1、1机械振动机械波一选择题1 (5 分) （2019 南昌模拟）已知波源的平衡位置在 O 点，t=0 时刻开始做振幅为 50cm 的简谐振动，频率为 20Hz，发出一列横波沿 x 轴正方向传播，如图所示为 P 点恰好开始振动时的波形，P、Q 两质点平衡位置坐标分别为 P(6，0)、Q(28，0)，则下列说法正确的是_(选对 1 个给 2 分，选对 2 个给 4 分，选对 3 个给 5 分，每选错一个扣 3 分，最低得分为 0)A.这列波的波速为 40m/sB.当 t=0.35s 时，Q 点刚开始振动C.波源刚开始振动时的运动方向沿y 方向D.Q 点刚开始振动时，P 点恰位于平衡位置E.Q 点刚开
2、始振动之前，P 点经过的路程为 14.0m【参考答案】（1）BCD【命题意图】本题考查波的传播及其相关知识点。【解题思路】由波动频率为 20Hz 可得周期 T=1/f=0.05s。由 P 点的位置坐标为 P(6，0)可知波长 =4m，这列波的波速为 v=/T=80m/s，选项 A 错误；当 t=0.35s 时，波动传播距离 x=vt=800.35m=28m，Q 点刚开始振动，选项 B 正确；波源刚开始振动时的运动方向沿y 方向，选项 C 正确；PQ 之间距离为x=28m-6m=22m，为 5 个半波长，Q 点刚开始振动时，P 点恰位于平衡位置，选项 D 正确；波动从 P 传播到 Q 需要5.5
3、 个周期，Q 点刚开始振动之前，P 点经过的路程为 s=5.54A=5.540.5m=11.0m，选项 E 错误。2。（2019 高三冲刺模拟）( 1)(5 分 )如 图 甲 所 示 ， O 点 为 振 源 ， OP s， t 0 时 刻 O 点 由 平 衡 位 置 开 始 振 动 ，产 生 向 右 沿 直 线 传 播 的 简 谐 横 波 。 图 乙 为 从 t 0 时 刻 开 始 描 绘 的 质 点 P 的 振 动 图 象 。 下 列 判 断 中 正 确 的 是_。 (填 正 确 答 案 的 标 号 。 选 对 1 个 得 2 分 ， 选 对 2 个 得 4 分 ， 选 对 3 个 得 5
4、分 。 每 选 错 1 个 扣 3 分 ，最 低 得 分 为 0 分 )A t0 时刻，振源 O 振动的方向沿 y 轴正方向2B t t2时刻， P 点的振动方向沿 y 轴负方向C t t2时刻， O 点的振动方向沿 y 轴正方向D这列波的频率为 21tE这列波的波长为 1()st【参考答案】ADE【名师解析】由题图乙可知 P 点先沿 y 轴正向运动，故振源 O 在 t0 时刻沿 y 轴正向运动，故 A 正确。由题图乙可知，t 2时刻 P 点振动方向沿 y 轴正向，故 B 错误。因不知 t1与周期 T 的倍数关系，故不能判断t2时刻 O 点的振动情况，故 C 错误。结合题图甲、乙可知，振动从
5、O 传到 P，用时 t1，传播距离为 s，故波速为 v ，波的周期为 Tt 2-t1，故波的频率为 f ，波长 vT ，故 D、E 正确。3.（2019 高三考试大纲调研卷 10）一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t 时刻的波形图像如图所示，已知该波的周期为 T， a、 b、 c、 d 为沿波传播方向上的四个质点。则下列说法中正确的是(填正确答案标号，选对一个得 2 分，选对两个得 4 分，选对三个得 5 分。每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分)（ ）A在 t 时，质点 c 的速度达到最大值B在 t2 T 时，质点 d 的加速度达到最大值 C从 t 到 t2 T 的时间间隔内，质点
6、d 通过的路程为 4 cmD t 时刻后，质点 b 比质点 a 先回到平衡位置E从 t 时刻起，在一个周期的时间内， a、 b、 c、 d 四个质点沿 x 轴通过的路程均为一个波长【参考答案】（1）（5 分）ABD【名师解析】（1）在 时，质点 c 回到平衡位置，速度达到最大值， A 正确；由图看出，此时刻波离 d3点的距离等于 个波长，则波传到 d 点需要 个周期，传到 d 后 d 向下起振，在 t+2T 时，d 点到达波峰，加速度达到最大值。从 t 到 t+2T 间隔内，质点 d 运动了 ，因此通过的路程为 ，故 B正确，C 错误；简谐波沿 x 轴正方向传播，t 时刻 a、b 两点的速度方
7、向均向上，则从 t 时刻起，质点 b 比质点 a 先回到平衡位置。故 D 正确；t 时刻起，在一个周期内，a、b、c、d 四个质点并不随着波迁移，通过的路程不是一个波长。故 E 错误。故选 ABD。4（5 分）（2019 全国考试大纲模拟卷 1）如图所示，沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为 l00m/s，下列说法中正确的是_（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图示时刻质点 b 的加速度正在减小B从图示时刻开始，经过 0.03s，质点 a 通过的路程为 0.6m
8、C从图示时刻开姶，再经过 0.005s 质点 b 恰好到达波谷D若此波遇到另一波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为 25HzE若发生明显衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸可能是 3m【参考答案】BDE【名师解析】（1）由于波向 x 轴正方向传播，根据“上下坡”法，知道 b 质点向下振动，加速度正在增大，故 A 错误；由题知周期为 ，从图示时刻开始，经过 0.03s，即 个周期，质点 a 通过的路程为 3 个振幅，即 60cm=0.6m，故 B 正确；从图示时刻开姶，b 质点向下振动，做加速度增大的减速运动，故经过 ，b 质点仍末到达波谷，故 C 错误；此波的频率为 ，故此波遇到
9、另一波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为 25Hz，故 D 正确；该波波长 ，当波的波长比障4碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸可能是 3m，故 E 正确；故选 BDE。二计算题1（5 分）（2019 全国考试大纲调研卷 3）一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上 A 质点的振动图象如图乙所示，该列波沿 x 轴传播(填“正向”或“负向”)；该列波的波速大小为 ms；若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为多少 Hz。【参考答案】(1)正向； 1m/s； 2.5Hz(2) 当光屏到 BC 距离超过 时
10、，光斑分为两块。【名师解析】(1)由 A 点的振动图线可知， t=0 时质点向下振动，故波沿 x 轴正向传播；波速；因为此波的频率为 2.5 Hz，若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率等于该波的频率 2.5 Hz。2（10 分）（2019 高三考试大纲调研卷 9）一列沿 x 轴传播的简谐横波， t0 时刻的波形如图所示，介质中 x6m 处的质点 P 沿 y 轴方向做简谐运动的表达式为 m。求：该波的传播速度；5介质中 x10 m 处的质点 Q 到达波谷的时间。【思路分析】(i)由图读出波长，根据质点 P 的振动方程 ，读出 ，求出周期，即可求得波速（ii）由于波的传
11、播方向未知，要分向右和向左两种情况研究利用波形的平移法求时间【名师解析】(i)由图可知，波长 ，由质点 P 的振动方程可知，角速度则周期 故该波的传播速度（）若波沿+x 方向传播，t=0 时刻，质点 Q 左侧相邻的波谷在 x=-6m 处 该波谷传播到质点 Q 处时，质点 Q 第一次到达波谷，经过时间若波沿-x 方向传播，t=0 时刻，质点 Q 右侧相邻的液谷在 x=18m 处该波谷传播到质点 Q 处时，质点 Q 第一次到达波谷，经过时间【名师点睛】解决本题的关键要掌握波形平移法研究波的传播过程，要注意波的双向性。同时会从波形图中读出波长，由振动方程求出周期，根据 求出波速。3.（2019 上海
12、青浦区期末）某同学在做“用单摆测当地重力加速度的实验时，（1）摆线偏离竖直方向的角度要控制在 5 度之内；实验中他测得摆线的长度为 l0，摆球的直径为 d 然后记录了单摆完成 n 次全振动所用时间为 t，则重力加速度的表达式 g （用题中物理量的字母表示）（2）（单选题）他在实验中通过改变摆长 l 并测出相应的周期 T，再以 T2为纵坐标、l 为横坐标，作出T2l 图象，但在测量摆长 l 时没有加小球的半径，由此绘制的图线是图中的 A 6（3）如果实验测得的 g 值偏大，可能的原因是 B （A）开始计时时，早按秒表（B）测摆线长度时摆线拉得过紧（C）摆线上端悬点未圄定，振动中出现松动使摆线长度
13、增大了（D）实验中误将 n 次全振动计为 n1 次全振动【名师分析】（1）“用单摆测重力加速度”的实验原理是单摆的周期公式 T2 ，据此变形即可得到 g 的表达式。（2）通过重力加速度的表达式，结合周期或摆长关系分析即可。（3）根据单摆的周期公式列式分析即可。【名师解析】（1）单摆看作简谐振动的条件是摆角要尽量小一些，一般要求摆角小于 5；据题：单摆的周期 T单摆的周期公式为 T2 ，l联立解得：g 。（2）根据单摆周期公式 ，有 ，故图象的斜率为 ，不影响 g 的计算；但在测量摆长 l 时没有加小球的半径时，l0 时对应的周期： 故图 A 正确，图 BCD错误；故选：A7（3）A、开始计时时
14、，早按秒表则时间偏大，周期偏大，根据 g ，重力加速度的测量值偏小。故A 错误。B、根据 g ，测摆线长度时摆线拉得过紧，使摆线测量值偏大，知摆长的测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏大。故 B 正确。C、根据 g ，摆线上端未牢固地固定于 O 点，振动中出现松动，使摆线越摆越长，知摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小。故 C 错误。D、根据 g ，测量周期时，误将摆球 n 次全振动的时间 t 记为了（n1）次全振动的时间，知周期的测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏小。故 D 错误。故选：B【参考答案】（1）5， ；（2）A；（3）B4.（2019 上海浦东新区 期末）在做“用单摆测
15、定重力加速度”的实验中，（1）用秒表测时间时为尽量减少误差，应从摆球通过 最低点 （选填“最高点”或“最低点”）时开始计时。（2）某同学在正确操作和测量的情况下，测得周期为 T1，得出重力加速度值比当地重力加速度值小，排除了其它因素后发现，是所用摆球的重心不在球心所致，则可以判断重心应该是在球心的 下方 （选填“上方”或“下方”）。于是他将摆线长减小L，测得单摆振动周期为 T2，由此可得到比较准确的重力加速度表达式是 。（3）为了更准确测量，他测出多组摆长 L 和振动周期 T，得出如图所示图象，则图象的纵轴表示 T 2 ；由图象求出的重力加速度 g 9.81 m/s 2（小数点后保留两位）8【
16、名师分析】（1）单摆在最低点时计时误差较小。（2）根据单摆的周期公式分析误差产生的原因，分析计算加速度的方法。（3）根据单摆的周期公式得出 T2L 的关系式，结合图线的斜率求出重力加速度。【名师解析】（1）因为摆球在最低点的速度最快，所以在最低点作为计时起点误差最小。（2）根据 T 得：g可知，若得出重力加速度值比当地重力加速度值小，排除了其它因素后，一定是摆长 L 的测量值偏小，如果是所用摆球的重心不在球心所致，则可以判断重心应该是在球心的下方。开始时：于是他将摆线长减小L，测得单摆振动周期为 T2，则：联立可得：g（3）根据：T 得， ，得出如图所示图象，则图象的纵轴表示 T2；图线的斜率
17、 k ，解得：g9.81m/s 2。【参考答案】（1）最低点；（2）下方， ；（3）T 2，9.81（或 9.82）【点评】解决本题的关键知道实验的原理，以及实验中应该的注意的事项以及误差形成的原因，掌握单摆的周期公式，并能灵活运用。5.（2019 高考大纲模拟卷 11）一列沿 x 轴传播的简谐横波在 t0 时刻的波形如图所示，介质中 x6 m9处的质点 P 沿 y 轴方向做简谐运动的表达式为 y0.2cos 4t(m)求：该波的传播速度；从 t0 时刻起，介质中 x10 m 处的质点 Q 第一次到达波谷经过的时间【参考答案】（10 分） 8 m; 相互减弱；如解析所示【名师解析】(2)由题图可知，波长 24 m，由质点 P 的振动方程可知，角速度 4 rad/s则周期 T 0.5 s2故该波的传播速度 v 48 m/s T若波沿 x 轴正方向传播， t0 时刻，质点 Q 左侧相邻的波谷在 x6 m 处该波谷传播到质点 Q 处时，质点 Q 第一次到达波谷，经过时间 t sx1v 13若波沿 x 轴负方向传播， t0 时刻，质点 Q 右侧相邻的波谷在 x18 m 处该波谷传播到质点 Q 处时，质点 Q 第一次到达波谷，经过时间 t s.x2v 16
