高考物理三年真题高频考点精选考点53 机械波.docx

高考物理三年真题高频考点精选考点53 机械波.docx

《高考物理三年真题高频考点精选考点53 机械波.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理三年真题高频考点精选考点53 机械波.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考物理三年真题高频考点精选考点53机械波

考点53机械波

【考点知识方法解读】

1.机械波传播的振动形式和能量，质点只在各自平衡位置附近振动，不随波迁移；波传播时，介质中的质点跟着波源做受迫振动，质点振动频率等于波源振动频率；介质中各质点开始振动的方向与波源开始振动方向相同，离波源近的质点带动离波源较远的质点依次振动；波从一种介质进入另一介质，频率不变，波长、波速随介质的不同而改变。

2.波动图象具有周期性和传播的双向性。

波的空间周期性说明，在同一波线上，相距波长整数倍的质点振动情况完全相同（为同相点），相距半波长奇数倍的质点振动情况完全相反（为反相点）。

由某时刻的波动图象可判断出介质中某一质点加速度和合外力方向，可判断出从该时刻开始的一段极短时间内某质点的速度变化和加速度变化情况。

已知波速，可由某时刻的波动图象画出另一时刻波动图象。

3.计算波速的方法：

由λ=vT得v=λ/T=λf。

由v=△x/△t计算波速。

由于波动的周期性和传播方向的不明确导致波速的多解。

【最新三年高考物理精选解析】

1．（2012·四川理综）在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A。

M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。

在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。

已知该波的周期大于1s。

则

A．该波的周期为

s

B．在t=

s时，N的速度一定为2m/s

C．从t=0到t=1s，M向右移动了2m

D．从t=

s到t=

s，M的动能逐渐增大

1.【答案】：

D

【解析】：

根据题述可画出M、N之间的波形，由波形图知M、N之间距离等于（

+n）λ，解得可能波长λ=

m，可能波的周期T=λ/v=

s。

由于该波的周期大于1s，所以T=

s，选项A错误；质点振动速度与波动传播速度不是同一概念，在t=

s时，N的速度不一定为2m/s，选项B错误；波传播过程中，介质中的质点只在平衡位置附近振动，不向前迁移，选项C错误；从t=

s到t=

s，M从最大位移处向平衡位置运动，速度增大，M的动能逐渐增大，选项D正确。

【考点定位】此题考查波动传播及其相关知识。

2.（201·天津理综）沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t=

s时

A．质点M对平衡位置的位移一定为负值

B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同

C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同

D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反

情况。

3.（2012·安徽理综）一列简谐被沿X轴正方向传播，在t=0时波形如图1所示，已知波的速度为10m/s。

则t=0.1s时正确的波形应是图2中的

3.【答案】C

【解析】由波形图可知波长为λ=4m，周期T=λ/v=0.4s。

t=0.1s时正确的波形应是图2中的C。

【考点定位】此题考查波的传播及其相关知识。

4.（2012·福建理综）一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是

A．沿x轴负方向，60m/sB．沿x轴正方向，60m/s

C．沿x轴负方向，30m/sD．沿x轴正方向，30m/s

4.【答案】：

A

【解析】：

由波动图像和P点的振动图像可知，该波的传播方向为沿x轴负方向；该波波长为λ=24m，周期T=0.4s，波速v=λ/T=60m/s。

选项A正确。

5.（2012·浙江理综）用手握住较长软绳的一端连续上下抖动。

形成一列简谐横波。

某一时刻的波形如图所示。

绳上a、b两质点均处于波峰位置。

下列说法正确的是

A.a、b两点之间的距离为半个波长

B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期

C.b点完成全振动次数比a点多一次

D.b点完成全振动次数比a点少一次

5.【答案】：

D

【解析】a、b两点之间的距离为一个波长，选项A错误；a、b两点振动开始时刻相差一个周期，选项B错误；波动先传播到a点，b点完成全振动次数比a点少一次，选项C错误D正确。

6.（2011海南物理）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。

介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm。

关于这列简谐波，下列说法正确的是______（填入正确选项前的字母。

选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。

A.周期为4.0sB.振幅为20cm

C.传播方向沿x轴正向D.传播速度为10m/s

7（2011新课标理综卷第34题）一振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是______。

A．振幅一定为A

B．周期一定为T

C．速度的最大值一定为v

D．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于他离波源的距离

E．若P点与波源距离s=vT，则质点P的位移与波源的相同

8（2010天津理综物理）一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为

A.A=1m，f=5Hz

B.A=0.5m，f=5Hz

C.A=1m，f=2.5Hz

D.A=0.5m，f=2.5Hz

【解析】由波形图可知，该波的振幅A=0.5m，波长λ=4m；在△t=0.6s时间内，波传播距离△x=11m-5m=6m，该波波速v=△x/△t=10m/s，由v=λf可得f=2.5Hz，所以选项D正确。

【答案】D

【点评】波动在介质中匀速向前传播，质点围绕平衡位置做简谐运动。

9（2011海南物理）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。

介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm。

关于这列简谐波，下列说法正确的是______（填入正确选项前的字母。

选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。

A.周期为4.0sB.振幅为20cm

C.传播方向沿x轴正向D.传播速度为10m/s

【解析】由质点P做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm可知ω=5π，周期为：

T=

=0.4s，选项A错误；由波动图象可知振幅为10cm，选项B错误；根据介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm可知在t=0时质点P振动方向向上，波传播方向沿x轴正向，选项C正确；由波动图象可知波长为4m，波的传播速度为10m/s，选项D正确。

【答案】CD

【点评】此题考查波动图象、简谐运动表达式及其相关的知识点。

10（2010安徽理综）一列沿x轴方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。

P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是

A.v变小，a变大B.v变小，a变小C.v变大，a变大D.v变大，a变小

【解析】由波形图可知，质点P振动方向向上，向平衡位置运动，速度增大，所受合外力减小，加速度减小，选项D正确。

【点评】此题由波形图考查某一质点的振动方向和速度、加速度的变化情况。

11．（2010上海物理）如右图，一列简谐横波沿

轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1=0和t2=0.5s（T>0.5s）时的波形，能正确反映t3=7.5s时波形的是图

【解析】由题述和波形图可知，0.5s波沿

轴正方向传播了四分之一波长，即T/4=0.5s，T=2s。

t3=7.5s时的波形与t=1.5s时波形相同。

t=1.5s时O处质点振动到波峰，据此可知能正确反映t3=7.5s时波形的是图D。

【答案】D

【点评】此题考查由两时刻的波形图判断某一时刻的波形。

12．（2010北京理综）一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。

某时刻的波形如图1所示，此后，若经过

周期开始计时，则图2描述的是

A.a处质点的振动图象B.b处质点的振动图象

C.c处质点的振动图象D.d处质点的振动图象

【解析】由波的图象可知，经过

周期质点a到达波谷，b到达平衡位置向下运动，c到达波峰，d到达平衡位置向上运动，这是四质点在0时刻的状态，只有b的运动情况符合图2所示的振动图象，选项B正确。

【答案】B

【点评】由波形图判断质点的振动图象的方法是：

首先明确计时起点质点的位置和运动方向，进而找出符合要求的振动图象。

13．（2010浙江理综）在O点有一波源，t=0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波。

t1=4s时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；t2=7s时，距离O点为4m的B点第一次达到波谷。

则以下说法正确的是

A.该横波的波长为2mB.该横波的周期为4s

C.该横波的波速为1m/sD.距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末

【解析】由

得：

t1=

+T/4，t2=

+3T/4，联立解得　v=1m/s，T=4s。

波长λ=vT=1×4m=4m，选项A错误BC正确。

振动从O传到距离O点为1m的质点所需时间

=1s，所以距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为1s末，选项D错误。

【答案】BC

【点评】此题考查由介质中质点的振动情况判断波动的周期、波长、波速等。

14.（2010上海物理）如图，一列沿

轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s，在波的传播方向上两质点a，b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点a在波峰位置时，质点b在

轴下方与

轴相距1cm的位置，则

A．此波的周期可能为0.6s

B．此波的周期可能为1.2s

C．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置

D．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置

【解析】根据题述可画出质点a，b之间的可能波形如下图所示。

对于图1，a，b之间为λ/4+λ/12=0.4m，解得λ=1.2m，此波的周期可能为T=λ/v=0.6s，选项A正确；对于图2，a，b之间为λ/2+λ/6=0.4m，解得λ=0.6m，此波的周期可能为T=λ/v=0.3s，选项B错误；对于图1，质点b向上振动，从此时刻起经过0.5s，波向前传播5λ/6=1.0m，b点运动到波谷位置，选项C正确；对于图2，质点b向下振动，从此时刻起经过0.5s，波向前传播5λ/3=1.0m，b点运动到波峰位置，选项D正确；

【答案】ACD

【点评】解答此类题可根据题述中介质中质点的振动情况画出波形，根据波形应用相关知识列出方程联立解答。

15.（2011山东理综卷）如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t1=0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为t2=0.01s时的波形图。

已知周期T＞0.01s。

①波沿x轴________（填“正”或“负”）方向传播。

②求波速。

【解析】①由于t1=0时P质点向y轴负方向运动，所以波沿x轴正方向传播。

②由题意知，波长λ=8m，t2-t1=T/8，v=λ/T

联立解得v=100m/s。

【答案=①正②v=100m/s。

【点评】此题考查波动图象、波速计算等。

16（2010年四川理综）一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、Ｂ相距０.45m，右图是A处质点的振动图象。

当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是

A．4.5m/sB.3.0m/sC.1.5m/sD.0.7m/s

答案：

A【解析】由A处质点的振动图象可知波动周期为T=0.4s。

由题述可得λ/4+nλ=0.45，解得λ=

，n=0,1,2，····。

这列波的波速为v=λ/T=

m/s，n=0,1,2，····。

当n=0时，v=4.5m/s，所以这列波的波速可能是4.5m/s，选项A正确。

【点评】根据波动特点和题述，得出波速表达式，求出可能值。

17.（2010福建理综）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示。

若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是

A.2m/sB.3m/sC.4m./sD.5m/s

答案B【解析】由波形图可知，波长λ=0.08m。

若波沿x轴正向传播，0.02s=T/4，T=0.08s，波速v=λ/T=1m/s；

若波沿x轴负向传播，0.02s=3T/4，T=0.08/3s，波速v=λ/T=3m/s；所以选项B正确。

【点评】由于波动传播具有双向性和空间时间的周期性，所以计算波速时要考虑各种可能性。

18.（2012·新课标理综）一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”）。

已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_______m。

18.答案：

正向0.8

解析：

由题述可知0.3m=λ/4+λ/8，该波的波长为λ=0.8m。

【考点定位】此题考查波动图象和振动图象。

19（2012·江苏物理）地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3.5km/s的S波,另一种是传播速度约为7.0km/s的P波.一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3min.假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2s,求震源与监测点之间的距离x和S波的波长

.

19【答案】x=1260km。

λ=4.2km。

【解析】设P波的传播时间为t，则x=vPt，x=vs（t+△t），

解得x=1260km。

由λ=vsT，解得λ=4.2km。

【考点定位】此题考查地震波及其相关的知识。

20．（2012·上海物理）如图，简谐横波在t时刻的波形如实线所示，经过Δt=3s，其波形如虚线所示。

己知图中x1与x2相距lm，波的周期为T，且2T<Δt<4T。

则可能的最小波速为____________m/s，最小周期为____________s。

21（2012·海南物理）某波源s发出一列简谐横波，波源s的振动图像如图所示。

在波的传播方向上有A、B两点，它们到s的距离分别为45m和55m。

测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s。

由此可知

①波长λ=m。

②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是cm。

22.（2012·山东理综）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x=2m、x=4m处。

从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点刚好第4次到达波峰。

①求波速。

②写出质点P简谐运动的表达式（不要求推导过程）。

22【解析】

①设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，有图像知，λ=4m。

由题意得

t=3T+3T/4，v=λ/T

联立上述二式，代入数据得v=1m/s。

②质点P做简谐运动的表达式为：

y=0.2sin（0.5πt）m

【考点定位】此题考查波动图象、速度计算、简谐运动的表达式。