高考物理試題分項(xiàng)解析：機(jī)械振動和機(jī)械波含答案

1、專題15機(jī)械振動和機(jī)械波力右耳7考真強(qiáng)1 .如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距 0.15 m o當(dāng)P運(yùn)動到上方最大位移處時(shí),Q剛好運(yùn)動到下方最大位移處，則這列波的波長可能是PQA. 0.60 mB. 0.30 mC. 0.20 mD. 0.15 m【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（北京卷）【答案】B【解析】可以畫出 PQ之間的最簡單的波形，如圖所示：同時(shí)由于PQ可以含有多個(gè)完整的波形,貝小工次=1+ 5期丸=0,1,2）整理可以得到：4 =需5 =。12一） u/FL Tp A.當(dāng)?i = OB寸，A = 0.3m當(dāng)?i= IB寸，A 故選項(xiàng)B正確事AC

2、D錯誤。點(diǎn)睛：解決機(jī)械波的題目關(guān)鍵在于理解波的周期性，即時(shí)間的周期性或空間的周期性，得到波長的通項(xiàng), 再求解處波長的特殊值。t=0時(shí)振子的位移為-0.1 m , t=1 s時(shí)位移為2.（多選）一振子沿 x軸做簡諧運(yùn)動，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。A.若振幅為0.1 m ,振子的周期可能為4B.若振幅為0.1 m ,振子的周期可能為 LC.若振幅為0.2 m ,振子的周期可能為 4 sD.若振幅為0.2 m ,振子的周期可能為 6 s【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合物理試題（天津卷）【答案】 AD【解析】試題分析；t=0時(shí)刻振子的位移x=-0, Im, t=ls時(shí)刻x=0. 1jh

3、?關(guān)于平衡位置對稱$如果振幅為0.1隊(duì) 則1日為半周期的奇數(shù)倍3如果振幅為。.捻，分靠近平衡位置和遠(yuǎn)離平衡位置分析.若振幅為0.5,根據(jù)題意可知從t=0s到t=菖振子經(jīng)歷的周期為小+ 則 W（n + ）T = Is, （n= 0.1.2.3L.），解得丁=白，），當(dāng)詼1時(shí)T = 9,無論n為何值，T都不會等于臺,A正確B錯誤如果振幅為2、結(jié)合位移時(shí)間關(guān)系圖象，有1$=三十北T，或者51善=+ nl6 T 1s - - + nT ，或者 殳_I，對于式，只有當(dāng) n=0時(shí)，T=2s,為整數(shù)；對于式，T不為整數(shù)；對于式，當(dāng)n=0時(shí)，T=6s,之后只會大于 6s,故C錯誤D正確【點(diǎn)睛】t=0時(shí)刻振子的

4、位移 x=-0.1m , t=1s時(shí)刻x=0.1m,關(guān)于平衡位置對稱；如果振幅為0.1m,則1s為半周期的奇數(shù)倍；如果振幅為0.2m,分靠近平衡位置和遠(yuǎn)離平衡位置分析.（多選）兩列頻率相同、振幅均為A的簡諧橫波P、Q分別沿+x和-x軸方向在同一介質(zhì)中傳播，兩列波的振動方向均沿 y軸，某時(shí)刻兩波的波面如圖所示，實(shí)線表示P波的波峰，Q波的波谷；虛線表示 P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c為三個(gè)等間距的質(zhì)點(diǎn)，d為b、c中間的質(zhì)點(diǎn)。下列判斷正確的是A.質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2AB.質(zhì)點(diǎn)b始終靜止不動C.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為0D.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d的振動方向沿-y軸【來源】浙江新高考 2018年4月選考科目物理試

5、題【答案】 CD【解析】AG質(zhì)點(diǎn)a和c是兩列波的波峰與波谷相遇點(diǎn)，兩列波的振幅相等，所以a和c位移始終為0,即靜止不動，故A錯誤，C正確；B、在經(jīng)過四分之一周期，兩列波各向前傳播四分之一波長，P波a處的波谷和 Q波在c處的波谷剛好傳播到b點(diǎn)，所以b點(diǎn)是波谷與波谷相遇，振幅為2A,為振動加弓II點(diǎn)，故 B錯誤；D、圖示日刻，d點(diǎn)在P波的平衡位置與波峰之間，振動方向沿y軸的負(fù)方向，同時(shí) d點(diǎn)在Q波的波谷與平衡位置之間，振動方向沿 y軸的負(fù)方向，所以d點(diǎn)的振動方向沿 y軸的負(fù)方向，故 D正確；故選CD【點(diǎn)睛】兩列頻率相同的相干波，當(dāng)波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇時(shí)振動加強(qiáng)，當(dāng)波峰與波谷相遇時(shí) 振動減

6、弱，據(jù)此分析。. 一列簡諧橫波沿 x軸正方向傳播，在 t=0和t=0.20 s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。己知該波 的周期T0.20 so下列說法正確的是 。（填正確答案標(biāo)號。選對 1個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分, 選又3個(gè)得5分。每選錯1個(gè)扣3分，最低得分為0分）B.波長為0.08 mx=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70 s 時(shí)位于波谷x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.12 s 時(shí)位于波谷E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s ,則它在該介質(zhì)中的波長為0.32 m【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（全國 III卷）【答案】ACE【解析】試題分析 本題考查波動圖像、

7、波速計(jì)算、波動傳播及其相關(guān)的知識點(diǎn)中解析 根據(jù)波形圖可知，波長X =16=0.16m,選I頁B錯誤5根據(jù)t=0時(shí)刻和t=0. 20s時(shí)刻的波形圖和該波 的周期7003可知，可知該波的周期 小4。與波速K %個(gè)。,4。/力選項(xiàng)A正確f簡潘波沿宣軸正方 向傳榴，冥=0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻沿y軸正方向運(yùn)動，在土=。. 70s時(shí)位于淞谷，在t=0. 12s時(shí)位于y0 的某位差（不是位于波谷）？選項(xiàng)C正確D錯誤;若此波傳入另一介質(zhì)中，周期T不變，其波速變?yōu)関=0. SOn/s, 由可得它在該介質(zhì)中的波長為X =0.80X0. 4iil=0.32il,選嗔E正確. 一列簡諧橫波沿 x軸正方向傳播，在

8、 x=0和x=0.6 m處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn) A、B的振動圖象如圖所示.已知該 波的波長大于0.6 m ,求其波速和波長【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理(江蘇卷)【答案】v=2 m/s ;入=0.8 m【解析】由圖象可知，周期T=0.4 s由于波長大于0.6 m,由圖象可知，波從 A到B的傳播時(shí)間 At =0.3 s波速IJ,代入數(shù)據(jù)得v=2 m/s 波長入=vT,代入數(shù)據(jù)得 入=0.8 m.聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,在鋼鐵中的傳播速度為 4900m/s。一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00s。橋的長度為

9、 m,若該波在空氣中的波長為入，則它在鋼鐵中波長為入的 倍。【來源】2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試物理(全國 II卷)【答案】365 回【解析】試題分析：可以假設(shè)橋的長度,分別算出運(yùn)動時(shí)間，結(jié)合題中的乜求橋長，在不同介房中傳播時(shí) 波的頻率不會變化。設(shè)橋的長度為s則聲音在鋼鐵中傳播的時(shí)間七=：二嘉 聲音在空氣中的傳播時(shí)間為tr=。=擊根據(jù)題意=抵一扁二1解得：s = 365mx/k-w(2)聲音在不同介質(zhì)中的頻率是不會改變的，由公式可知卜剛彌| h廿空解得245故本題答案是(1). 365 (2).點(diǎn)睛：本題考查了波的傳播的問題,17知道不同介質(zhì)中波的傳播速度不同，當(dāng)傳播是的頻率不會發(fā)生

10、變化。7. 一列簡諧橫波在t= 時(shí)的波形圖如圖（a）所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖（b）是質(zhì)點(diǎn)Q的振動 圖像。求（i ）波速及波的傳播方向；（ii ）質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)。圖（a）圖（b）【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（新課標(biāo)I卷）【答案】（1）巴巫巫I波沿負(fù)方向傳播；（2） xc=9 cm【解析】本題考查波動圖像、振動圖像、波動傳播及其相關(guān)的矢Di只點(diǎn),（ii）設(shè)質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置的#坐標(biāo)分別為雙、由圖a）知，工=。處=一：=總疝一3。）因此-a = A = i cm由圖仆）知，在七=0時(shí)Q點(diǎn)處于平衡位置.，經(jīng) =：為其振動狀態(tài)向”軸負(fù)方向傳播至P點(diǎn)處，由此及式有

11、- xp= vkt = 6 cm由式得，質(zhì)點(diǎn) Q的平衡位置的x坐標(biāo)為 % = 9 cm加77耳篇考真題1.12017 天津卷】手持較長軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡諧運(yùn)動，帶動繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動形成簡諧波沿繩水平傳播，示意如圖。繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P,且Q P的平衡位置間距為 L。t=0時(shí)，O位于最高A.該簡諧波是縱波點(diǎn)，P的位移恰好為零，速度方向豎直向上，下列判斷正確的是B.該簡諧波的最大波長為2Lc T ,、3Tle -、，C. t=一時(shí)，P在平衡位置上方D. t=時(shí)，P的速度方向豎直向上88【答案】C【解析】繩波中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直,屬于橫波，縱波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動方向在

12、同 一直線上，故A錯誤，根據(jù)波形圖和波的傳播方向可知，位移恰好為零且速度方向豎直向上的質(zhì)點(diǎn)與訂點(diǎn)J一 .的距離應(yīng)為L = 5+ 了”，其中戶0、1、2，波長1，可知當(dāng)戶。時(shí)有波長的最大值,為4, = 4,+4故B錯誤s。1內(nèi)產(chǎn)由平衡位置振動到波峰，內(nèi)尸由波峰回動到平衡位置,可知時(shí)產(chǎn)在平衡44 2K位置上方向上振動?，=卓時(shí)產(chǎn)在平衡位置上方向下振動,故C正確1D錯誤力 8【考點(diǎn)定位】機(jī)械振動和機(jī)械波【名師點(diǎn)睛】本題應(yīng)注意波的周期性，要從波長入手。2.12017 北京卷】某彈簧振子沿 x軸的簡諧運(yùn)動圖象如圖所示，下列描述正確的是t=1 s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值t=2 s時(shí)，振子的速

13、度為負(fù)，加速度為正的最大值t=3 s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零t=4 s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值【答案】A【解析】在t=1 s和t=3 s時(shí)，振子偏離平衡位置最遠(yuǎn)，速度為零，回復(fù)力最大，加速度最大，方向指向 平衡位置，A正確，C錯誤；在t=2 s和t=4 s時(shí)，振子位于平衡位置，速度最大，回復(fù)力和加速度均為零, BD錯誤。【考點(diǎn)定位】振動圖象【名師點(diǎn)睛】根據(jù)振動圖象判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向的方法：沿著時(shí)間軸看去，“上坡”段質(zhì)點(diǎn)向上振動，“下 坡”段質(zhì)點(diǎn)向下振動。3.12017 新課標(biāo)出卷】（5分）如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為 t=0時(shí)的波形圖，虛線為t=0.5

14、s時(shí)的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5 s 。關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是 （填正確答案標(biāo)號。選對 1個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)得5分。每選錯1個(gè)扣3分，最低得分為0A.波長為2 mB.波速為6 m/sC.頻率為1.5 Hzt =1 s時(shí)，x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰t =2 s時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置【答案】BCE1解析】由波形圖可知，波長為4%九錯誤，實(shí)名物卡。時(shí)的波形圖，虛名朗百5 3時(shí)的波形圖，波沿*軸正方向傳播，又該波的周期大于0. 5外則。2,5 s時(shí)間內(nèi)波傳播的距離Ax = ?尢，7r = 0 5 5，故 44周期丁二：5頻率為1.5 H小波速二4/=6血/

15、&/或正確2由I廣。時(shí)，齊1航處的質(zhì)點(diǎn)在-JJH1波峰位置，尸1時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)應(yīng)該在平衡位置向上振動，D錯誤寧由2$ = 37，行0時(shí)，產(chǎn)2皿處的質(zhì)點(diǎn)在平 衡位置，方25時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)同樣經(jīng)過平衡位置，E正確?！究键c(diǎn)定位】機(jī)械波的傳播、質(zhì)點(diǎn)的振動【名師點(diǎn)睛】本題知道兩個(gè)時(shí)刻的波形，可以運(yùn)用波形的平移法分析波傳播的最短距離，要理解“該簡諧 波的周期大于0.5 s ”表達(dá)的意義。4.12017 江蘇卷】野生大象群也有自己的“語言”.研究人員錄下象群“語言”交流時(shí)發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放時(shí)，能聽到比正常播放時(shí)更多的聲音.播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，播出聲波的（選填“周期”或“頻率”） 也變?yōu)樵瓉淼?

16、倍，聲波的傳播速度 （選填“變大”、“變小”或“不變”）.【答案】頻率 不變【解析】頻率由波源決定，播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，播出聲波的頻率變?yōu)樵瓉韮杀叮瑐鞑ニ俣扔山橘|(zhì)決定，所以傳播速度不變.【考點(diǎn)定位】機(jī)械波 頻率波速【名師點(diǎn)睛】機(jī)械波在傳播的過程中，傳播的速度由介質(zhì)決定，而頻率由波源決定.5.12017 新課標(biāo)I卷】（5分）如圖（a）,在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡諧振動的點(diǎn)波源 S（0 , 4） 和&（0, -2）。兩波源的振動圖線分別如圖（ b）和圖（c）所示，兩列波的波速均為 1.00 m/s。兩列 波從波源傳播到點(diǎn) A（8, - 2）的路程差為 m,兩列波引起的點(diǎn) R4 , 1）處

17、質(zhì)點(diǎn)的振動相互 （填“加強(qiáng)”或“減弱”），點(diǎn)Q0 , 0.5）處質(zhì)點(diǎn)的振動相互 （填“加強(qiáng)”或“減弱”）。2 ttl （a）圖 b）圖【答案】2減弱加強(qiáng)1解析】由幾何關(guān)系可知必齊10叫/W毛加所以波程差為2叫同理可求厭i-JSR,為波長整數(shù)倍，由 振動圖象知兩振源振動方向相反，散6點(diǎn)為振動減弱點(diǎn)，。工-,波長/二重（；所以。點(diǎn)振動加強(qiáng)?！究键c(diǎn)定位】波的疊加、干涉【名師點(diǎn)睛】本題只要考查產(chǎn)生兩列波相遇處是加強(qiáng)或減弱的條件，尤其小心兩波源振動的方向是相反的，即振動步調(diào)相反，剛好顛倒過來。加76不斯考賓夏1.12016 北京卷】如圖所示，彈簧振子在 M N之間做簡諧運(yùn)動。以平衡位置O為原點(diǎn)，建立 O

18、x軸。向右為x的軸的正方向。若振子位于N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，則其振動圖像為【答案】A【解析】由于向右為正方向，振子位于N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，所以 0時(shí)刻位移為正，在正向最大位移處，將向左運(yùn)動，即向負(fù)方向運(yùn)動，故 A正確?！究键c(diǎn)定位】簡諧振動圖像【方法技巧】在考綱上簡諧振動這一塊要求學(xué)生能從振動圖象上獲取信息，會求簡諧運(yùn)動的路程和位移,以及掌握簡諧運(yùn)動的表達(dá)式x =Asin（ 8t +中）。_.一 兀2.12016 天津卷】在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡諧運(yùn)動，其表達(dá)式為y = 5sin（-1）,它在介2質(zhì)中形成的簡諧橫波沿 x軸正方向傳播，某時(shí)刻波剛好傳播到x=12 m處，波形圖象如圖所示，則A.此

19、后再經(jīng)6 s該波傳播到x=24 m處B. M點(diǎn)在此后第3 s末的振動方向沿y軸正方向C.波源開始振動時(shí)的運(yùn)動方向沿 y軸負(fù)方向D.此后 M點(diǎn)第一次到達(dá) y=- 3 m處所需時(shí)間是2 s【答案】AB【解析】淤的周期戶4波長，書航，潴速=*=21!1為1則再經(jīng)過60,波傳播的距離為卡內(nèi)=12 m,故該波傳到爐24處，選項(xiàng)A正確$即點(diǎn)在此時(shí)振動方向向下，則第3 8末，即經(jīng)過了 0.754該點(diǎn)的振 動方向沿尸軸正方向，選項(xiàng)E正確5因波傳到產(chǎn)12 m處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)向尸軸正方向振動，故波源開始振動時(shí)的 35運(yùn)動方向沿尸軸正方向,選項(xiàng)C錯誤；因?yàn)?u=vT=3m, n 93故C正確；水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，

20、只能說是因?yàn)椴▊鞑r(shí)振動的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，不能說波傳播時(shí)能量不會傳遞出去，波的傳播過程也是能量傳遞過程，故D錯誤，E正確?！究键c(diǎn)定位】波的傳播【名師點(diǎn)睛】本題考查了波的基本特點(diǎn)，波的波長、波速、周期三者的關(guān)系是考查的重點(diǎn)。還要理解波傳 播時(shí)介質(zhì)中振動的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動；波的傳播過程也是能量傳遞過程。7.12016 全國新課標(biāo)出卷】 由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、 右傳播。波源振動的頻率為 20 Hz, 波速為16 m/s。已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源 S的兩側(cè)，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上， P、Q 的平衡位置到 S的平衡位置之間的距離分別為 1

21、5.8 m 14.6 m, P、Q開始振動后，下列判斷正確的是 。（填正確答案標(biāo)號。選對 1個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)得5分；每選錯1個(gè)扣3分，最低得分 為0分）P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相同P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相反C.當(dāng)S恰好通過平衡位置時(shí)， P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置D.當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動時(shí)，P在波峰E.當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動時(shí)，Q在波峰【答案】BDE1解析】根據(jù)題意信息可得丁 =,$ = 095熱，故波長為五=丁=。上m,找產(chǎn)點(diǎn)關(guān)干5點(diǎn) 20的對稱點(diǎn)尸，根據(jù)對稱性可知P和產(chǎn)的振動情況完全相同，尸、。兩點(diǎn)相距= （竺上一同=3義，為半波長的整數(shù)倍，所以兩點(diǎn)為反相點(diǎn)，故P。兩點(diǎn)振動方向始終相反,即產(chǎn)、f兩點(diǎn)振動方向始終相反，A錯誤B正確；尸點(diǎn)垂編5點(diǎn)*二19;工，當(dāng)$恰好通過平衡位置向上振動時(shí)，抖點(diǎn)在波峰，同里點(diǎn)木扉巨54點(diǎn)乂 = 18 !4，當(dāng)5恰好通過平衡位置向下振動時(shí),C點(diǎn)在波峰】DE正確。 4【考點(diǎn)定位】考查了機(jī)械波的傳播【方法技巧】在根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向或者根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動方向判斷波傳播方向時(shí)，“走坡法”是一種重要的方法，即“下坡上，上坡下，簡諧橫波在傳播過程中波上的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動，不會隨波遷移，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相隔波長的整數(shù)倍時(shí)，則這兩個(gè)點(diǎn)為同相點(diǎn)，即振動步調(diào)相同，如果兩