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1、- 1 -第八章 机械振动、机械波第一部分 五年高考题荟萃2009 年高考新题一、选择题1.（09全国20）一列简谐横波在某一时刻的波形图如图 1 所示，图中 P、Q 两质点的横坐标分别为 x=1.5m 和 x=4.5m。P 点的振动图像如图 2 所示。在下列四幅图中，Q 点的振动图像可能是 （ BC ）解析：本题考查波的传播.该波的波长为 4m.,PQ 两点间的距离为 3m.当波沿 x 轴正方向传播时当 P 在平衡位置向上振动时而 Q 点此时应处于波峰,B 正确.当沿 x 轴负方向传播时,P 点- 2 -处于向上振动时 Q 点应处于波谷,C 对。2.（09全国卷14）下列关于简谐振动和简谐波
2、的说法，正确的是 （ AD ）A媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍解析：本题考查机械波和机械振动.介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致 A 正确.而各质点做简谐运动速度随时间作周期性的变化,但波在介质中是匀速向前传播的,所以不相等,B 错.对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的,C 错.根据波的特点 D 正确。3.（09北京15）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处
3、，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是 （ D ）A机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波解析：波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故 A 选项正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故 B 项正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故 C 项正确；机械波
4、既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的， D 项错误。故正确答案应为 D。4.（09北京17）一简谐机械波沿 x 轴正方向传播，周期为 T，波长为 。若在 x=0 处质点的振动图像如右图 所示，则该波在 t=T/2 时刻的波形曲线为 （ A ）- 3 -解析：从振动图上可以看出 x=0 处的质点在 t=T/2 时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有 A 图符合要求，故 A 项正确。5.（09上海物理4）做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的 4 倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的 1/2，则单摆振动的 （ C ）
5、A频率、振幅都不变 B频率、振幅都改变C频率不变、振幅改变 D频率改变、振幅不变解析：由单摆的周期公式 2lTg，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅 A 是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由 21KEmv可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，因此振幅改变，所以 C 正确。6.（09天津8）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为 xAsin 4t，则质点 （ AD ）A.第 1 s 末与第 3 s 末的位移相同B.第 1 s 末与第 3 s 末的速度相同C.3 s 末至 5 s 末的位移方向都相同D.3 s 末至 5 s 末的速度方向都相同解析：由关系式可知 rad/s4，
6、 s82T，将 t=1s 和 t=3s 代入关系式中求得两时刻位移相同，A 对；画出对应的位移-时间图像，由图像可以看出，第 1s 末和第 3s 末的速度方向不同，B 错；仍由图像可知，3s 末至5s 末的位移大小相同，方向相反，而速度是大小相同，方向也相同。故 C 错、D 对。7.（09重庆1 5）同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线见图，以下说法正确的是（ A ）A-A4 8 t/sx1 2 3 5 6 7O- 4 -A声波在水中波长较大，b 是水中声波的波形曲线。B声波在空气中波长较大，b 是空气中声波的波形曲线C水中质点振动频率较高，a 是水中声波的波形曲线D空气中
7、质点振动频率较高，a 是空气中声波的波形曲线8.（09四川19）图示为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，实线为 t0 时刻的波形图，虚线为 t0.6 s 时的波形图，波的周期 T0.6 s，则 （ D ）A.波的周期为 2.4 sB.在 t0.9s 时，P 点沿 y 轴正方向运动C.经过 0.4s，P 点经过的路程为 4mD.在 t0.5s 时，Q 点到达波峰位置解析：根据题意应用平移法可知 34T0.6s，解得 T0.8s，A 错；由图可知振幅 A0.2m、波长 8m。t0.9s1 8T，此时 P 点沿 y 轴负方向运动，B 错；0.4s 12T，运动路程为2A0.4m，C 错； t0.5
8、s 5T 12T 8T，波形图中 Q 正在向下振动，从平衡位置向下振动了 8T，经 T 到波谷，再过 T 到波峰，D 对。9.（09福建17）图甲为一列简谐横波在 t=0.10s 时刻的波形图，P 是平衡位置为 x=1 m 处的质点，Q 是平衡位置为 x=4 m 处的质点，图乙为质点 Q 的振动图象，则 （ AB ）A.t=0.15s 时，质点 Q 的加速度达到正向最大B.t=0.15s 时，质点 P 的运动方向沿 y 轴负方向C.从 t=0.10s 到 t=0.25s，该波沿 x 轴正方向传播了 6 mD.从 t=0.10s 到 t=0.25s，质点 P 通过的路程为 30 cm- 5 -解
9、析：由 y-t 图像知，周期 T=0.2s，且在 t=0.1sQ 点在平衡位置沿 y 负方向运动，可以推断波没 x 负方向传播，所以 C 错；从 t=0.10s 到 t=0.15s 时， t =0.05s=T/4，质点 Q 从图甲所示的位置振动 T/4 到达负最大位移处，又加速度方向与位移方向相反，大小与位移的大小成正比，所以此时 Q 的加速度达到正向最大，而 P 点从图甲所示位置运动 T/4 时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中，速度沿 y 轴负方向，所以 A、B 都对；振动的质点在 t=1T 内，质点运动的路程为 4A； t=T/2，质点运动的路程为 2A；但 t=T/4，质点运动的路
10、程不一定是 1A； t=3T/4，质点运动的路程也不一定是 3A。本题中从 t=0.10s 到t=0.25s 内， t =0.15s=3T/4， P 点的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在 3T/4 时间内的路程不是 30cm。10.（09浙江21）一列波长大于 1m 的横波沿着 x轴正方向传播，处在 mx1和mx2的两质点 A、 B的振动图像如图所示。由此可知 （ A ）A波长为 34mB波速为 s/1C 末 、 两质点的位移相同D 末 点的振动速度大于 B点的振 动速度解析： mx12，由于波沿 x 正方向传播，所以 A 先振动，又由于波长大于 1m，所以 T43st，所以
11、43， m，A 对，波速 smtxv/31，B 错；由振动图像知，在 3s 末， A、 B两质点的位移不相同，C 错； 1s 末 A 点速度为零，B 点速度最大，D 错。二、非选择题11.（09上海物理12）弹性绳沿 x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t0 时使其开始沿 y- 6 -轴做振幅为 8cm 的简谐振动，在 t0.25s 时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为_cm/s，t_时，位于 x245cm 的质点 N 恰好第一次沿 y 轴正向通过平衡位置。答案：20，2.75解析：由图可知，这列简谐波的波长为 20cm，周期 T=0.25s4=1s，所以该波的波速20/1
12、vcmssT；从 t=0 时刻开始到 N 质点开始振动需要时间145.xt,在振动到沿 y 轴正向通过平衡位置需要再经过 20.5Tts，所以当t=（2.25+0.5）s=2.75s，质点 N 恰好第一次沿 y 轴正向通过平衡位置。12.（09广东物理14） （2）图为声波干涉演示仪的原理图。两个 U 形管 A 和 B 套在一起，A 管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率 的波。当声波分别通过 A、B 传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅 ；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅 。答案：（2）相等，等于零，等于原振幅的二倍。解析：（2）声波
13、从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同的波，若两列波传播的路程相差半个波长，则振动相消，所以此处振幅为零，若传播的路程相差一个波长，振动加强，则此处声波的振幅为原振幅的二倍。13.（09宁夏物理35） （1）某振动系统的固有频率为 fo ，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为 f 。若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是_（填入选项前的字母，有填错的不得分）- 7 -A当 f f0 时，该振动系统的振幅随 f 减小而增大C该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于 f0D该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于 f答案：BD14.（09江苏物理12.B） （4 分）(2)在 0
14、t时刻，质点A 开始做简谐运动，其振动图象如图乙所示。质点 A 振动的周期是 s； 8t时，质点 A 的运动沿 y轴的 方向（填“正”或“负” ） ；质点 B 在波动的传播方向上与A 相距 16m，已知波的传播速度为 2m/s，在 9ts时，质点 B 偏离平衡位置的位移是 cm。答案：B.（2）4 正 10解析：（2）振动图象和波形图比较容易混淆，而导致出错，在读图是一定要注意横纵坐标的物理意义，以避免出错。题图为波的振动图象，图象可知周期为 4s，波源的起振方向与波头的振动方向相同且向上，t=6s 时质点在平衡位置向下振动，故 8s 时质点在平衡位置向上振动；波传播到 B 点，需要时间 2161vxts=8s，故 9ts时，质点又振动了 1s( 41个周期)，处于正向最大位移处，位移为 10cm.。15.（09山东物理37） （1）图 1 为一简谐波在 t=0 时，对的波形图，介质中的质点 P 做简谐运动的表达式为 y=4sin5xl，求该波的速度，并指出 t=0.3s 时的波形图( 至少画出一个波长)解析：（1）由简谐运动的表达式可知 5/rads，t=0 时刻指点 P 向上运动，故波沿 x 轴正方向传播。由波形图读出波长 4m， 2T,由波速公式 vT，联立以上两式代入数据可得 0/vms。t=0.3s 时的波形图如图所示。图 1- 8 -考点：简谐运动、简谐波
