高考浙江版高考物理 专题十二 机械振动和机械波Word格式.docx

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2017.04选考,15,2分

2015.10选考,15,2分

波长、频率和波速

2018.11选考,16,2分

科学论证

波的衍射和干涉

2017.11选考,16,2分

多普勒效应

惠更斯原理

分析解读　本专题在浙江选考中,一般以选择题、实验题形式考查,难度不大。

主要考查简谐运动图像和波的图像,分析弹簧振子、单摆的运动特征,计算波长、频率和波速,同时与超声波测速、B超、心电图、地震源检测等实际问题巧妙结合,比较贴近生活与生产实际。

【真题典例】

破考点

【考点集训】

考点一　机械振动

1.（2018浙江宁波诺丁汉大学附中期中,14）（多选）一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系图像如图所示,由图可知（　　）

A.质点振动的频率是4Hz

B.质点振动的振幅是2cm

C.t=3s时,质点的速度最大

D.在t=3s时,质点的振幅为零

答案　BC　

2.（2018浙江诸暨牌头中学期中,14）如图所示,虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像,则下列说法正确的是（　　）

A.任意时刻,甲振子的位移都比乙振子的位移大

B.t=0时,甲、乙两振子的振动方向相反

C.前2s内,甲、乙两振子的加速度均为正值

D.第2s末,甲的加速度达到最大值,乙的速度达到最大值

答案　B

3.（2017浙江嘉兴基础测试,14）（多选）为了研究乐音的物理规律,某同学用计算机录制下优美的笛声do和so,然后在电脑上用软件播放,分别得到如图（a）和（b）的两个振动图像,由此可以判断（　　）

A.do和so的周期之比约为3∶2

B.do和so的频率之比约为3∶2

C.do和so在空气中传播的波速之比为3∶2

D.do和so在空气中传播的波长之比为3∶2

答案　AD　

考点二　机械波

1.（2018浙江11月选考,16,2分）（多选）如图所示,两种不同材料的弹性细绳在O处连接,M、O和N是该绳上的三个点,O、M间距离为7.0m,O、N间距离为5.0m。

O点上下振动,则形成以O点为波源向左和向右传播的简谐横波Ⅰ和Ⅱ,其中波Ⅱ的波速为1.0m/s。

t=0时刻O点处在波谷位置,观察发现5s后此波谷传到M点,此时O点正通过平衡位置向上运动。

则（　　）

A.波Ⅰ的波长为4m

B.N点的振动周期为4s

C.t=3s时,N点恰好处于波谷

D.当M点处于波峰时,N点也一定处于波峰

答案　BD　

2.（2018浙江温州选考适应性测试）（多选）长为5m的弹性绳左端O点从t=0时刻开始做简谐运动,形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0.7s时的波形图如图所示,则下列说法正确的是（　　）

A.这列波的振幅为60cm,波速为2.5m/s

B.波源O的起振方向沿y轴负方向

C.t=0.7s时刻,x=1.25m处的质点已经振动了0.2s

D.从t=0至t=2.1s的时间内,x=1.25m处的质点运动总路程为2.4m

答案　CD　

3.（2017浙江名校协作,15）（多选）如图是某绳波形成过程的示意图,1、2、3、4、…为绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向。

质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,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,经过四分之一周期,质点5开始运动。

下列判断正确的是（　　）

A.质点5开始振动的运动方向向上

B.t=

时质点6的加速度方向向上

C.t=

时质点10的运动方向向下

D.t=T时质点17开始运动

炼技法

【方法集训】

方法1　简谐运动的分析方法

1.一个做简谐运动的质点,先后以同样的速度通过相距10cm的A、B两点（如图）,历时0.5s。

过B点后再经过t=0.5s质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B点,则质点振动的周期是（　　）

A.0.5sB.1sC.2sD.4s

答案　C

2.（2014浙江理综,17,6分）一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动。

可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20cm,周期为3.0s。

当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。

地面与甲板的高度差不超过10cm时,游客能舒服地登船。

在一个周期内,游客能舒服登船的时间是（　　）

A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s

方法2　判断波的传播方向和质点的振动方向的方法

1.（2019届浙江10月适应性考试,16）（多选）在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动,其表达式为y=5sin

tm,它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻波刚好传播到x=12m处,波形图像如图所示,下列说法正确的是（　　）

A.此波的传播速度为2m/s

B.质点M在此后第2s末的振动方向沿y轴正方向且正在加速

C.此后第4s末平衡位置在x=14m的质点第一次到达波谷

D.此后质点M第一次到达y=-3m处所需的时间是2s

答案　ABC　

2.（多选）如图所示为一列波速为340m/s、向右传播的简谐横波的图像,由图像可知（　　）

A.波上质点的振幅为1.0m,周期为

s

B.质点M、P的位移总是相同的

C.这时质点M的运动方向为+y方向,质点N的运动方向为-y方向

D.质点M、P的加速度总是相同的

答案　AC

方法3　利用波传播的周期性、双向性解题的方法

1.（2018浙江台州中学统练,14）（多选）一列横波沿x轴传播,传播方向未知,t时刻与t+0.4s时刻波形相同,两时刻在x轴上-3~3m区间内的波形如图所示。

下列说法中正确的是（　　）

A.该波最大速度为10m/s

B.质点振动的最小频率为2.5Hz

C.在t+0.2s时刻,x=3m处的质点正在经过x轴

D.若波沿x轴正方向传播,处在O点的质点会随波沿正方向运动

2.（多选）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,则下列说法正确的是（　　）

A.这列波的波速可能为50m/s

B.质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm

C.质点c在这段时间内通过的路程可能为60cm

D.若周期T=0.8s,则在t+0.5s时刻,质点b、P的位移相同

E.若周期T=0.8s,从t+0.4s时刻开始计时,则质点c的振动方程为x=0.1sinπt（m）

答案　ACD　

方法4　利用“补全法”解决综合问题

1.（2019届浙江杭师大附中高三适应性考试,4）振源S在O点做竖直方向振动,频率为10Hz,t=0时刻向右传播的简谐横波如图所示（向左传播的简谐横波图中未画出）,则以下说法正确的是（　　）

A.t=0时,x=-2m处的质点振动方向向上

B.t=0.1s时,x=1m处的质点振动方向向下

C.t=0.125s时,x=-3m处的质点处在波谷位置

D.t=0.175s时,x=1.5m处的质点在平衡位置

答案　D　

2.（2017浙江宁波镇海中学选考模拟,14）一列简谐横波沿x轴正方向传播,O为波源且由t=0时刻开始沿y轴负方向起振,如图所示是t=0.3s时,x=0至x=4m范围内的波形图,虚线右侧的波形未画出。

已知图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰,则下列判断正确的是（　　）

A.这列波的周期为0.4s,振幅为10cm

B.这列波的波长为8m,波速为20m/s

C.t=0.4s时,x=8m处的质点速度沿y轴正方向

D.t=3s时,x=40m处的质点沿x轴方向前进了80m

过专题

【五年高考】

A组自主命题·

浙江卷题组

1.（2016浙江4月选考,15,2分）（多选）摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同,其振动图像如图所示。

选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面,由图可知（　　）

A.甲、乙两单摆的摆长之比是

B.ta时刻甲、乙两单摆的摆角相等

C.tb时刻甲、乙两单摆的势能差最大

D.tc时刻甲、乙两单摆的速率相等

2.（2018浙江4月选考,16,2分）（多选）两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿+x和-x轴方向在同一介质中传播,两列波的振动方向均沿y轴。

某时刻两波的波面如图所示,实线表示P波的波峰、Q波的波谷;

虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。

a、b、c为三个等间距的质点,d为b、c中间的质点。

A.质点a的振幅为2A

B.质点b始终静止不动

C.图示时刻质点c的位移为0

D.图示时刻质点d的振动方向沿-y轴

3.（2017浙江11月选考,16,2分）（多选）有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉。

如图所示,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,a为波谷与波谷相遇点,b、c为波峰与波谷相遇点,d为波峰与波峰相遇点,e、g是a、d连线上的两点,其中e为连线的中点,则（　　）

A.a、d处的质点振动加强,b、c处的质点振动减弱

B.从图示时刻经过半个周期,e处的质点通过的路程为4A

C.从图示时刻经过半个周期,g处的质点加速向平衡位置运动

D.从图示时刻经过四分之一周期,d处的质点振幅恰好为零

4.（2014浙江1月学考,17）如图所示,小明将一个蜂鸣器固定在长竹竿的一端,接通电源后,用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速转动。

站在旁边的小杨听到蜂鸣器发出的声音音调忽高忽低,这种现象是（　　）

A.多普勒效应B.波的反射

C.波的折射D.波的衍射

答案　A　

5.（2015浙江10月选考,15,2分）（多选）沿x轴正方向传播的简谐横波,振幅为5cm,质点A、B的平衡位置离O点的距离分别为1.8m和3.0m。

t=0时的波形如图所示,t=0.6s时质点A恰好第二次到达波峰。

下列说法正确的是（　　）

A.波速为3m/s

B.频率为2Hz

C.质点B在0~0.6s内路程为25cm

D.质点B在t=0.6s时沿y轴正方向运动

6.（2014浙江理综,14,6分）下列说法正确的是（　　）

A.机械波的振幅与波源无关

B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定

C.物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反

D.动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关

7.（2014浙江1月学考,20）（多选）如图为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波动图像。

若t=0.2s时C点开始振动,则（　　）

A.t=0时刻质点A运动方向沿y轴正方向

B.t=0.2s时刻质点B的速度最大

C.质点C开始运动的方向沿y轴正方向

D.在0到0.4s内质点C通过的路程为2m

8.[2015浙江自选,13

（2）,6分]某个质点的简谐运动图像如图所示,求振动的振幅和周期。

答案　10

cm　8s

9.[2016浙江自选,13

（2）,6分]如图所示,在t=0时刻,位于波源O处的质点从平衡位置开始向上振动,形成沿x轴正方向传播的一列简谐横波,波长为8m。

位于P处的质点在t=1.5s时开始向上运动,当t=2.5s时第一次达到正最大位移。

求

①波的周期T;

②波速v;

③O、P之间的距离。

答案　①4s　②2m/s　③3m

B组统一命题·

省（区、市）卷题组

1.（2017北京理综,15,6分）某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是（　　）

A.t=1s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值

B.t=2s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值

C.t=3s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零

D.t=4s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值

2.（2017上海单科,10,4分）做简谐运动的单摆,其摆长不变,若摆球的质量增加为原来的

倍,摆球经过平衡位置的速度减为原来的

则单摆振动的（　　）

A.周期不变,振幅不变B.周期不变,振幅变小

C.周期改变,振幅不变D.周期改变,振幅变大

答案　B　

3.（2016北京理综,15,6分）如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动。

以平衡位置O为原点,建立Ox轴。

向右为x轴正方向。

若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为（　　）

4.（2017天津理综,5,6分）手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。

绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L。

t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是（　　）

A.该简谐波是纵波

B.该简谐波的最大波长为2L

时,P在平衡位置上方

D.t=

时,P的速度方向竖直向上

答案　C　

5.[2017课标Ⅲ,34

（1）,5分]（多选）如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5s时的波形图。

已知该简谐波的周期大于0.5s。

关于该简谐波,下列说法正确的是（　　）

A.波长为2m

B.波速为6m/s

C.频率为1.5Hz

D.t=1s时,x=1m处的质点处于波峰

E.t=2s时,x=2m处的质点经过平衡位置

答案　BCE　

6.（2015天津理综,3,6分）图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像。

A.该波沿+x方向传播,波速为1m/s

B.质点a经4s振动的路程为4m

C.此时刻质点a的速度沿+y方向

D.质点a在t=2s时速度为零

7.[2017课标Ⅰ,34

（1）,5分]如图（a）,在xy平面内有两个沿z方向做简谐运动的点波源S1（0,4）和S2（0,-2）。

两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示。

两列波的波速均为1.00m/s。

两列波从波源传播到点A（8,-2）的路程差为　　　　m,两列波引起的点B（4,1）处质点的振动相互　　　　（填“加强”或“减弱”）,点C（0,0.5）处质点的振动相互　　　（填“加强”或“减弱”）。

答案　2　减弱　加强

C组教师专用题组

1.（2016海南单科,17,6分）（多选）下列说法正确的是（　　）

A.在同一地点,单摆做简谐运动的周期的平方与其摆长成正比

B.弹簧振子做简谐运动时,振动系统的势能与动能之和保持不变

C.在同一地点,当摆长不变时,摆球质量越大,单摆做简谐运动的周期越小

D.系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率

E.已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,就可知振子在任意时刻运动速度的方向

答案　ABD　

2.[2015山东理综,38

（1）]（多选）如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。

以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y=0.1sin（2.5πt）m。

t=0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;

t=0.6s时,小球恰好与物块处于同一高度。

取重力加速度的大小g=10m/s2。

以下判断正确的是（　　）

a.h=1.7m

b.简谐运动的周期是0.8s

c.0.6s内物块运动的路程是0.2m

d.t=0.4s时,物块与小球运动方向相反

答案　ab　

3.（2015福建理综,16,6分）简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v。

若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是（　　）

4.[2014课标Ⅱ,34

（1）,5分]（多选）图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点;

图（b）为质点Q的振动图像。

下列说法正确的是　　　。

A.在t=0.10s时,质点Q向y轴正方向运动

B.在t=0.25s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同

C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了6m

D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm

E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位制）

5.[2014课标Ⅰ,34

（1）,6分]（多选）图（a）为一列简谐横波在t=2s时的波形图,图（b）为媒质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图像,P是平衡位置为x=2m的质点。

下列说法正确的是　　（　　）

A.波速为0.5m/s

B.波的传播方向向右

C.0~2s时间内,P运动的路程为8cm

D.0~2s时间内,P向y轴正方向运动

E.当t=7s时,P恰好回到平衡位置

答案　ACE　

6.（2014北京理综,17,6分）一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T。

t=0时刻的波形如图1所示,a、b是波上的两个质点。

图2是波上某一质点的振动图像。

A.t=0时质点a的速度比质点b的大

B.t=0时质点a的加速度比质点b的小

C.图2可以表示质点a的振动

D.图2可以表示质点b的振动

【三年模拟】

选择题（每题3分,共30分）

1.（2018浙江诸暨牌头中学期中,15）某一物体在某行星表面所受重力是在地球表面时的16倍,在地球上走得很准的摆钟搬到该行星上,分针走一圈所用时间实际是（　　）

A.15minB.30min

C.3hD.4h

2.（2019届浙江诸暨中学高二期中,5）如图1所示为一列简谐横波在t=10s时的波形图,图2是这列波中P点的振动图线,则该波传播速度和传播方向是（　　）

图1

图2

A.v=4m/s,向x轴负方向传播

B.v=8m/s,向x轴负方向传播

C.v=4m/s,向x轴正方向传播

D.v=8m/s,向x轴正方向传播

3.（2018浙江名校联考,15）（多选）如图所示,在一平静水面上建立xOy坐标系,甲、乙两波源分别在O1和O2位置先后以5Hz的频率上下振动,图中A、B为某一时刻两波刚到达的位置。

波传播过程中能量损耗不计。

图示时刻x=0.4m处的质点沿振动方向的位移为零,速度向下。

已知水波的波速为0.5m/s,振幅均为2cm,两波源起振方向相同,则下列说法正确的是（　　）

A.再经0.5s,两波都到达x=0.9m处

B.波源O1比O2开始振动的时间早0.4s

C.若某点为振动加强点,则该点位移始终为4cm

D.图示时刻x=0.46m处的质点振动方向向上

4.（2018浙江新高考选考终极适应性考试,14）如图所示,S1和S2是两个相干波源,其振幅均为A,周期均为T。

实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷。

此刻,c是波谷与波谷的相遇点,下列说法中正确的是（　　）

A.a处质点始终处于离平衡位置2A处

B.随着时间的推移,c处的质点将向右移动

C.从该时刻起,经过

T,c处的质点将通过平衡位置

D.若S2不动,S1沿S1b连线向b运动,则b处质点仍然始终处于平衡位置

5.（2017浙江金丽衢十二校联考,16）如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,两列波的速度大小均为v=0.4m/s,两波源的振幅均为A=2cm。

图示为t=0时刻两列波的图像（传播方向如图所示）,该时刻平衡位置位于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动,质点M的平衡位置处于x=0.5m处。

关于各质点运动情况的判断正确的是（　　）

A.t=0时刻质点P、Q均沿y轴正方向运动

B.t=1s时刻,质点M的位移为-4cm

C.t=1s时刻,质点M的位移为+4cm

D.t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到x=0.5m处

6.（2019届浙江学军中学模拟,16）（多选）两列波速相同的简谐横波沿x轴相向传播,实线波的频率为3Hz,振幅为10cm,虚线波的振幅为5cm。

t=0时,两列波在如图所示区域内相遇,则（　　）

A.两列波在相遇区域内会发生干涉现象

B.实线波和虚线波的频率之比为3∶2

s时,x=9m处的质点实际振动方向向上

s时,x=4m处的质点实际位移大小|y|>

12.5cm

答案　BCD

7.（2017浙江金华十校调研,15）（多选）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A的平衡位置在距坐标原点8cm处,质点B的平衡位置在距坐标原点16cm处。

从该图像对应时刻算起,质点A的运动状态与图示时刻质点B的运动状态相同,所需的最短时间为0.12s。

A.该简谐横波的频率为5Hz

B.从图示时刻起,质点A比质点B先回到平衡位置

C.介质中平衡位置距坐标原点20cm处质点的振动方程y=10sin（10πt）cm

D.当该波传播过程中遇到宽度为20m障碍物时能发生明显的衍射现象

8.（2017浙江台州选考质量估测,5）（多选）如图所示,图

（1）为一列横波在t=0.5s时的波动图像,图

（2）为质点P的振动图像,下列说法正确的是（　　）

A.波沿x轴正方向传播B.波沿x轴负方向传播

C.波速为4m/sD.波速为6m/s

9.（2017浙江稽阳联考,14）（多选）图甲为一列简谐横波在t=2s时的波形图,图乙为介质中平衡位置在x=0.5m处的质点的振动图像,P是平衡位置为x=1m的质点。

B.波沿x轴负方向传播

D.当t=7s时,P恰好经平衡位置向+y方向运动

10.（2017浙江绍兴适应性检测,15）（多选）一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图所示。

已知波的传播速度为1m/s,下列说法正确的是（　　）

A.此时P质点正向y轴正方向运动

B.经过0.1s,P、Q两质点的位移可能相同

C.经过0.2s,Q质点运动的路程为30cm

D.经过0.4s,P质点向x轴正方向移动了40cm

答案　AC