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1、2017届高三物理百所名校速递分项汇编系列专题14 机械振动和机械波（选修3-4）一、选择题1.【成都外国语学校2017届高三4月月考】一列沿x 轴传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示。甲图中x=2m处的质点P的振动图象如乙图所示。求：该波的波速和传播方向；从t=0时刻开始，甲图中x=6m处的质点Q第三次出现波峰的时间。【答案】2m/s；波沿着 x 轴负向传播；275s2.【云南省楚雄市2017届高三下学期统测】一列沿x轴正方向传播的机械波，波速为4m/s，t=0时刻波形如图所示，下面说法正确的是( )A. 这列波传播的周期为2sB. 平衡位置为x=10m处的质点起振方向为竖直向下C. 平
2、衡位置为x=3.5m处的质点在t=0到t=T/4时间 段内路程等于2cmD. t=9s时，平衡位置为x=3.5m处的质点正在向下振动E. 平衡位置为x=4m处的质点位移总是和平衡位置为x=8m处的质点位移相同【答案】ABD【解析】从图中可知，故这列波传播的周期为T=位v=84s=2s，A正确；波上所有质点的起振方向都相同，t=0时刻x=8m处的质点开始振动，沿y负方向，故x=10m处质点的起振方向也为竖直向下，B正确；平衡位置为x=3.5m处的质点此刻不在波峰或者波谷，故在四分之一周期内的路程不等于2cm，C错误平衡位置为x=3.5m处的质点在t=1s时和t=9s时振动情况相同，根据波的平移法
3、，此时和x=7.5m时振动情况相同，故质点正向下振动，D正确；平衡位置为x=4m处的质点和平衡位置为x=8m处的质点相距半个波长，为反相点，两者振动情况总是相反，故E错误。3.【西安市长安区第一中学大学区2017届高三第三次联考】如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是_A. 甲摆摆长比乙摆摆长长B. 甲摆的振幅比乙摆大C. 甲摆的机械能比乙摆大D. 在t0.5s时有正向最大加速度的是乙摆E. 由图象不能求出当地的重力加速度【答案】BDE故选BDE.点睛：本题只要掌握单摆的周期公式、加速度的特点等等，就能正确解答由振动图象读出振幅、周期是基本功对于振动的加速度，往往根据a
4、=-kxm分析。4.【山东省泰安市2017届高三第二轮复习质量检测】均匀介质中相距为a的两个波源S1和S2，振动频率均为f，产生的简谐横波沿其连线相向传播，振幅为A，波速为v。O为S1S2的中点，如图所示。已知两波源的振动方向和初始相位均相同。下列说法正确的是_A. 质点O的振动频率为fB. 质点O的振动频率为2fC. 质点O的振幅为2AD. 只要不满足a=nvf(n=1、2、3)，质点O的振幅就一定小于2AE. 质点O的振动可能与波源S1、S2不同步【答案】ACE5.【南昌市十所省重点中学命制2017届高三第二次模拟】如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在时刻t的波形图，如图乙所示为质点
5、b从时刻t开始计时的振动图像，则下列说法中正确的是_A. 该简谐横波沿x轴正方向传播B. 该简谐横波波速为0.4 m/sC. 再经过1.25s质点a通过的路程为0.5mD. 再经过1.25s质点a通过的路程为1OcmE. 当该波传播中遇到尺寸为3m的障碍物，能发生明显的衍射现象【答案】ABE【解析】A、t时刻，从图乙可知质点b速度沿-y向，甲图中采用波形平移的方法可知波形沿x轴正方向传播，故A正确；B、由甲图得到波长为位=4m，由乙图得到周期为T=10s，故波速：，故B正确；C、t=1.25s=114T，则质点a通过的路程为，故选项CD错误；E、由甲图得到波长为位=4m，发生明显的衍射现象的条
6、件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小，故该波遇到一障碍物能发生明显韵衍射现象，则该障碍物的尺寸一定与4m相差不大或者比4m小，故E正确。点睛：本题是振动图线与波形图象的综合应用，要有把握两种图象联系的能力，知道干涉和衍射的条件，熟练运用波形的平移法判断波的传播方向。6.【南昌市十所省重点中学命制2017届高三第二次模拟】图(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x2 m的质点下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A波速为0.5
7、m/sB波的传播方向向右C02 s时间内，P运动的路程为8 cmD02 s时间内，P向y轴正方向运动E当t7 s时，P恰好回到平衡位置【答案】ACE由图（a）可知该简谐横波波长为2m，由图（b）知周期为4s，则波速为，故A正确；根据图（b）的振动图象可知，在x=1.5m处的质点在t=2s时振动方向向下，所以该波向左传播，故B错误；由于t=2s时，质点P在波谷，且2s=0.5T，所以质点P的路程为2A=8cm，故C正确；由于该波向左传播，由图（a）可知t=2s时，质点P已经在波谷，所以可知02s时间内，P向y轴负方向运动，故D错误；当t=7s时，P恰好回平衡位置，故E正确7.【南昌市十所省重点中
8、学命制2017届高三第二次模拟】两列简谐横波I和分别沿x轴正方向和负方向传播，两列波的波速大小相等，振幅均为5cm. t=0时刻两列波的图像如图所示，x=- lcm和x=lcm的质点刚开始振动以下判断正确的是 _（填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错一个扣3分，最低得分为0分） AI、两列波的频率之比为2：1 Bt=0时刻，P、Q两质点振动的方向相同 C两列波将同时传到坐标原点O D两列波的波源开始振动的起振方向相同E坐标原点始终是振动加强点，振幅为l0cm【答案】ACD考点：横波和纵波；横波的图象；波长、频率和波速的关系【名师点睛】波的叠加满足矢量法则，例如当
9、该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零。8.【河南省天一大联考2017届高三阶段性测试（五）】 如图所示，一质量为M的木质框架放在水平桌面上，框架上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端拴接一质量为m的铁球。用手向下拉一小段距离后释放铁球，铁球便上下做简谐运动，则_。A. 弹簧处于原长时的位置是铁球做简谐运动的平衡位置B. 在小球向平衡位置运动的过程中，小球的位移.回复力.加速度都逐渐减小，速度增大C. 若铁球的振动周期恰好等于以铁球平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期，则该铁球的周期D. 若弹簧振动过程的振幅可调，则当框架对地面的压力为零时
10、，弹簧的压缩量为mgkE. 若弹簧振动过程的振幅可调，且保证木质框架不会离开桌面，则铁球的振幅最大是(M+m)gk【答案】BCE9.【四川省宜宾市2017届高三二诊】一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t+0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是（ ）A. 这列波的波速可能为50m/sB. 质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cmC. 若有另一周期为0.16s的简谐横波与此波相遇，能产生稳定的干涉现象D. 若=0.8s，当t+0.5s时刻，质点b、P的位移相同E. 若=0.8s，从t+0.4s时刻开
11、始计时，质点c的振动方程为y=0.1sin cm【答案】ACD 点睛：本题考查对波动图象的理解能力知道两个时刻的波形时，往往应用波形的平移法来理解特别要注意理解D答案中简谐运动的对称性，P和b正好处在了同一点，但是方向恰好相反。10.【湖南省怀化市2017届高三第二次模拟考试】一列简谐横波沿直线传播。以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点P的振动图像如图所示，已知O、P的平衡位置相距0.9 m。以下判断正确的是_。A.波长为4 m B.波源起振方向沿y轴正方向C.波速大小为0.3 m/s D.质点P的动能在t = 4 s时最小E.质点P开始振动后的机械能是守恒的【答案】BCD点睛：灵活应用
12、波的传播特点是解题的关键，即波的起振方向与各质点的起振方向相同；注意求波速的方法及波速公式的应用11.【湖南省常德市2017届高三模拟考试】一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点；t0.6s时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点。下列说法正确的是 A. 这列波的周期为T=0.8sB. 当t0.6s时质点a速度沿y轴负方向C. 质点c在这段时间内沿x轴正方向移动了3mD. 质点d在这段时间内通过的路程为20cmE. t0.6s时，质点e将要沿y轴正方向运动【答案】ADE12.【河南省商丘市2017届高三第二次模拟考试】如图所示
13、是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4.为绳上的一系列等距离的质点，相邻两质点间的距离均为10cm，绳处于水平方向；质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐振动，带动2、3、4、.各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，t=0时质点1开始竖直向上运动，经过t=0.1s达到最大位移20cm处，这时质点3开始运动，以向上为正方向，下列说法正确的是（ ）A. 该波的波速一定是2m/sB. 该波的波长一定是0.8mC. 质点3振动后离开平衡位置的最大位移一定是20cmD. 质点3开始运动时运动方向一定向上E. 质点3的振动方程一定是【答案】ACD【解析】经过0.1s传播到质点3，故波速为v=20c
14、m0.1s=2m/s，从题中可知，解得，当n=0时T=0.4s，波长为，B错误；所有质点的振幅都是一样，故质点3振动后离开平衡位置的最大位移一定是20cm，C正确；所有质点的起振方向都相同，故质点3开始运动时运动方向一定向上，D正确；因为，由于周期不确定，所以方程也不确定，E错误；【点睛】本题中由于没有说t=0.1s时质点1第几次到达波峰，所以造成了波的多解 13.【肇庆市中小学教学质量评估2017届高中毕业班第三次统一检测】一列简谐横波向右传播，在其传播的路径上每隔L=0.1m选取一个质点，如图（甲）所示，t=0时刻波恰好传到质点1，并立即开始向上振动，经过时间t=0.3s，所选取的1-9号
15、质点间第一次出现如图（乙）所示的波形，则下列判断中正确的是( )A. t=0.3s时刻，质点1向上运动B. t=0.3s时刻，质点8向下运动C. t=0至t=0.3s内，质点5运动的时间只有0.2sD. 该波的周期为0.2s，波速为4m/sE. 该波的周期为0.3s，波速为2.67m/s【答案】BCD14.【广东省茂名市2017届高三第一次质量监测】 一列简谐横波沿x轴传播，P为x= 1m处的质点，振动传到P点开始计时，P点的振动图像如图甲所示图乙为t=0.6 s时的波动图像，则下列说法正确的是_A这列波的频率为2.5HzB这列波的向左传播C这列波的波速为10m/sD这列波的波源的初始振动方向向下E这列波的P点由图乙位置开始在0.2s时间内通过的路程为2m【答案】ACD15.【广东省广州市2017届高三4月综合测试】如图，A、B为振幅相同的相干波源，且向外传播过程中振幅衰减不计，图中实线
