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  • 2021-05-13 发布

高考物理题12机械振动与机械波

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专题12 机械振动与机械波 ‎1.(2017全国卷Ⅲ)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 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_______‎ A.波长为2 m B.波速为6 m/s C.频率为1.5 Hz D.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰 E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置 答案:BCE 解析:由波形图可知,波长为4 m,A错误;实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s时的波形图,波沿x轴正方向传播,又该波的周期大于0.5 s,则0~0.5 s时间内波传播的距离,,故周期,频率为1.5 Hz,波速,BC正确;由,t=0时,x=1 m处的质点在波峰位置,t=1时,该质点应该在平衡位置向上振动,D错误;由,t=0时,x=2 m处的质点在平衡位置,t=2 s时,该质点同样经过平衡位置,E正确.‎ ‎2.(2017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:本题考查考生对波的周期、频率与波速之间的关系的理解.播放速度变为原来的2倍,则声波的频率也变为原来的2倍,但在同一均匀介质中声波的传播速度不变.‎ ‎3.(2017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 A.t=1 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值 B.t=2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值 C.t=3 s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零 D.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:本题考查简谐运动中速度和加速度的相关知识.t=1 s时,振子在正的最大位移处,振子的速度为零,由a=-kx/m知,加速度为负的最大值,A项正确;t=2 s时,振子位于平衡位置,由a=-kx/m知,加速度为零,B项错误;t=3 s时,振子在负的最大位移处,由a=-kx/m知,加速度为正的最大值,C项错误;t=4 s时,振子位于平衡位置,由a=-kx/m知,加速度为零, D项错误.‎ ‎4.(2017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O、P的平衡位置间距为L.t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是 A.该简谐波是纵波 B.该简谐波的最大波长为2L C.时,P在平衡位置上方 D.时,P的速度方向竖直向上 答案:C 解析:本题考查考生对机械波的理解.振动方向与传播方向垂直,故该简谐波是横波,A错误;根据“下坡上”判断,P距离O的最近距离L=λ,所以最大波长等于4L,B错误;经过T,P位于波峰,所以T时,P在平衡位置上方,C正确;在T时,P正在从波峰回到平衡位置,速度方向竖直向下,D错误.‎ ‎5.(2017浙江卷)一列向右传播的简谐横波,当波传到处的P点时开始计时,该时刻波形如图所示,时,观察到质点P第三次到达波峰位置,下列说法正确的是 A.波速为 ‎ ‎ B.经1.4s质点P运动的路程为70cm ‎ C.时,处的质点Q第三次到达波谷 D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5HZ 答案:BCD 解析:首先从图中我们可以得出这列波的波长为2米,同时每一个质点开始振动的方向是+y方向万.从0时刻开始到0.9s,P点恰好第三次到达波峰,表示经过了9/4个周期,得出周期TY=0.4s,所以波速v=λ/T=5m/s,故A错误,经过1.4s则P点恰好完成3个完整会周期加1/4周期,所以路程为70cm,故B正确,经过0.5s波传到Q点,则Q点运动了1.1s,恰好完成两个完整周期加3/4周期,处于波谷,故C正确,本列波的频率为2.5HZ,所以要与2.5Hz的波发生干涉,故D正确.‎ ‎6.(2017海南卷)从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波,分别沿x轴正、负方向传播,在某一时刻到达A、B点,如图中实线、虚线所示.两列波的波速均为10m/s.求 ‎(i)质点P、O开始振动的时刻之差;‎ ‎(ii)再经过半个周期后,两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标.‎ 答案:‎ ‎(i)质点P、O开始振动的时刻之差为0.05s.‎ ‎(ii)两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为:2m、3m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m.‎ 解析:(i)该波的周期为 T===0.2s.由图知,质点P、O开始振动的时刻之差为△t==0.05s.‎ ‎(ii)该波的波长为 λ=vT=10×0.2m=2m.根据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弱,可知,两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为:2m、3m、3m、4m、5m.‎ 合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m.‎