、BA、B的位置，【2014·浙江·17】一位游客在湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游艇浮10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（） 【答案】yAsint，结合 3a 0-乙10cmC正确；A、B、D【考点定位】机械振【2014··16】一简谐横波沿x轴正向，图1示t=0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是（ B． C． D．【答案】【解析】由题图2可知，该质点在t=0时刻竖直方向的坐标为-0.1m＞y＞-０.2m，并且向y轴负方向运x2.67m＞x＞2m之间，故选【考点定位】振动图象和波的图【2014•福建•17】在均匀介质中，一列沿x轴正向的横波，其波源O在第一个周期内的振动 【答案】y轴负方向，然后根据上下坡法判断波动图像，机械波的问题重点是理解图像的含义。 B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2A正确；波峰与波峰相遇处质点的振动加强，其振幅为两者振幅的和，但质点依然在平衡B、CD正确。【考点定位】本题主要考查了对波的叠加原理的理解与应用问题，属于中档题 ·17】一简谐横波沿x轴正方 ，波长为，周期为T。t=0时刻的波形如图所示，a、b2t=0abt=0ab2a的振动[学-科-2b【答案】【考点定位】对振动图象和波动图象的综合考查[【2014··5】如图所示，甲为t=1s时某横波的波形图象，乙为该波方向上某一质点的振动图象，距该质点△x=0.5m处质点的振动图象可能是（ 【答案】2m，T2s，由乙图知t1sy轴负向且向下运动，满足该条件的点有两无论向左传x0.5m的图（1），还是向右传x0.5m的图（2），都可确定在t1s时沿波的方向上据质点该x0.5myA选项正确。【考点定位】波的图象振动图象波的周期【2014·Ⅰ·34】（1）（6分）图（a）为一列波在t=2s时的波形图，图（b）为媒质是平x=1.5m处的质点的振动图象，Px=2m的质点，下列说法正确的是（填正确答案标号，选对一个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每1个扣3分，最低得0分）。波的方向向0-2s时间内，P02s时间内，Pyt=7s时，P【答案】【解析】根据图（a）的波形图判断机械波的波长2m，根据图（b）可得振动周期T4s波速v0.5m/sA对。根据图（b）x1.5m的质点在t2syT 方向向左，选项B错。t2s时质点P在最低点，根据周期T4s，可知T0时质点P在最高点，所以02s时间内质点P通过的路程为2倍的振幅即8cm，选项C对。02s质点P向y轴负方向运动，选项D错。t2s到t7s共经历5s5TPE4【考点定位】机械振动机械【方法技巧】理解波动图像、振动图像的含义，能从图像中获取周期、波长等信息，判断方向 波速变 【答案】【解析】在同种介质中，超声波的速度保持不变，根据效应可知，当波源与观察者相互靠BC正确。【考点】效【方法技巧】本题主要是识记，记住效应，能利用效应分析问【2015·江苏·12B（2）】用2×106Hz的超声波检查胆，该超声波在和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在中的波长时胆汁中的 倍。用超声波检查胆是因为超声波的波长短，遇到时 【答案】1.5【考点】波的衍【方法技巧】本题主要 ，波长、波速与频率的关系式

vf【2015··17】质点运动的位移x与时间t的关系如图所示，其中做机械振动的 【答案】xt的关系A、B、C正确，D错误。【考点定位】机械运【2015··3】图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别xa2mxb6mb该波沿+x方向，波速为a4sa的速度沿+yat=2s【答案】【2015··2】如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是提高波源频 C．增加波源距桥墩的距 【答案】【考点定位】波的衍【名师点睛】本题考查波的衍射，意在考查考生对波的衍射现象的理解能力和运用所学知识解决实际问题的能力。发生明显衍射的条件是物的尺寸也波长小或差不多。要让衍射明显，要么增大波长，要么减小物的尺寸。t=0.6s （双选，填正确答案标号 c．0.6s内物块运动的路程是 d．t=0.4s时，物块与小球运动方向相【答案】

y1gt2h=1.7m2aT

2s0.8sb正确；0.6sTc2

d【考点定位】简谐振动；自由落体运动【2015··15】一简谐横波沿水平绳向右，波速为v，周期为T，振幅为A。绳上两质M、N的平衡位置相距四分之三波长，NMt=0M位移为A2t（tT），M位移仍为A2t时刻，Nt时刻，N位移为负，速度向上t时刻，N2t时刻，N位移为A2【答案】【解析】因为波向右，当t/2时M在波峰位置时，N点在平衡位置且向下振动，当M点由波峰向平衡位置运动过程中，Nt，M点的位置是+A/2时，N点在A、B错误，C正确；Mt/2时间从+A/2运动到波峰，所以从+A/2t/2，所以，M点从平衡位置向下运动，到返回平衡位位置向上运动过程中，N2t后，MN点速度方向向D错误。【考点定位】波【名师点睛】本题主要考查了波 ，意在考查考生的理解能力。知道介质中相相距3的两4 ·· 】周期为.0s的简谐横波沿x轴，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波（ 沿x轴正方向，波速v=20m/s B．沿x轴正方向，波速v=10m/sC．沿x轴负方向，波速 D．沿x轴负方向，波速【答案】【解析】横波的振动方向与方向垂直，已知P点的振动方向向下，由同侧法可知方向右而读图得波长20mT2s，则波速v10msBT【2015·福建·16】简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副a最早到达波谷的是（）【答案】【考点】：机械【2015··2】平静湖面着一列水面波（横波），在波的方向上有相距3m的甲、乙频率是 B．波长是 C．波速是 D．周期是【答案】有：sAB＝3λ2【2015·海南·16（1）】一列沿x轴正方向的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点Px3m.20.4s。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3分，选3个得4分；每1个扣2分，最低得分为0分）C．x15mt=0.2sD．x22mt=0.2sP位于波峰时，x17m【答案】20.4s1T0.4s，解得T2从图像中可知4m

vT

5m/s，故A错误；根据

1T1.25Hz，B正确；x15mx3m12m，为波长的整数倍，即两质x3mt=0.2sx15m的质t=0.2s时振动到平衡位置，C错误；x22mx2m的质点为同相点，x的坐2mt=0.2sx22mt=0.2s时恰好位于波峰，DPx17mx1m的质点为x1m的质点恰好位于波谷，E正确。【考点定位】横波图像，波长，波速以及频率的关【2016·新课标Ⅲ卷】由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右。波源振动的频率为20Hz，波速为16m/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15.8m、14.6m，P、Q开始振动后，下列判 。（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130分A．P、QB．P、QCS恰好通过平衡位置时，P、QDS恰好通过平衡位置向上运动时，PES恰好通过平衡位置向下运动时，Q【答案】【考点定位】考查了机械波二、非选择【2016·新课标Ⅱ卷】（10分）一列简谐横波在介质中沿x轴正向，波长不小于10cmOAx=0x=5cm处的两个质点。t=0O的位移为1y=4cmA3

sO第一次回到平衡位置，t=1sAO 【答案】（i）4 7.5 30 【解析】（i）TA01s1是个周期，由此可知T=441由于质点O与A的距离5cm小于半个波长，且波沿x轴正向，质点O在3

s2At=1s3v=7.5

s，两质点平衡位置间的距离除以时间，可得波的速λ=30（ii）OT04A0

0Acos(π+) π3

，A=8O

+

或

【考点定位】机械振动和机械T

【2015·重庆·11（2）】题11图2为一列沿x轴正方向的简谐机械横波某时刻的波形图，P0.4s.P点此时的振动方向。【答案】v2.5ms；Py【解析】由波形图可知1.0m，距v2.5mTxPy【名师点睛】横波的波动与振动的方向垂直，判断方法有四种：同侧法、带动法（特殊点法）移法、口诀法（上坡下、下坡上）【2015·新课标Ⅰ·34（1）】在双缝实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一缝，在双缝后的屏幕上，红光 条纹间距x1与绿光 条纹间距x2相比 x2（“＞”“＜”或“＝”）。若实验中红光的波长为630nm，双缝到屏幕的距离为1m，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为