天津市高考物理機(jī)械波試題經(jīng)典

1、天津市高考物理機(jī)械波試題經(jīng)典一、機(jī)械波選擇題如圖甲所示為一列簡諧橫波在t=0.2s時的波形圖，P為平衡位置在x=2m處的質(zhì)點,圖乙所示為質(zhì)點P的振動圖象，則下列關(guān)于該波的說法中正確的是該波的周期是0.4s該波沿x軸正方向傳播該波的傳播速度為10m/st=0.3s時，質(zhì)點P的速度為零，加速度最大從t=0.2s到t=0.5s，質(zhì)點P通過的路程為40cm如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點，相鄰兩點的間距依次為2m、4m和6m。一列簡諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播，在t=0時刻到達(dá)質(zhì)點a處，質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動，t=3s時a第一次到達(dá)最高點。下列說法正確的是（）在t=6

2、s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處在t=5s時刻質(zhì)點c恰好到達(dá)最高點質(zhì)點b開始振動后，其振動周期為4s在4st6s)二、機(jī)械波解答題在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上，有相距0.4m的B、C兩質(zhì)點，_=0時，B、C兩質(zhì)點的位移為正的最大值，而且B、C間有一個波谷.當(dāng)t2=0.1s時，B、C兩質(zhì)點的位置剛好在各自的平衡位置，并且這時B、C間呈現(xiàn)一個波峰一個波谷，波谷到B點的距離為波長的四分之一，試求該簡諧橫波的周期、波速各為多少？若波速為27m/s，振幅為A，則以t2時刻為計時起點，寫出質(zhì)點C的振動方程？一列簡諧橫波沿x軸傳播，振幅為J2Cm，波速為2m/s。在t=0時刻，平衡位置在x=lm處的質(zhì)點a位移為

3、-lcm，平衡位置在x二5m處的質(zhì)點b的位移也為-lcm，兩質(zhì)點運動方向相反，其中質(zhì)點a沿y軸負(fù)方向運動，如圖所示，已知此時質(zhì)點a、b之間只有一個波谷，求該簡諧波中質(zhì)點的振動頻率的可能值。1圖甲為一列簡諧波在t3s時的波形，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點。圖乙是質(zhì)點P的振動圖像。求：簡諧波的波長和振動頻率；簡諧波的波速和波的傳播方向；(3)t3s時質(zhì)點q的坐標(biāo)。是t二0.4s時的波形曲線.(1)求這列波的波速.若波向右傳播，質(zhì)點P在t二0時刻振動方向如何？它的最大周期為多少？若該波0.4s內(nèi)的傳播距離為30m，貝y此時波的傳播方向如何？如圖所示是在豎直方向上振動并沿水平方向傳播的簡諧波，實線是t=0

4、時刻的波形圖，虛線是t=0.2s時刻的波形圖。則:v/cin/A/Aiada.a.aZ卜樂a.a.Jt/ni若波沿X軸負(fù)方向傳播，求它傳播的速度.若波沿X軸正方向傳播，求它的最大周期.若波速是25m/s，求0.2s內(nèi)P點經(jīng)過的路程.圖甲為波源的振動圖象，圖乙是該波源產(chǎn)生的橫波在某時刻t的波形圖，已知波沿X軸正向傳播，乙圖中的0點表示波源.求：這列波的波速；從時刻t開始，到圖乙中質(zhì)點Q第一次到達(dá)平衡位置且向上運動時，質(zhì)點P經(jīng)過的路【參考答案】*試卷處理標(biāo)記，請不要刪除一、機(jī)械波選擇題1.ACD【解析】試題分析：(1)由題圖乙可以看出，質(zhì)點P完成一次全振動所需的時間為0.4s，所以該波的傳播周期為

5、0.4s，選項A正確；由題圖乙可知，在t=0.2s后質(zhì)點P向x軸負(fù)方向運動，根據(jù)質(zhì)點振動方向與波的傳播方向之間的關(guān)系可以判斷，該波一定是沿x軸負(fù)方向傳播，選項B錯誤；由v=X/T可知，該波的傳播速度為v=10m/s,選項C正確；在t=0.3s時，質(zhì)點P運動到距平衡位置最遠(yuǎn)處，所以其速度為零，加速度最大，選項D正確；從t=0.2s到t=0.5s,質(zhì)點P通過的路程應(yīng)為60cm，選項E錯誤.考點：波動圖像、振動圖像【名師點睛】由乙圖讀出質(zhì)點P在t=0.2s時刻的速度方向，在甲圖上，運用波形的平移法判斷出波的傳播方向，讀出波長和周期，求出波速根據(jù)時間與周期的關(guān)系，確定質(zhì)點的位置，分析速度的大小和速度的

6、方向2ACD【解析】【分析】【詳解】ad間距離為x=12m，波在同一介質(zhì)中勻速傳播，則波從a傳到d的時間為x12t二一二s=6sv2即在t=6s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處，選項A正確;設(shè)該波的周期為幾由題可得3T=3s解得T=4s波從a傳到c的時間為x2+4小t=s=3sv2則在t=5s時刻質(zhì)點c已振動了2s，而c起振方向向下，故在t=5s時刻質(zhì)點c恰好經(jīng)過平衡位置向上，選項B錯誤；質(zhì)點b的振動周期等于a的振動周期，即為4s，選項C正確；在4st6s的時間間隔內(nèi)，質(zhì)點c已振動了1st1s，則n=0時T=2s，故A錯誤；1在t=0.5s=4T時，質(zhì)點N正通過平衡位置沿y軸負(fù)方向運動，故B正確；從t=

7、0到t=1s，經(jīng)過了0.5T，貝質(zhì)點M運動的路程為2A=4cm，故C錯誤；在t=5.5s時刻M點在最低點，t=6s時回到平衡位置，則質(zhì)點M運動路程為2cm，故D正確；t=0.5s時亥I，M點在波峰位置，N點在平衡位置，則處于M、N正中央的質(zhì)點處在平衡位置下方向上振動，此時的加速度與速度同向，故E正確。BCE【解析】【分析】【詳解】c九護(hù)440J0=由圖可知此波波長為九=8m，得v二T二40m/s，故a錯誤；在01.0s內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的2m，故B正確；由于波向左傳，可知t=0時，P點振動t3方向為沿y軸負(fù)方向，又扌=2，可知t=0.3s時質(zhì)點P的速度方向沿y軸正方向，故C正2兀確；質(zhì)點的振動周期與

8、波的周期相同，故=10rad/s，則x=4m處質(zhì)點的振動方程1是y=lOsmlt(cm)，故d錯誤；此波頻率為f=5Hz，只有波的頻率相同時才能發(fā)生干涉，故E正確.綜上分析正確答案為BCE.BCD【解析】【分析】詳解】ABC.對x=0.3m處的質(zhì)點，由振動方程y二Asin竺t;2=2sin-T解得：.2n/2sint-T2又因為該波長大于0.3m，所以2兀T解得：3Tt=-8九Ax_0.3A?_3TT解得：九=0.8m,故x=0.1m處的質(zhì)點和x=0.3m處的質(zhì)點，在t=0時刻位移相同，則加速度相同，由振動圖象可知在t=0時刻x=0.3m處質(zhì)點的振動方向沿y軸正方向，故A錯誤,BC正確；D.在

9、t=0時刻之前0.05s,即與t=0時刻的時間間隔為At_0.05s_T，結(jié)合振動圖象可8知x=0.3m處的質(zhì)點在x軸上，故D正確;根據(jù)_2m/s九0.8v_T0.4故E錯誤。故選BCD。BD【解析】【詳解】波源在P點的左側(cè)，在P點的左側(cè)附近找一點，該點在P的上方，故P點的起振方向沿y軸正方向，故A錯誤；由波動圖象可知該波波長為九_2m，設(shè)波形由P點傳到Q時間為，則有t_5T_3T，1221Q處質(zhì)點運動路程為0.2m，說明振動時間為t2_2T，則總時間t=t+1=8s,12聯(lián)立可得振動的周期T二4s，故B正確；C.設(shè)該波的傳播速度大小為v，則有2二一m/s二0.5m/s，4故C錯誤；D.質(zhì)點Q

10、的振幅A=0.1m，周期T=4s，可求得角速度為2兀兀=rad/s，T2波從P傳到Q所用的時間33t=T=x4s=6s，122從零時刻計時，質(zhì)點振動時間為(t-6)，故振動方程為y=O.lsin(t-6)(m)(t6s),2故D正確；故選BD。0.44n+3二機(jī)械波解答題26(1)簡諧橫波從B向C傳播時，周期、波速分別為:s、(4n+3)m/s,(n=0,1,2,3,)；從C向B傳播時，周期、波速分別為:0.4s,(4n+1)m/s,(n=0,1,2,3,.).(2)y=Asin5nt.4n+1【解析】【分析】【詳解】(1)首先可以判斷，B、C相隔一個波長，根據(jù)因為在=0s時，B,C兩個質(zhì)點的

11、位移為故波長入=0.4m如果波是從B向C傳播的話，那么就是說在這段時間內(nèi)波通過的位移是：笛=(n+4)入，(n+)X所以波速為：v=-=(4n+3)m/sit0.1F九0.4周期為：T二二43s(n=0,1,2,3,.)；1v4n+311如果波是從C向B傳播的話，在這段時間內(nèi)的位移為：x2=(n+4)入，波速為：九0.40.1T=s,(n=0,1,2,3,.)=(4n+1)m/s2v4n+12(2)當(dāng)v=27m/s時，滿足v=(4n+3)m/s，所以根據(jù)前面所求的，可知波的傳播方向是B向C3位移x=vt=27x0.1=2.7m=64入，所以C點在平衡位置，且向上運動2兀2兀則以t2時刻為計時起

12、點，質(zhì)點C的振動方程為：y=Asint=Asin麗t=Asin5nt7127.Hz和一Hz88【解析】【分析】【詳解】設(shè)質(zhì)點的振動周期為八則質(zhì)點的振動方程為y=2sinnt(cm)1若波沿x軸正方向傳播，且t=0時刻，質(zhì)點a、b的位移均為-Mm,所以質(zhì)點a經(jīng)T到81達(dá)波谷，質(zhì)點b經(jīng)T到達(dá)平衡位置，且此時質(zhì)點ab之間只有一個波谷，所以a、b間有8314個波長的波形，有31-久=44解得16入二m7因為波速v=2m/s，所以振動頻率為f=V=7Hz久8若波沿x軸負(fù)方向傳播，同理可知，a、b間有個波長的波形，有解得：九=16m波速u=2m/s，所以振動頻率為-v-Hzhz九8所以該簡諧波中質(zhì)點的振動

13、頻率可能為8Hz和hz8828(1)8cm；0.25Hz；【解析】【分析】【詳解】(1)由甲圖可知(2)2cm/s,波沿x軸負(fù)方向傳播；(3)Q(9.33cm,10cm)入=8cm由乙圖知T=4s二hz=0.25Hz4九(2)由v二T得v=cm/s=2cm/s4由乙圖知：t=3s時，p質(zhì)點向上運動由甲圖根據(jù)“上下坡法”知：波沿x軸負(fù)方向傳播(3)設(shè)質(zhì)點P、Q的平衡位置的x坐標(biāo)分別為Xp、xQ,由圖甲可知，P處有Ay二二Asin(30。)2因此2x30。x二p360。九=x8cm=cm63又由甲圖知x一x=九Qp解得x=x+九=28cm=9.33cmQp3由甲圖知：匸3s時質(zhì)點Q的y坐標(biāo)為yQ=

14、10cm質(zhì)點Q的坐標(biāo)為：Q(9.33cm，10cm)29.(1)20n+5(m/s)(n二0,1,2.)20n+15(m/s)(n二0,1,2.JP點向-y方向運動,1.6s波沿x軸負(fù)方向傳播【解析】試題分析：波形均有空間上的周期性，分波形左、右兩種移動方向，先求解波形位移的通項，然后求解速度的通項；利用波形平移法得到質(zhì)點P在t=0時刻的運動方向解：(1)由圖可知，波長入二8m,1若波沿x軸正方向傳播，則在0.4秒內(nèi)傳播的距離為：(n+才)九故波速為：(n+4)X0.4=(20n+5)msn=0，1，2，.)3若波沿著x軸負(fù)方向傳播，則在0.4s內(nèi)傳播的距離為：(n+才)九故波速為：n=0，1

15、，2，.)(n+萬)九v=(20n+15)皿TOC o 1-5 h z20.4zs若這列波向右傳播，當(dāng)n=0時，周期最大即Tmax=4x.4s=1.6smax利用波形平移法，P點向-y方向運動；，心307(3)v=m/s=75m/s丿At0.4滿足v2二20n+15(m/s)(n二3)所以該波沿x軸負(fù)方向傳播點晴：此題考查了機(jī)械波傳播時波形的重復(fù)性及多解性，同時考查質(zhì)點振動方向、波的傳播方向及波形圖的關(guān)系30.v二(20n+15)m/s(n=0,l,2,3,)；T=0.8s；沿y軸負(fù)方向運動max【解析】【分析】【詳解】(1)波沿x軸負(fù)方向傳播時，傳播的可能距離為3x=(n+)入=4n+3(m)(n=0，1，2，3，)4傳播的速度為Axv=(20n+15)m/s(n=0,1，2，3,.)At(2)波沿x軸正方向傳播，傳播的時間與周期關(guān)系為1t=(n+)T(n=0,1,2,3,)44At0.8二s4n+14n+1n=01,2,3,)當(dāng)n=0時周期最大，即最大為0.8