专题13机械振动机械波解析版

13机械【【2014高 【物理——选修34]【2014·新课标卷Ⅰ(1)图(a)为一列简谐横波在t＝2s时的波形图图(b)为媒质中平衡位置在x＝1.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x＝2m的质点．下列 图 图0.5波的方向向0～2s时间内，P80～2s时间内，Pyt＝7s时，P【2014·卷】一简谐横波沿x轴正向，图1是t＝0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图像，则该质点的x坐标值合理的是( A．0.5 B．1.5C．2.5 D．3.5lrl，引GMrTlrll 【答案】

lGr2＝mg，解得g＝Gr2.单摆的周期 GM，选项B正确【2014·卷】一简谐机械横波沿x轴正方向，波长为λ，周期为T.t＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点．图2是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是( 图 图t＝0abt＝0ab2a2b【答案】2b的振动，C错误，D正确．【2014·卷】两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正 B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2【2014·福建卷Ⅰ】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 【答案】，由质点的振动方向与波的方向的关系可知，该波在第一个周期末的波形图如图D所示【2014·山东卷】(1)一列简谐横波沿直线．以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图像如图所示，已知O、A的平衡位置相距0.9m．以下判断正确的是 选，填正确答案标号1.2y0.4At＝4s动图像，距该质点Δx＝0.5m处质点的振动图像可能是( 【答案】2m2s1m/s；由乙图的t＝1s时，该质点位移为负，并且向下运动，距该质点Δx＝0.5m A【2014·卷】平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向，波速均为100m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、QxxP＝3.5m、xQ＝－3mS位移为负且向－y方向运动时，P、Q两质点的()动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s．当船上升到最高点时，甲板刚好与码服登船的时间是()A．0.5 B．0.75 C．1.0 D．1.5 【2014·重庆卷】(2)(6分)一竖直悬挂的弹簧振子下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录v112所示的图像．y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标．由此图求振动的周期和振幅．

11(2)

＝ ＝【【2013高 （2013·卷）7、一列简谐波沿直线，该直线上平衡位置相距9m的a，b两质点的振 （2013·大纲卷）2150m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的10m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（） 【答案】10m4B正确。【考点定位】考查波的及其相关知识（2013·卷）5．图1是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图，已知c位置的质点比a位0.5s2所示振动图像对应的质点可能位于B．b<x<cD．d<x<e（2013·卷）14．一列横波沿水平绳，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动34

T＜t＜T)2t【答案】t2t

1T41

1T4

1T4

3T4TA4【考点定位】机械波的和质点的振（2013·卷）4．做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量 【答案】AF＝-kx，位移相同则回复力相同，D错误。根据第二定律，F=-kx=ma，因此加速度也相同C错误。经过同一位置，可能是远离平衡位置也可能是靠近平衡位置，速度方向不同，B【考点定位】简谐振动的位移，速度，加速度，回复力的关系（2013·卷）1．电磁波与机械波具有的共同性质 (B)都能传输能(C)都能在真空中(D)都具有恒定的波期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向的简谐波。下图中能够正确表示t＝0.6s时波形的图是()【答案】为＋y方向，因此波动图象应关于y轴对称，故选项A、B错误，又因为波的过程，传递的是－x方向应各形成1.5个完整波形，根据最后传至的质点的起振方向沿＋y方向和波的方向应CD错误。（2013·卷）15.一列沿x轴正方向的间谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如A．B．C．x=4myD．x=4m和图（c）x1

【答案】【解析】根据题述及波形图和两处质点的振动图像，图（b）t=018.3-4试题（12分（1（2012·海南）某波源s发出一列简谐横波，波源s的振动图像如图所示。在波的方向上有AB它们到s的距离分别为45m55m测得AB两点开始振动的时间间隔为1.0s。①波长 ②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移 【答案】 λ=vT=100×2m=20m。A、B10mB点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开【考点定位】此题考查波动、振动图像及其相关知识（2012·福建）13、一列简谐波沿x轴，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴A．沿x轴负方向 B．沿x轴正方向C．沿x轴负方向，30 D．沿x轴正方向【答案】【解析】从甲图的波动图像可知，质点P向y轴负方向运动说明波沿x轴负方向，从图中还可在波长为24m,周期为0.4秒，可得到波速为60m/sA。a、b两质点均处于波锋位置。下列说法正确的是a、ba、bbaba【答案】【解析】由图可知：A、B之间距离为一个波长，开始时刻相差1个周期，ab点，所以D（2012·）7．沿x轴正方向的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示为介质中的一个质点，该波 速度为40m/s，则t=1sMMMM（2012）19．在xoy平面内有一列沿x轴正方向的简谐横波，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t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N1s。则该波的周期为53t=3

s时，Nt0t=1s，Mt=3【答案】

st=3

s，Mt0时，My轴正方向运动，N位移处，且该波的周期大于1s3𝜆=2𝑚，可得𝜆=8mT=𝜆=4s，A 速度不同于波 3

st=3

最大位移处向平衡位置移动，速度逐渐增大，动能逐渐增大，D（2012）17．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时（2012·新课标卷）34.[物理——选修3-4]（15分（1（6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 已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为 （2（9 【答案（1）正 （1）t=0t=0时向上（a（b33/8λ=0.8m（2012·山东）37（8分【物理—物理3-4（1）一列简谐横波沿x轴正方 ，t0P、Qx

x

t

当t

4P做简谐运动的表达式（不要求推导过程）（2）RO

MABNNABM30，1玻璃的折射率。2OBN【解析】解（1）①设简谐横波的波速为v，波长为，周期为T，有图像知， 。t

①v

②联立①②式，代入数据得v1m/s②质点P做简谐运动的表达式为y0.2sin(0.5t （2）设光线BM在M点的入射角为i，折射角为ri30r60n

⑤代入数据得n 光线BN恰好在N点发生全反射，则BNO为临界角CsinC nBNddRsin

⑧联立⑥⑦⑧式得d 33⑨己知图中x1与x2相距1m，波的周期为T，且2T<Δt<4T。则可能的最小波速为 （2012·）15.一列简谐被沿X轴正方向，在t=0j时波形如图1所示，已知波速度10m/s。则t=0.1s时正确的波形应是图2中 【答案】4.0m0.4s0.1s是四分之一周期，0.1sc。下描述试管振动的图象中可能正确的是() 【答案】D正确． 1.（）一列简谐横波沿x轴，波长为1.2m，振幅为A。当坐标为x=0处质元的位为-3A且向y轴负方向运动时，坐标为x=0.4 为-

Ax=0.2my轴正方向运动时，x=0.4m-2-

、沿y轴正方 B．2-2A、沿y轴正方 D．-2-2

yAy2（D．它的振动频率等于波源的振动频3.（重庆）介质中坐标原点0处的波源在t=0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向，t0时L17x0处质点振动的图象是【答案】线或是A或C，考虑到波到L处，L处质点的起振方向向下，所以，振动图线必是C.4（A.各种会发生偏振现象B.用白光做单缝衍射与双缝实验，均可看到彩色条C.声波过程中，介质中质点的运动速度等于声波的速D.已知波得纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的【答案】到彩色条纹，故B正确；声波在过程中，介质中质点的速度并不等于声波的速度，故C错误；已知波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的，故D正确。5（形成的简谐横波的波形如图所示，B是沿波方向上介质的一个质点，AAyB4

ACBDA6（P点时，则A.1cm＜x＜3cmyB.QyC.QDQp处Qt=0QP时，3/4周期，QB正确，CD1cm＜x＜3cm7（ f1,f2A1A2

f1f2，A1A2f1f2，A1

f1f2，A1A2f1f2，A18（ ）两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，aa【答案】 v波的周期不相等，不满足相干条件，在两波相遇的区域中不会产生现象，B正确9（ ）x轴相向而行，波速均为v0.4m/sA、Bt0时的波形如图所示。当t2.5s时，M点的位移 cm，N点的位移 【【2010高 的周 B．波 C．波 【答案】或波的方向，因此无法确定波速、周期和频率2．2010·卷Ⅰ·21一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点

t0x0.1mt4sx0.1mt4sx0.1m3 A．0.1 B．0.1 C．0.2m，

D．0.2【答案】3．2010··17一列横波沿x轴正向，a、b、c、d为介质中沿波方向上四个质点的平31所示，此后，若经过周期开始计时，则图2A.a处质点的振动图 B.b处质点的振动图C.c处质点的振动图 D.d处质点的振动图【答案】3a到达波谷，b到达平衡位置向下运动，c到达波峰，d0bB2010·物理·16如右图，一列简谐横波沿x轴正方向，实线和虚线分表示＜时的波形，能正确反映t3

141

1T0.5s43t7.5s3T，波峰沿x轴正方 3，从1处到处，选D3 2010·物理·20如图，一列沿x轴正方向的简谐横波，振幅为 ，波速为2 在波的方向上两质点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bxx轴相距1cm的位置，则此波的周期可能为从此时刻起经过从此时刻起经过

bb1

1

，

。根据v

4T 4T

5Tx6

5=1.0mx=1.2m处，b6111

，

，根据v ，

，B2T 2T b在波峰，D正确。

Tx3

=1.0mx=1.0m处，x=0.43 台的平面图，AB是讲台，S1、

叭传来因而相消。已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136Hz，问讲台上SBSB20m15m4 【【2009高 x=1.5mx=4.5m。P2所示。在下列四幅图中，Q点的振动图像可能 解析：本题考查波的.该波的波长为4m.,PQ两点间的距离为3m..当波沿x轴正方向时当P在平衡位置向上振动时而Q点此时应处于波峰,B正确.当沿x轴负方向时,P点处于向上振Q点应处于波谷,C对。 C．波的方向一定和媒质中质点振动的方向一.C．机械波的依赖于介质，而电磁波可以在真空 ·17）一简谐机械波沿x轴正方向 ，周期为T，波长为。若在x=0处质点的振动图像如右图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为x=0t=T/2AA项正确。1/2，则单摆振动的 6.（09··8）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为A.1s3sB.1s3sC.3s5s

t4D.3s5s x x

rad/s，T

时间图像，由图像可以看出，第1s末和第3s末的速度方向不同 B错；仍由图像可知，3s5s而速度是大小相同，方向也相同。故C错、D对 -t＝0.6sT＞0.6s2.4t＝0.9s时，Py0.4s，Pt＝0.5s时，Q（09·福建·17）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，则 （）t=0.15sQt=0.15sPy从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向了6t=0.10st=0.25sP30y-tT=0.2st=0.1sQy负方向运动，可以推断波没x负方向，所以C错；从t=0.10s到t=0.15s时，Δt=0.05s=T/4，质点Q从图甲所示的位置振动T/4Q的PT/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途yA、Bt=1T4A；t=T/2，2At=T/41A；t=3T/4，质点运动的路程也不一定3At=0.10st=0.25s内，Δt=0.15s=3T/4，P点的起始位置既不是平衡位置，又不是最3T/430cm。10.（09·浙江·21）一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向 ，处在x11m和x22m的两质点A、B的振动图像如图所示。由此可知 （）4波长为波速为3sAB1s末A点的振动速度大于B点的 动速y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t＝0.25s x2＝45cm的质点Ny轴正向通过平衡位解析：由图可知，这列简谐波的波长为20cm，周期T=0.25s×4=1s，所以该波的波速vT

20

t=0时刻开始到N质点开始振动需要时间t1xvx

45s2.25sTy轴正向通过平衡位置需要再经过t2TNy

·14（2 到右侧小孔时，若两列波的路程相差半个波长，则此处声波的振幅 ；若的路程相差一个波长，则此处声波的振 （2）（2）·12.B（4所示。质点A振动的周期 s；t 时，质点A的运动沿y轴 质点B偏离平衡位置的位移是 答案

t9s（2）向相同且向上，t=6s时质点在平衡位置向下振动，故8s时质点在平衡位置向上振动；波到点，需要时间tx16s=8s，故t9s1s(1个周期) ·37（1）动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长，1所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发出，被接受器所接受。2为示波器的显示屏。屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接受信号。若已知发射的，

与的距离为s1.30m，求管内液体中的声速（已1300~1600m/s【【2008高 1.（08Ⅰ16）一列简谐横波沿x轴,周期为T.t=0时刻的波形如图所示.此时平衡位置位x=3m处的质点正在向上运动,若a、bxa=2.5m,xb=5.5m,则 a质点处在波峰时,bt=T/4时,ayt=3T/4时,by在某一时刻,a、b2.（08Ⅱ17）一列简谐横波沿x轴正方向,振幅为A.t=0时,平衡位置在x=0处的质元位y=0处,y轴负方向运动;此时,x=0.15my=A处. A.0.60 B.0.20 C.0.12 D.0.0863.（08理综32）下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是 B.横波在介质中的速度由介质本身的性质决C.在波方向上的某个质点的振动速度就是波的速谐运动的质点速度周期性变化,不是波速,C错.单位时间内通过某质点的完全波个数即单位时间内全振动的次数,D对。4.（08理综16）在介质中有一沿水平方向的简谐横波.一质点由平衡位置竖直向上运动,经0.1s到达最大位移处,在这段时间内波了0.5m.则这列波（）A.周期是0.2 B.波长是0.5C.波速是2 D.经1.6s了8

解析：波速 m/s=5m/s,故选项C错误;质点由平衡位置开始运动,经0.1s达到最大位 处,则 =0.1s或 s或 波长λ=v·T,则 m或 m（n=0,1,2,……）,故选项B错误;1.6s内波距 x=v·t=5×1.6m=8m,D正确5.（08重庆理综21）一列简谐横波沿直线由a向b,相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示,则 A.20B.8.4C.10.5D.该波由a到b可能历时76.（08重庆理综20）某地区波中的横波和纵波速率分别约为4km/s和9一种简易仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）,在一次中,震源在仪下方,观察到两振子相差5s开始振动,则 A.P先开始振动,震源距仪约36B.P先开始振动,震源距仪约25C.H先开始振动,震源距仪约36D.H先开始振动,震源距仪约25 较快,故P先开始振动,设震源 仪约x,则有 =t,代入数v vx=36km,A正确条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线.从图示可知 A.此列波的频率一定是10Hz B.此列波的波长一定是0.1mC.此列波的速度可能是34m/s D.a点一定比b点距波源近8.（08江苏12）一列沿着x轴正方向的横波,在t=0时刻的波形如图甲所示.图甲中某质点的振动图象如图乙所示.质点N的振幅是 （从质点K、L、M、N中选填）的振动图象,该波的波速 0.8、4、L、解析：由图象看出振幅A=0.8m,周期T=4s;波向右,0时刻L质点向y轴正方向振动,所以L质点的振动图象.9.（08江苏12）描述简谐运动特征的是x= 升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动（填“是”或“不是”）简谐答案：Asin 不解析：简谐运动方程x=Asint.篮球的受力是重力,大小方向不变,不满足简谐运动的力学特征 模拟 【解析】选lglg

线方向的分力提供，D错2.(2013·宝山模拟)一个波源在绳的左端发出半个波①:f1A1;同时另一个波源的是()B.两列波相遇后，P3.(2013·承德模拟)一列简谐横波沿x轴正方向，某一时刻的波形图如图所示，此时质点P、跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反.由图可知，在此后的任一时刻 APSBPQCPSDPRD.由波动图象可得，P、R两点相隔半个波长，所以在振动过程中的位移、加速度D对．4.(2013·兰州模拟)如图所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向的简谐横波在某时刻的波形图，波速为2m/s.则以下说法正确的是( A.PyB.PQC.经过Δt＝4sP8D.经过Δt＝4sQ0.41m,t＝0Oy轴正方向振动，并产生分别向左向右的简谐横波，质点O振动图象如图乙所示，当质点O第一次达到正方向最大位移时，质点P刚开始振动，则下列说法正确的是()A.这列波的波长为2m，速度为2B.QO35cmC.t＝3sP、PD.t＝2sPP6.(2013·西城模拟)振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图所示规xP点的振动图象是图中的()B.由绳上形成的波形可知，PB7.(2013·苏州模拟)一列简谐横波沿x轴，如图甲、乙所示分别为方向上相距3m两质点的振动图象，则波的速度大小可能为 A.30 B.20C.15 D.58.(2013·模拟)将一秒摆(周期为2s)置于沿圆形轨道绕地球运动的人造地球中，若的轨道半径为地球半径的2倍，则秒摆的周期将变为( A.4 B.2 C. D.无限A.T=0.2s,0s时质点一个在最高点,一个在最低点,离相差1+n)λ.则1+n)λ=3m.v=T30m/s,只有A正确

15n=0时12 A.从图象可以看出，t1、t2时刻振子处于同一位置，位移大小相等，方向一致，由大小相等，方向相反，A正确，B不正确.t2、t3时刻振子处于平衡位置两边的对称位置，位移大小CD不正确.10.(2013·芜湖模拟)一简谐横波在x轴上在某时刻的波形如图所示.已知此时质点F的运动方向向下，则()A.xB.DC.BCD.E的图线，则下列说法中正确的是()A.这两列波不可能发生现v等，B、C错误，Df，所以两列波的频率相等，相位差恒定，能发生现象，A误10m/s,0.4s,0.2s0.2s 13．(2013年绵阳一中模拟)一列简谐波在两时刻的波形如图中实线和虚线所示，由图可确定这 B．波C．波 C.λ＝4m，根据题设条件无法判断周期、频率，因而也无法计算波C选项正确． A．两列波同时到达两波源的中点PB．两列波相遇后，P点波峰值可达A1＋A2．波形如图中虚线所示．若该波的周期T＞0.02s，则该波的速度可能是( A．2 B．3C．4 D．5解析：选B.由于周期大于0.02s，当波沿x轴正向时，波的距离为x1＝0.02m，波

m/s＝1m/s；当波沿x轴负 时， 的距离为x2＝0.06m，波速 m/s＝3m/sB 周期开始计时则图乙描述的是 A．a处质点的振动图 B．b处质点的振动图C．c处质点的振动图 D．d处质点的振动图B.

3

点经4f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是(f＜f0ff＞f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大Cf0Df迫振动的振幅越大，B正确．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是(410s204st＝1st＝3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同2.5×4A＝20cm.4st＝1st＝3s19．(2013年哈尔滨三中模拟)一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向．已知t＝0时的波形如图所示，则()1x＝0t＝0yx＝0处的质点在

sx＝0处的质点在

ss末时,A点出现第三次波峰.试求:该简谐波的周期该简谐波到B点所需的时间B点第一次出现波峰时,A点经过的路程【解析】由所给出的振动图象可知周期T＝4×1