（三年高考）(2015-2017)高中物理试题分项版解析 专题14 机械振

专题14 机械振动和机械波

一、选择题

1．【2017·天津卷】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 C．t? B．该简谐波的最大波长为2L D．t?T时，P在平衡位置上方 83T时，P的速度方向竖直向上 8【答案】C

【考点定位】机械振动和机械波

【名师点睛】本题应注意波的周期性，要从波长入手。

2．【2017·北京卷】某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是

A．t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值 B．t=2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C．t=3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D．t=4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 【答案】A

【考点定位】振动图象

【名师点睛】根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动。

3．【2017·新课标Ⅲ卷】（5分）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=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是_______（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．波长为2 m B．波速为6 m/s C．频率为1.5 Hz

D．t=1 s时，x=1 m处的质点处于波峰 E．t=2 s时，x=2 m处的质点经过平衡位置 【答案】BCE

【解析】由波形图可知，波长为4m，A错误；实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图，波沿x轴正方向传播，又该波的周期大于0.5 s，则0~0.5 s时间内波传播的距离?x?3?，4233T?0.5 s，故周期T? s，频率为1.5 Hz，波速v??f?6 m/s，BC正确；由1 s=T，

324t=0时，x=1 m处的质点在波峰位置，t=1时，该质点应该在平衡位置向上振动，D错误；由2 s?3T，t=0时，x=2 m处的质点在平衡位置，t=2s时，该质点同样经过平衡位置，E正确。

【考点定位】机械波的传播、质点的振动

【名师点睛】本题知道两个时刻的波形，可以运用波形的平移法分析波传播的最短距离，要理解“该简谐波的周期大于0.5 s”表达的意义。

4．【2016·北京卷】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的轴的正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为

【答案】A

【考点定位】简谐振动图像

【方法技巧】在考纲上简谐振动这一块要求学生能从振动图象上获取信息，会求简谐运动的路程和位移，以及掌握简谐运动的表达式x?Asin。 （?t??）5．【2016·天津卷】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(t)，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=12 m处，波形图象如图所示，则

π2

A．此后再经6 s该波传播到x=24 m处

B．M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向 C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向 D．此后M点第一次到达y=–3 m处所需时间是2 s 【答案】AB

【考点定位】机械波的传播、质点的振动

【名师点睛】此题考查了质点的振动及机械波的传播；要知道质点振动一个周期，波向前传播

一个波长的距离；各个质点的振动都是重复波源的振动，质点在自己平衡位置附近上下振动，而不随波迁移；能根据波形图及波的传播方向判断质点的振动方向。

6．【2016·四川卷】简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。则

A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 B．该波从P传到Q的时间可能为7 s C．该波的传播速度可能为2 m/s D．该波的波长可能为6 m 【答案】AD

【解析】由图线可知，质点Q开始起振的方向沿y轴正方向，选项A正确；振动由P向Q传播，由图线可知T=6 s，故振动从P传到Q的时间可能为(nT+4) s=v(6n+4) s，（n=1、2、3、……），故不可能为7 s选项B错误；根据（nT+4）v=10 m可得v?故波速不可能为2 m/s，选项C错误；根据??vT?确；故选AD。

考点：振动图像；机械波的传播

【名师点睛】此题是对振动图像及机械波传播问题的考查；首先要掌握已知振动图像判断质点振动方向的基本方法以及波速、波长及周期的关系；此题中要考虑波形传播的重复性及多解问题，这是题目的难点所在.

7．【2016·上海卷】甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2 m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则

10，m/s（n=1、2、3、……）

6n?460m，当n=1时，λ=6 m，选项D正

6n?4

A．甲乙两波的起振方向相反 B．甲乙两波的频率之比为3:2

C．再经过3 s，平衡位置在x=7 m处的质点振动方向向下 D．再经过3 s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零

【答案】ABD

【考点定位】机械波的传播、质点的振动

【方法技巧】通过波的前沿质点振动方向判断波的起振方向，根据波长、波速与频率关系计算两列波的频率，通过平移法画出3 s时的波形，再分析问题。

8．（4分）【2016·海南卷】下列说法正确的是________。（填入正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分；有选错的得0分）

A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比

B．弹簧振子做简谐振动时，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，单摆做简谐振动的周期越小

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

【考点定位】简谐运动、受迫振动

【名师点睛】本题关键抓住简谐运动的周期性，分析时间与周期的关系分析振子的位移变化，

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