高考物理十年试题分类解析 专题23 振动和波.doc

十年高考试题分类解析-物理一2012年高考题1. （2012北京理综）一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置o为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间关系的图像是1.【答案】：a【解析】经过四分之一的周期，振子运动到-x最大位移处，具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间关系的图像是a。【考点定位】此题考查简谐运动及其相关知识。2（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sb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2md从t=s到t=s，m的动能逐渐增大2.【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)，解得可能波长=m，可能波的周期t=/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。3. (2012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3.【答案】cd情况。4. （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4.【答案】c【解析】由波形图可知波长为=4m，周期t=/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。5.（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/s b沿x轴正方向，60m/sc沿x轴负方向，30 m/s d沿x轴正方向，30m/s5.【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=24m，周期t=0.4s，波速v=/t=60m/s。选项a正确。6.（2012重庆理综）装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是6.【答案】：d【解析】：t=0时试管处于正最大位移处，描述试管振动的图象中可能正确的是d。【考点定位】此题考查简谐振动及其图象。7. （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7.【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。8.（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。8.答案：正向 0.8解析：由题述可知0.3m=/4+/8，该波的波长为=0.8m。【考点定位】此题考查波动图象和振动图象。二2011年高考题1（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（5t）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4.0s b.振幅为20cmc.传播方向沿x轴正向 d.传播速度为10m/s答案：d解析：此题考查波动图象及其相关、光的折射及其相关的知识点。由质点p做简谐运动的表达式为y=10sin（5t）cm可知=5， 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（5t）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。2（2011全国理综卷）一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，振幅为a。当坐标为x=0处质元的位移为且向y轴负方向运动时坐标为x=0.4m处质元的位移为。当坐标为x=0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x=0.4m处质元的位移和运动方向分别为a、延y轴正方向 b ，延y轴负方向 c、延y轴正方向 d、延y轴负方向2答案：c 解析：画出x=0处质元的位移为 -a且向y轴负方向运动时的波形图，此时坐标为x=0.2m处的质元正处于平衡位置且向y轴负方向运动。当坐标为x=0.2m处的质元正处于平衡位置且向y轴正方向运动时，x=0.4m处质元的位移为-a，运动方向沿y轴正方向，选项c正确。3. （2011上海物理）两波源在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则 (a)在两波相遇的区域中会产生干涉 (b)在两波相遇的区域中不会产生干涉 (c) 点的振动始终加强 (d) 点的振动始终减弱答案:ac解析：在两波相遇的区域中会产生干涉，点的振动始终加强，选项ac正确。4.（2011浙江理综）关于波动，下列说法正确的是a.各种波均会发生偏振现象b.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹c.声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度d.已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警答案：bd警，选项d正确。5. （2011四川理综卷）如图为一列沿x轴方向传播的简谐横波在t = 0时的波形图，当q点在t = 0时的振动状态传到p点时，则a.1cmx3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动b.q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向c. q处的质点此时正在波峰位置d. q处的质点此时运动到p处.答案：bcd错误。6（2011新课标理综）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ab周期一定为tc速度的最大值一定为vd开始振动的方向沿y轴向上或向下取决去他离波源的距离e若p点与波源距离s=vt，则质点p的位移与波源的相同答案：abe相同，选项e正确。7. （2011重庆理综）介质中坐标原点o处的波源在t=0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到l处，波形如题17图所示。下列能描述x0处质点振动的图象是7.答案：c解析：由题图可知，x0处质点振动开始制动时方向向下。由题图可知，周期为t0/3，选项c正确。8. （2011天津理综第7题）位于坐标原点处的波源a沿y轴做简谐运动。a刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图所示。b是沿波传播方向上介质的一个质点，则a波源a开始振动时的运动方向沿y轴负方向。b. 此后的周期内回复力对波源a一直做负功。c.经半个周期时间质点b将向右迁移半个波长d.在一个周期时间内a所收回复力的冲量为零9（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t0.01s。波沿x轴_(填“正”或“负”）方向传播。求波速。答案：（1）正 v=100m/s。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。由题意知，波长=8m，t2- t1=t/8，v=/t联立解得v=100m/s。10（2011江苏物理）将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下湍系上质量为m的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期t。解析：（3）单摆周期公式t=2，且kl=mg，解得t=2。三2010年高考题1（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= 1 m ，f =5 hz b. a= 0.5 m，f =5 hzc. a= 1 m， f =2.5 hzd. a= 0.5 m，f =2.5 hz【解析】由波形图可知，该波的振幅a=0.5m，波长=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=f可得f=2.5 hz，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。2（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。【答案】d【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。3（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（t0.5s）时的波形，能正确反映t3=7.5s时波形的是图4（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。5（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2m b. 该横波的周期为4sc. 该横波的波速为1m/s d. 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=vt=14m=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。6. （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0.6sb此波的周期可能为1.2sc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。7（2010年四川理综）一列简谐横波沿直线由a向b传播，a、相距.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a4.5m/s b . 3.0m/s c . 1.5m/s d .0.7m/s【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/4+n=0.45，解得=，n=0,1,2，。这列波的波速为v=/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。【答案】a【点评】根据波动特点和题述，得出波速表达式，求出可能值。8. （2010福建理综第15题）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/s b.3m/s c.4m./s d.5m/s【解析】由波形图可知，波长=0.08m。若波沿x轴正向传播，0.02s=t/4，t=0.08s，波速v=/t=1m/s；若波沿x轴负向传播，0.02s=3t/4，t=0.08/3s，波速v=/t=3m/s；所以选项b正确。【答案】b【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。9（2010上海物理）利用发波水槽得到的水面波形如a，b所示，则a图a、b均显示了波的干涉现象图a图bb图a、b均显示了波的衍射现象c图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象d图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象【解析】图a为波通过小孔后的传播情况，显示了波的衍射现象；图b是两列相干波叠加后的波形，显示了波的干涉现象，所以选项d正确。【答案】d【点评】此题考查用发波水槽演示的水波干涉和衍射实验。10.（2010上海物理）声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为a声波是纵波，光波是横波 b声波振幅大，光波振幅小c声波波长较长，光波波长很短 d声波波速较小，光波波速很大【点评】考查声波衍射。11 (2010海南物理)右图为某一报告厅主席台的平面图，ab是讲台，s1、s2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136hz，问讲台上这样的位置有多少个？【解析】相应于声频f=136hz的声波的波长是=v/f=2.5m式中v=340m/s是空气中的声速。在右图中，o是ab的中点，p是ob上任一点。将表示为 式中k为实数，当k=0,2,4时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当k=1,3,5时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知，o是干涉加强点；对于b点， -=20m-15m=5m=4/2所以，b点也是干涉加强点。因而o、b之间有两个干涉相消点，由对称性可知，ab上有4个干涉相消点。【点评】干涉和衍射都是波动的特性，要注意干涉和衍射的区别。12(2010新课标)波源s1和s2振动方向相同，频率均为4hz，分别置于均匀介质中轴上的o、a两点处，oa=2m，如图所示。.两波源产生的简谐横波沿轴相向传播，波速为4m/s。.己知两波源振动的初始相位相同.求：()简谐横波的波长； ()间合振动振幅最小的点的位置。四2009年高考题1.(2009山东理综)图1为一简谐波在t=0时刻的波形图，介质中的质点p做简谐运动的表达式为y=asin5t，求该波的速度，并画出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=5rad/s，t=0时刻质点p向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长=4m，,由波速公式，联立以上两式代入数据可得v=10m/s。t=0.3s时的波形图如图所示。2. （2009天津理综）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为xasin，则质点 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答案：ad【解析】由关系式可知，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。3(2009全国理综1)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答案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点处于向上振动时q点应处于波谷,c对.4.（2009海南物理）有一种示波器可以同时显示两列波形。对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同。利用此种示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如图1所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接受器所接受。图2为示波器的显示屏。屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接受信号。若已知发射的脉冲信号频率为f=2000hz，发射器与接收器的距离为s=1.30m，求管内液体中的声速。（已知所测声速应在13001600m/s之间，结果保留两位有效数字。）解析：（ii）设脉冲信号的周期为t，从显示的波形可以看出，图2中横向每一分度（即两条长竖线间的距离）所表示的时间间隔为其中对比图2中上、下两列波形，可知信号在液体中从发射器传播只接受器所用的时间为 其中，液体中的声速为联立式，代入已知条件并考虑到所测声速应在13001600之间，得 五2008年高考题（2008四川延考区理综）光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m/2的两个木块。下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为af/k b2f/k c3f/k d4f/k yt/s00.030.12（2008四川理综）一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42 m。图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线。从图示可知 a此列波的频率一定是10 hz b此列波的波长一定是0.1 m c此列波的传播速度可能是34 m/sda点一定比b点距波源近答案：.ac解析：波的传播、振动图像及相关计算。由振动图像可知，此波的周期是t=0.1s，频率f=1/t=10hz，选项a正确；根据题中所给信息不能判断a、b两点哪一点距波源近，选项d错误；若a点距波源近，a点的振动传播到b点需时间0.03s+n0.1s，其波速v=4.42/（0.03+0.1n）m/s，即波速可能值为147.3 m/s、34 m/s、19.2 m/s，选项c正确；波长=vt，也应该为一系列值，所以选项b错误。六2007年高考题（2007年高考天津理综）如图1所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是（ ）a.这列波的波长是14cm b.这列波的周期是0.125s郝双老师制c.这列波可能是沿x轴正方向传播的 d.t=0时，x=4cm处的质点速度沿y轴负方向答案：d解析：从图1中虚线图形可看出，这列波的波长是=12cm，选项a错。处的质点速度方向应沿y轴负方向，选项d正确。七2006年高考题1（2006年高考上海物理）在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为l，如图3（a）所示。一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间t第一次出现如图3（b）所示的波形，则该波的（ ）图2图2图2图2a 周期为t，波长为8lb 周期为t，波长为8lc 周期为t，波速为d 周期为t，波速为由可计算出波速v=。选项c正确。图12（2006全国理综1）一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图1所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图2所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图3所示。若用t0表示弹簧振子的固有周期，t表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则a.由图线可知t0=4s b.由图线可知t0=8sc.当t在4s附近时，y显著增大；当t比4s小得多或大得多时，y很小d.当t在8s附近时，y显著增大；当t比8s小得多或大得多时，y很小【解析】 由题述如图2所示的砝码做简谐运动的振动图线可知，弹簧振子的固有周期t0=4s，选项a正确b错误；由图1可知振子做受迫振动，当驱动力的频率（周期）接近或等于弹簧振子的固有频率（周期）时，振幅显著增大，所以当t在4s附近时，y显著增大；当t比4s小得多或大得多时，y很小，选项c正确d错误。【答案】ac【点评】保持把手不动，砝码自由振动，其振动频率为固有频