专题14 机械振动和机械波（选修3-4）（第05期）-2017届高三物理百所名校好题速递分项解 12页

一、选择题 ‎1.．【重庆市第一中学2017届高三上学期期中考试】（5分）下列说法正确的是（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）‎ A．简谐运动的周期与振幅无关 B．在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式中，F为振动物体所受的合外力，k为弹簧的劲度系数 C．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度 D．在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽 E．在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多 ‎【答案】ABE 考点：考查双缝干涉的条纹间距与波长的关系；简谐运动的振幅、周期和频率；波长、频率和波速的关系．‎ ‎【名师点睛】该题考查选修3-4中的简谐振动的周期公式、回复力公式、以及衍射与干涉等，都是记忆性的知识点，要加强对这类知识点的积累，避免失分，同时注意波长与相邻波峰间距的关系．‎ ‎2．【四川省成都外国语学校2017届高三11月月考】（5分）如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，P点的振动周期为，从波传到的M点时开始计时，下面说法中正确的是（）‎ A．这列波的波长是5mB．波源的起振方向向下 C．1s内质点M经过的路程为 D．质点Q（x=9m）经过0.7s第一次到达波峰 ‎【答案】BCD ‎【解析】由读出相邻波谷之间的距离为4m，即波长为4m．故A错误．简谐横波沿x轴正方向传播，介质中各质点的起振方向都与图示时刻M点的振动方向相同，均向下．故波源的振动方向向下，故B正确； ‎ 一、选择题 ‎1.．【重庆市第一中学2017届高三上学期期中考试】（5分）下列说法正确的是（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）‎ A．简谐运动的周期与振幅无关 B．在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式中，F为振动物体所受的合外力，k为弹簧的劲度系数 C．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度 D．在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽 E．在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多 ‎【答案】ABE 考点：考查双缝干涉的条纹间距与波长的关系；简谐运动的振幅、周期和频率；波长、频率和波速的关系．‎ ‎【名师点睛】该题考查选修3-4中的简谐振动的周期公式、回复力公式、以及衍射与干涉等，都是记忆性的知识点，要加强对这类知识点的积累，避免失分，同时注意波长与相邻波峰间距的关系．‎ ‎2．【四川省成都外国语学校2017届高三11月月考】（5分）如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，P点的振动周期为，从波传到的M点时开始计时，下面说法中正确的是（）‎ A．这列波的波长是5mB．波源的起振方向向下 C．1s内质点M经过的路程为 D．质点Q（x=9m）经过0.7s第一次到达波峰 ‎【答案】BCD ‎【解析】由读出相邻波谷之间的距离为4m，即波长为4m．故A错误．简谐横波沿x轴正方向传播，介质中各质点的起振方向都与图示时刻M点的振动方向相同，均向下．故波源的振动方向向下，故B正确； ‎ 已知P点的振动周期为0.4s，则波的周期为T=0.4s，振幅为10cm，故1s内M经过的路程为：×4×10cm=100cm=1m，故C正确；波速为．当图示x=4m处质点的振动传到质点Q时，Q点第一次到达波峰，所经过时间为．故D正确．故选BCD.‎ 考点：机械波的传播 ‎3．【四川省绵阳南山中学2017届高三12月月考】(5分)一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P此时刻沿-y运动，经过0.1s第一次到达平衡位置，波速为5m/s，则下列说法正确的是 A.该波沿x轴负方向传播 B.Q点的振幅比P点的振幅大 C.P点的横坐标为x=2.5m D.Q点的振动方程为 E.x=3.5m处的质点与P点振动的位移始终相反 ‎【答案】ACD 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】本题根据比较质点振动先后判断波的传播方向，根据周期表示质点的振动方程，要学会应用波形平移法分析此类问题。‎ ‎4．【广东省五校协作体2017届高三上学期第一次联考】（5分）两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图11所示区域相遇，则下列说法正确的是。‎ A．在相遇区域会发生干涉现象 B．实线波和虚线波的频率之比为3:2‎ C．平衡位置为x＝6m处的质点此刻速度为零 D．平衡位置为x＝8.5m处的质点此刻位移y＞20cm E．从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x＝5m处的质点的位移y＜0‎ ‎【答案】BDE 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】解决本题时要抓住在同一介质中传播的同一类波波速相等，知道干涉的条件和波的叠加原理．要知道波形图是反应某时刻各质点的位置，而振动图则是反应某质点在各时刻的位置。‎ ‎5．【四川省成都市龙泉第二中学2017届高三12月月考】（5分）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15.8 m、14.6 m，P、Q开始震动后，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）‎ A．P、Q两质点运动的方向始终相同 B．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】BDE 考点：机械波的传播 ‎6．【江西省吉安市第一中学2017届高三上学期第二次段考】如下图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像，乙图为参与波动质点P的振动图像，则下列判断正确的是 A．该波传播的速率为4cm/s B．该波的传播方向沿x轴正方向 C．经过0.5s时间，质点沿波的传播方向向前传播2m D．该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象 ‎【答案】D ‎【解析】由甲读出该波的波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=1s，则波速为故A错误．在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向．故B错误．质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不波的传播方向向前传播．故C错误．由于该波的波长为4m，所以该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象．故D正确．故选D。‎ 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】根据波动图象能读出波长、由质点的振动方向判断波的传播方向，由振动图象读出周期和质点的振动方向等等，都学习振动和波部分应具备的基本能力，要加强训练，熟练应用。‎ ‎7．【湖北省八校2017届高三上学期第一次联考试题】（5分）一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为5m/s，则（填入正确选项前的字母，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）。‎ A．这列波沿x轴正方向传播 B．t=0时刻质点a沿y轴正方向运动 C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为1.25Hz D．x=2m处的质点的位移表达式为y = 0.4sin(2.5πt+π)（m）‎ E．从t=0时刻开始质点a经0.4s通过的路程为0.8m ‎【答案】CDE 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】本题突破口在于先根据△x=v•△t求解波形平移的距离，然后结合波动与振动的关系进行分析，不难。‎ ‎8．【安徽省皖南八校2017届高三第二次联考】（10分）如图所示，实线是某列横波在O时刻的波形图，虚线是0.25 s时刻的波形图．振幅为2 cm，已知0时刻x=l m处的质点正在向y轴负方向运动．求：‎ ‎①波的最大周期；‎ ‎②波在最大周期情况下，写出2.5 m处的质点振动位移为cm的可能时刻．‎ ‎【答案】①②，n=0,1,2,3....... ，n=0,1,2,3.......‎ ‎【解析】①由题意可知，波向左传播，波长为4m；‎ 当n=0时，最大周期 ‎②由波形图可知，2.5m处的质点0时刻位移为-cm，沿y轴正方向振动，则经过位移为cm的时刻有：，n=0,1,2,3....... ‎ ‎，n=0,1,2,3.......‎ 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】此题是关于机械波的传播问题；关键是能从波形图中找到两个时刻传播的距离关系；利用波形的平移法判断波的传播方向．根据时间与周期的关系，分析质点的运动状态。‎ ‎9．【宁夏固原市第一中学2017届高三上学期适应性训练】一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好进过平衡位置的两质点相距6m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐横波可能的波长为（　　）‎ A．4 m、 B．6 m C．8m D． 12 m E.15m ‎【答案】ABD 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】本题要根据两质点间状态关系，结合波形图象，确定距离与波长的关系．两质点间可能没有波谷、可能一个波谷，也可能有两个波谷，得到波长有三个值。‎ ‎10．【湖南师范大学附属中学2017届高三上学期月考（四）】如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P的振动图象，则下列判断正确的是____．(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)‎ A．该波的传播速率为4 m/s B．该波的传播方向沿x轴正方向 C．经过0.5 s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2 m D．该波在传播过程中若遇到3 m的障碍物，能发生明显衍射现象 E．经过0.5 s时间，质点P的位移为零，路程为0.4 m ‎【答案】ADE 考点：机械振动和机械波 ‎ ‎【名师点睛】结合波动图象、振动图像可知机械波的周期和波长，根据波速公式求出波速。根据零时刻质点P运动方向，判断波的传播方向。质点不随波在波的传播方向上向前传播。发生明显的衍射现象的条件是波长比障碍物的尺寸小或差不多。‎ ‎11．【辽宁省庄河市高级中学2017届高三12月月考】一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子的中点，同时抖动绳子的两个端点P.Q，一小段时间后绳子两端产生的波形如图所示，已知机械波的传播速度由介质决定，对于绳上各点的振动情况，以下判断正确的是 A.两列波将同时到达中点M B.两列波的波速之比为 C.M点的位移大小在某时刻可能为零 D.中点M的振动总是加强的 E.绳子的两端点开始振动的方向相同 ‎【答案】ACE ‎【解析】由题意可知，波在同种介质传播，所以波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点，故A正确，B错误；由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱；当两波刚传的M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零，故C正确， D错误；据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，据波形可知，两波源的起振方向都是向上振动，故E正确。‎ 考点：波的叠加 ‎【名师点睛】考查波的叠加原理，及相遇后出现互不干扰现象．同时注意之所以两列在相遇时“消失”，原因这两列波完全相同，出现振动减弱现象。‎ ‎12．【贵州省贵阳市第一中学2017届高三上学期第四次适应性考试】一列简谐横波在 时刻的波形如图中的实线所示，从此刻起，经波形图如图中的虚线所示，若波传播的速度为，则 A.这列波的周期为 B.这列波沿x轴负方向传播 C.从时刻开始，质点P比质点Q先回到平衡位置 D.处的质点在内通过的路程为 E.处的质点的位移表达式为 ‎【答案】BDE 考点：波长、频率和波速的关系、横波的图象 ‎【名师点睛】本题的关键要明确波在同一均匀介质中匀速传播，能根据质点的位置和运动方向写出质点的振动方程，要知道质点在一个周期内通过的路程是四倍的振幅．‎ ‎13．【辽宁省鞍山市2016-2017届高三二模】（5分）一列简谐横波在t=0.6s时刻的图象如图甲所示，波上A质点（x=15m）的振动图象如图乙所示此时，P、Q为如甲图中所示y=﹣1m的两个质点，则以下说法正确的是（　　）(选对一个得2分，选对2个给4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．这列波沿x轴正方向传播 B．这列波的波速是m/s C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物，不能发生明显衍射现象 D．从t=0.6s开始，紧接着的△t=0.3s时间内，P质点通过的路程是2m E．从t=0.6s开始，质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置 ‎【答案】ABE 考点:波长、频率和波速的关系、振动图象、波动图象 ‎【名师点晴】本题主要考查了波长、频率和波速的关系、振动图象、波动图象。由乙图读出t=0.6s时刻质点A的速度方向，由甲图判断出波的传播方向．由甲图读出波长，由乙图周期，求出波速．根据时间与周期的倍数关系，结合一个周期内质点通过的路程是4倍振幅，求解经过t=0.3s时A质点通过的路程．根据波长的大小分析产生明显衍射现象时障碍物的尺寸．‎ 二、非选择题 ‎14．【宁夏罗平中学2017届高三12月适应性考试】（7分）．一列简谐横波的波形如图所示，实线表示t1=0时刻的波形图，虚线表示t2=0．1s时刻的波形图．该波的周期为T．【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ ‎①若2T>t2﹣t1>T，求：该列波的传播速度。‎ ‎②若波速为700m/s，求波的传播方向？‎ ‎【答案】①若波沿x轴正向传播 v1=100m/s ；若波沿x轴负向传播 v2=140m/s；②波沿x轴负向传播；‎ ‎【解析】①若波沿x轴正向传播，则有：‎ 若波沿x轴负向传播，则有：‎ ‎②由图像可知：波长 在△t=0.1s内波传播的距离：‎ 则： ‎ 所以波沿x轴负向传播。 ‎ 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】考查由波的传播时间，来确定波的传播方向，掌握波速与传播的距离关系，注意波的周期性。‎ ‎15．【河北省衡水中学2017届高三上学期四调考】一列简谐横波沿x轴正向传播，t=0时的图像如图所示，此时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为0.2s，Q质点回到平衡位置的最短时间为1s，已知t=0时两质点相对平衡位置的位移相同，则：‎ ‎（1）波的传播周期为多少秒？‎ ‎（2）传播速度是多大？‎ ‎（3）从t=0时刻算起经过多长时间质点Q第二次回到平衡位置？‎ ‎【答案】（1）2.4s．（2）5m/s（3）2.2s 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】本题关键要根据质点的振动过程确定其振动周期，得到波的周期．要注意介质中质点只在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移。‎ ‎16．【广西桂林中学2017届高三12月月考】（10分）一列简谐横波在=0时的波形图如图所示．介质中=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为．介质中=6m处的质点刚好开始振动。求 ① 这列波的波速；‎ ② 从=0时开始，到介质中=12m处质点第一次到达波谷所需的时间.‎ ‎【答案】①10m/s ② 0.9s 考点：简谐振动图象 ‎【名师点睛】本题主要考查了简谐振动图象。根据质点P的振动方程，读出ω，周期为；根据波动图象读出波长，再求出波速；先求出t=0时，介质中=3m处波传播的距离，在求出介质中=12m处的质点第一次到达波谷所需的时间即可。‎