高考物理一轮复习 专题八 机械振动和机械波课件.pptVIP

专题八机械振动和机械波 高考物理 北京市专用 a组自主命题 北京卷题组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 五年高考 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 答案a本题考查简谐运动图像 由图像可知 t 1s和t 3s时振子在最大位移处 速度为零 加速度分别为负向最大值 正向最大值 而t 2s和t 4s时振子在平衡位置 加速度为零 而速度分别为负向最大 正向最大 综上所述 a项说法正确 解题关键简谐运动图像与运动情景的关联通过图像 不仅要提取出图像中的相关信息 更需与振子运动情景相关联 细致分析出各物理量的大小和方向 这是解答本题的关键 2 2016北京理综 15 6分 0 91 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 答案a振子在n点时开始计时 其位移为正向最大 并按正弦规律变化 故选项a正确 3 2015北京理综 15 6分 0 95 周期为2 0s的简谐横波沿x轴传播 该波在某时刻的图像如图所示 此时质点p沿y轴负方向运动 则该波 a 沿x轴正方向传播 波速v 20m sb 沿x轴正方向传播 波速v 10m sc 沿x轴负方向传播 波速v 20m sd 沿x轴负方向传播 波速v 10m s答案b由质点p沿y轴负方向运动 可知波沿x轴正方向传播 波速v 10m s b项正确 4 2014北京理综 17 6分 0 93 一简谐机械横波沿x轴正方向传播 波长为 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 下列说法中正确的是 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 答案d由图1可知 t 0时 a在正向最大位移处 v 0 加速度最大 b在平衡位置 速度最大 加速度为0 且振动方向沿y轴负向 图2可以表示质点b的振动 选项a b c都错误 选项d正确 5 2013北京理综 15 6分 0 93 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波 波速为4m s 某时刻波形如图所示 下列说法正确的是 a 这列波的振幅为4cmb 这列波的周期为1sc 此时x 4m处质点沿y轴负方向运动d 此时x 4m处质点的加速度为0答案d由波动图像知 波的振幅为2cm a选项错误 波长 8m 周期t s 2s b选项错误 由于波沿x轴正向传播 由波传播方向和质点振动方向的关系知 x 4m处质点此时沿y轴正方向运动 c选项错误 此时x 4m处的质点处于平衡位置 其加速度为0 d选项正确 考查点波的图像 思路点拨由图像提取到振幅 波长和传播方向的信息 再利用波长 周期和波速的关系可求出周期 处于平衡位置的质点的速度最大 加速度为零 考点一机械振动1 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答案c解法一由题意知 游客舒服登船时间t 2 1 0s 解法二设振动图像表达式为y asin t 由题意可知 t1 或 t2 其中 rad s 解得t1 0 25s或t2 1 25s 则游客舒服登船时间 t t2 t1 1 0s b组统一命题 省 区 市 卷题组 2 2014安徽理综 14 6分 在科学研究中 科学家常将未知现象同已知现象进行比较 找出其共同点 进一步推测未知现象的特性和规律 法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时 曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系 已知单摆摆长为l 引力常量为g 地球质量为m 摆球到地心的距离为r 则单摆振动周期t与距离r的关系式为 a t 2 rb t 2 rc t d t 2 l答案b由单摆周期公式t 2 及黄金代换式gm gr2 得t 2 r 3 2013安徽理综 24 20分 如图所示 质量为m 倾角为 的斜面体 斜面光滑且足够长 放在粗糙的水平地面上 底部与地面的动摩擦因数为 斜面顶端与劲度系数为k 自然长度为l的轻质弹簧相连 弹簧的另一端连接着质量为m的物块 压缩弹簧使其长度为l时将物块由静止开始释放 且物块在以后的运动中 斜面体始终处于静止状态 重力加速度为g 1 求物块处于平衡位置时弹簧的长度 2 选物块的平衡位置为坐标原点 沿斜面向下为正方向建立坐标轴 用x表示物块相对于平衡位置的位移 证明物块做简谐运动 3 求弹簧的最大伸长量 4 为使斜面体始终处于静止状态 动摩擦因数 应满足什么条件 假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力 答案 1 l 2 见解析 3 4 解析 1 设物块在斜面上平衡时 弹簧伸长量为 l 有mgsin k l 0解得 l 此时弹簧的长度为l 2 当物块的位移为x时 弹簧伸长量为x l 物块所受合力为f合 mgsin k x l 联立以上各式可得f合 kx可知物块做简谐运动 3 物块做简谐运动的振幅为a 由对称性可知 最大伸长量为 4 设物块位移x为正 则斜面体受力情况如图所示 由于斜面体平衡 所以有水平方向f fn1sin fcos 0竖直方向fn2 mg fn1cos fsin 0又f k x l fn1 mgcos 联立可得f kxcos fn2 mg mg kxsin 为使斜面体始终处于静止状态 结合牛顿第三定律 应有 f fn2 所以 当x a时 上式右端达到最大值 于是有 考点二机械波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2lc t 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本题考查机械波 由题意知绳上的质点在竖直方向上振动 波水平向右传播 故该波为横波 选项a错误 t 0时刻 p点在如图所示位置时 波长最大 则 l 4l 选项b错误 t 0时 p在平衡位置且向上振动 当t 时 p在平衡位置上方 选项c正确 当t t时 p处于从最高点向平衡位置运动过程中 故速度方向向下 选项d错误 思路分析t 0时 o位于最高点 波峰 p位移为零 速度向上 平衡位置 作出波动图像 确定p点的可能位置 判断p点在不同时刻的运动方向和最大波长 5 2016天津理综 7 6分 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 t m 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 则 a 此后再经6s该波传播到x 24m处b m点在此后第3s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 3m处所需时间是2s 答案ab由波源振动表达式可知 rad s 而 所以t 4s 由波形图知 8m 波速v 2m s x v t 12m 故a项正确 经过 t 3s 波向前传播的距离为 x x v t 6m 画出此后第3s末的波形图如图中虚线所示 由图可知 m点振动方向沿y轴正方向 b项正确 在波的传播过程中 各质点的起振方向都与波源的起振方向相同 可得波源起振方向沿y轴正方向 c项错误 此时m点在y 3m处且沿y轴负方向振动 第一次到达y 3m处所用时间小于 故d项错误 规律总结根据波的传播方向判断质点振动方向的方法 顺着波的传播方向看 处在上坡处的质点向下振动 处在下坡处的质点向上振动 即 上坡下 下坡上 评析本题考查了机械振动与机械波的内容 理解振动与波的关系 熟练掌握质点振动方向与波的传播方向的互判方法是解题的关键 6 2016四川理综 6 6分 多选 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10m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7sc 该波的传播速度可能为2m sd 该波的波长可能为6m 答案ad由图可知 t 0时质点q处于平衡位置 t 时运动至波峰 故其起振方向沿y轴正方向 a正确 仍由图可知 t 6s 质点q比质点p到达同一振动状态晚了 t nt t 6n 4 s n 0 1 2 此即该波从p传到q所需的时间 当 t 7s时n 故b错误 由v m s知 当v 2m s时n 故c错误 再由 vt m知 当n 1时 6m 故d正确 评析考查机械振动和机械波 综合性强 难度大 本题中计时开始时p点不是特殊位置 易失分 7 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 答案d根据波的传播方向 可分别判定四幅波形图中质点a的振动方向 a图中向上振动 b图中向下振动 c图中向上振动 d图中向下振动 各图中波的周期分别为ta tb tc td 故从该时刻起 各图中质点a第一次到达波谷的时间分别为ta ta tb tb tc tc td td 可知td tb tc ta 故选d 8 2014四川理综 5 6分 如图所示 甲为t 1s时某横波的波形图像 乙为该波传播方向上某一质点的振动图像 距该质点 x 0 5m处质点的振动图像可能是 答案a由图甲知波长 2m 因此距该质点为 x 0 5m 的质点的振动图像可由图乙图像向左或向右平移 0 5s得到 故只有a图像正确 9 2017课标 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 解析本题考查波的干涉 a到两波源的距离差为as1 as2 m 8m 2m 由图 b 或图 c 得t 2s 得 vt 2m 因bs1 bs2 m m 0 而两波源振动步调相反 故b点振动减弱 同理 cs1 cs2 4 0 5 m 0 5 2 m 1m 恰好为半个波长 故c点振动加强 易错点拨波的干涉加强点与减弱点判定利用 r n 0 1 2 来判定振动是加强还是减弱时 要注意结合波源振动相位关系 10 2017课标 34 1 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 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2mb 波速为6m sc 频率为1 5hzd 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 解析本题考查机械波图像 由题图可知 该波波长 4m 选项a错误 t 0 5s 则由题图知波在0 5s内沿x轴正方向传播的距离为 传播时间t t 0 5s t s 频率f 1 5hz 选项c正确 波速v 6m s 选项b正确 1s t t 1s时 x 1m处的质点处于波谷 选项d错误 2s 3t t 2s时 x 2m处的质点经过平衡位置 选项e正确 关联知识 1 波长 波速 周期间的关系 2 由波形图和波的传播方向确定一段时间内波的传播距离与波长的关系 进而求出波的周期 11 2016课标 34 1 5分 某同学漂浮在海面上 虽然水面波正平稳地以1 8m s的速率向着海滩传播 但他并不向海滩靠近 该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s 下列说法正确的是 a 水面波是一种机械波b 该水面波的频率为6hzc 该水面波的波长为3md 水面波没有将该同学推向岸边 是因为波传播时能量不会传递出去e 水面波没有将该同学推向岸边 是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 答案ace 解析水面波是一种机械波 传播过程中各质点只在平衡位置上下往复运动 不随波的传播而迁移 因此水面波不会将该同学推向岸边 故d错 a e均正确 由题意可知该波的周期t s s 频率f 0 6hz 波长 vt 1 8 m 3m 故b错 c正确 12 2016课标 34 2 10分 物理 选修3 4 一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播 波长不小于10cm o和a是介质中平衡位置分别位于x 0和x 5cm处的两个质点 t 0时开始观测 此时质点o的位移为y 4cm 质点a处于波峰位置 t s时 质点o第一次回到平衡位置 t 1s时 质点a第一次回到平衡位置 求 简谐波的周期 波速和波长 质点o的位移随时间变化的关系式 答案见解析 解析 设振动周期为t 由于质点a在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡位置 经历的是个周期 由此可知t 4s 由于质点o与a的距离5cm小于半个波长 且波沿x轴正向传播 o在t s时回到平衡位置 而a在t 1s时回到平衡位置 时间相差s 两质点平衡位置的距离除以传播时间 可得波的速度v 7 5cm s 利用波长 波速和周期的关系得 简谐波的波长 30cm 设质点o的位移随时间变化的关系为y acos 将 式及题给条件代入上式得 解得 0 a 8cm 质点o的位移随时间变化的关系式为y 0 08cos 国际单位制 或y 0 08sin 国际单位制 解题方法机械波中的各质点都在做简谐运动 简谐运动位移与时间的关系式为y asin t 或者是y acos t 式中 把数学中的三角函数知识与物理中的简谐运动结合起来 就能够顺利得出结果 c组教师专用题组1 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 下列说法正确的是 a 该波沿 x方向传播 波速为1m sb 质点a经4s振动的路程为4mc 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 答案dt 0时 b质点向 y方向运动 根据 下坡上 可判定波沿 x方向传播 a错误 a总是与b的振动方向相反 t 0时 a向 y方向运动 c错误 经过4s a回到平衡位置 路程为1m b错误 t 2s时 a处于波谷 速度为零 d正确 2 2014天津理综 5 6分 平衡位置处于坐标原点的波源s在y轴上振动 产生频率为50hz的简谐横波向x轴正 负两个方向传播 波速均为100m s 平衡位置在x轴上的p q两个质点随波源振动着 p q的x轴坐标分别为xp 3 5m xq 3m 当s位移为负且向 y方向运动时 p q两质点的 a 位移方向相同 速度方向相反b 位移方向相同 速度方向相同c 位移方向相反 速度方向相反d 位移方向相反 速度方向相同答案d该波的波长 v f m 2m 3 5m 3m 此时p q两质点的位移方向相反 但振动方向相同 选项d正确 3 2014福建理综 17 6分 在均匀介质中 一列沿x轴正向传播的横波 其波源o在第一个周期内的振动图像如图所示 则该波在第一个周期末的波形图是 答案d由振动图像可知 在t t时 波源o的振动方向向下 再结合振动图像可知形成的波形图为d图 故选项d正确 4 2012北京理综 17 6分 0 64 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t关系的图像是 答案a如图所示 o为平衡位置 由题意知t 时 振子具有正向最大加速度 故此时振子应在a处 位移x为负的最大值 分析各图像知 只有a项正确 5 2016课标 34 1 5分 由波源s形成的简谐横波在均匀介质中向左 右传播 波源振动的频率为20hz 波速为16m s 已知介质中p q两质点位于波源s的两侧 且p q和s的平衡位置在一条直线上 p q的平衡位置到s的平衡位置之间的距离分别为15 8m 14 6m p q开始振动后 下列判断正确的是 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 p q两质点运动的方向始终相同b p q两质点运动的方向始终相反c 当s恰好通过平衡位置时 p q两点也正好通过平衡位置d 当s恰好通过平衡位置向上运动时 p在波峰e 当s恰好通过平衡位置向下运动时 q在波峰 答案bde 解析由波速公式 v f得 0 8m lsp 19 lsq 18 由波动的周期性 采用 去整留零 的方法 可在波形图上标出s p q三点的位置 如图所示 由图可知 p q两点的运动方向始终相反 a项错误 b项正确 s在平衡位置时 p q一个在波峰 一个在波谷 c项错误 当s恰通过平衡位置向上运动时 p在波峰 q在波谷 反之则相反 故d e项正确 6 2014课标 34 1 6分 0 571 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 填正确答案标号 选对1个得3分 选对2个得4分 选对3个得6分 每选错1个扣3分 最低得分为0分 a 波速为0 5m sb 波的传播方向向右c 0 2s时间内 p运动的路程为8cmd 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解析由图 a 可知 波长 2m 由图 b 可知周期t 4s 则波速v 0 5m s a正确 t 2s时 x 1 5m处的质点振动方向向下 则波向左传播 b错 0 2s时间内p质点运动的路程sp 4a 8cm c项正确 0 2s内p质点向y轴负方向运动 d项错 t 0时p质点位于正向最大位移处 故p质点达到平衡位置的时刻为t 2n 1 n 0 1 2 则n 3时 t 7s p恰好回到平衡位置 e项正确 7 2015课标 34 2 10分 0 253 甲 乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播 波速均为v 25cm s 两列波在t 0时的波形曲线如图所示 求 t 0时 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标 从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间 答案 50 300n cm n 0 1 2 0 1s 解析 t 0时 在x 50cm处两列波的波峰相遇 该处质点偏离平衡位置的位移为16cm 两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm 从图线可以看出 甲 乙两列波的波长分别为 1 50cm 2 60cm 甲 乙两列波波峰的x坐标分别为x1 50 k1 1 k1 0 1 2 x2 50 k2 2 k2 0 1 2 由 式得 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为x 50 300n cm n 0 1 2 只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为 16cm t 0时 两波波谷间的x坐标之差为 x 50 2m2 1 50 2m1 1 式中 m1和m2均为整数 将 式代入 式得 x 10 6m2 5m1 5 由于m1 m2均为整数 相向传播的波谷间的距离最小为 x0 5cm 从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间为t 代入数据得t 0 1s 第 问6分 式2分 式各1分 式2分 第 问4分 式各1分 a组2015 2017年高考模拟 基础题组 时间 40分钟分值 60分 选择题 每题5分 共60分 1 2017北京顺义二模 16 一列沿x轴负方向传播的简谐机械横波 波速为2m s 某时刻波形如图所示 下列说法中正确的是 a 这列波的周期为2sb 这列波的振幅为4cmc 此时x 4m处质点的速度为零 三年模拟 d 此时x 4m处质点沿y轴正方向运动 答案a由图像知波长 4m 周期t 2s 波的振幅是2cm 此时x 4m处质点位于平衡位置 速度最大 前一质点在其右方下侧 因此其振动方向沿y轴负方向 2 2017北京东城一模 16 机械振动在介质中传播形成机械波 下列说法正确的是 a 如果波源停止振动 在介质中传播的波动也立即停止b 在纵波中质点的振动方向总是垂直于波的传播方向c 在横波中两个相邻的波峰 或波谷 之间的距离等于波长d 横波中振动质点不随波迁移 纵波中振动质点随波迁移 答案c波源停止振动 波动继续向前传播 直到能量耗尽 a错误 纵波中质点的振动方向平行于波的传播方向 b错误 横波的波长等于相邻的振动情况完全一致的两质点间的距离 c正确 纵波中振动质点也不随波迁移 d错误 3 2017北京西城一模 15 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波 波速为2 0m s 某时刻的波形如图所示 下列说法正确的是 a 这列波的周期为2 0sb 这列波的振幅为10cmc 此时x 4m处的质点加速度最大d 此时x 6m处的质点沿y轴正方向运动 答案c由图可知波长 8m 由公式v 知t 4s a错误 振幅a 5cm b错误 x 4m处质点此刻位移为 5cm 由f回 kx ma知加速度最大 c正确 波沿x轴正方向传播 此时x 6m处的质点沿y轴负方向运动 d错误 4 2017北京海淀一模 16 一列简谐横波在t 0时刻波的图像如图所示 其中a b c d为介质中的四个质点 在该时刻 a 质点a的速度最大b 质点b的加速度最大c 若质点c向下运动 则波沿x轴正方向传播d 若质点d向上运动 则波沿x轴正方向传播 答案ca处于波峰 速度为0 加速度最大 b处于平衡位置 加速度为0 由波的传播规律可知c向下运动 则波沿x轴正方向传播 d向上运动 则波沿x轴负方向传播 5 2017北京朝阳二模 15 一列简谐横波在x轴上传播 某时刻的波形如图所示 a b c为波上的三个质点 质点a此时向上运动 由此可知 a 该波沿x轴负方向传播b 质点b振动的周期比质点c振动的周期小c 该时刻质点b振动的速度比质点c振动的速度小d 从该时刻起质点b比质点c先到达平衡位置 答案d由质点的振动方向跟波的传播方向间的判定关系可知 波沿x轴正方向传播 故a项错误 波中各质点的振动周期都相同且等于波源振动的周期 故b项错误 质点振动过程中越靠近平衡位置时速率越大 故c项错误 因波沿x轴正方向传播 则此时b向上振动而c向下振动 故d项正确 6 2017北京昌平二模 15 取一条较长的软绳 用手握住一端 o点 连续上下抖动 在绳上形成一列简谐横波 已知o点完成一次全振动所用的时间为t 某一时刻的波形如图所示 绳上a b两质点均处于平衡位置 下列说法正确的是 a a b两质点间的距离等于一个波长b a b两质点振动方向相同c 再经 b质点将运动到波峰位置d 再经 a质点将运动到b质点位置 答案ca b两质点间的距离为半个波长 a错误 波传播中各质点均模拟前一质点振动 因此a b振动方向相反 b向上振 经到达波峰位置 b错误 c正确 各质点均在平衡位置附近做简谐运动 不会沿波的传播方向运动 d错误 7 2016北京顺义一模 16 有一个在光滑水平面内的弹簧振子 第一次推动弹簧振子 使弹簧由原长压缩x后由静止释放让它振动 第二次弹簧由原长压缩2x后由静止释放让它振动 则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为 a 1 11 1b 1 11 2c 1 41 4d 1 21 2 答案b弹簧振子的周期只与振子的质量和弹簧的劲度系数有关 与振幅无关 c d错误 振子两次偏离平衡位置的最大距离之比为1 2 所以振幅之比为1 2 b正确 a错误 8 2016北京海淀一模 15 关于机械波 下列说法中正确的是 a 机械波的振幅与波源振动的振幅不相等b 在波的传播过程中 介质中质点的振动频率等于波源的振动频率c 在波的传播过程中 介质中质点的振动速度等于波的传播速度d 在机械波的传播过程中 离波源越远的质点振动的周期越大 答案b机械波的振幅即各质点的振幅 等于波源的振幅 a错误 在波的传播过程中 波源之后各质点均受前一质点作用做受迫振动 振动频率都等于波源的振动频率 b正确 波的传播速度在同种均匀介质中不变 与质点的振动速度不同 c错误 波传播过程中 所有质点的周期 频率都与波源相同 d错误 9 2016北京西城一模 14 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波 波的周期为2s 某时刻波形如图所示 下列说法正确的是 a 这列波的振幅为4cmb 这列波的波速为6m sc x 4m处的质点振动周期为4sd 此时x 8m处的质点沿y轴负方向运动 答案d根据题图可知 振幅a 2cm 故a错误 根据题图可知 波长 8m 由题干可知周期t 2s 则波速v 4m s 故b错误 各处质点的振动周期与机械波周期相同 均为2s 故c错误 机械波的传播方向向右 根据 上坡下 可知 此时x 8m处的质点沿y轴负方向运动 故d正确 10 2016北京东城一模 20 物理学和计算机技术的发展推动了医学影像诊断技术的进步 彩色超声波检测仪 简称彩超 工作时向人体发射频率已知的超声波 当超声波遇到流向远离探头的血流时探头接收的回波信号频率会降低 当超声波遇到流向靠近探头的血流时探头接收的回波信号频率会升高 利用计算机技术给这些信号加上色彩 显示在屏幕上 可以帮助医生判定血流的方向 流速的大小和性质 计算机辅助x射线断层摄影 简称ct 工作时x射线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描 部分射线穿透人体被检测器接收 由于人体各种组织的疏密程度不同 检测器接收到的射线就有了差异 从而可以帮助医生诊断病变 根据以上信息 可以判断下列说法中正确的是 a 彩超工作时利用了多普勒效应b ct工作时利用了波的衍射现象c 彩超和ct工作时向人体发射的波都是纵波d 彩超和ct工作时向人体发射的波都是电磁波 答案a根据题目描述可以判断 彩超工作时利用的是超声波的多普勒效应 a正确 ct工作时利用的是x射线穿透不同组织后的强度不同 与衍射无关 b错误 彩超发射的是超声波 超声波是机械波 ct发射的是x射线 x射线是电磁波 电磁波是横波 c d错误 11 2015北京西城一模 15 如图1所示 有一个弹簧振子在a b两点之间做简谐运动 o点是平衡位置 建立图1中所示的坐标轴 其振动图像如图2所示 则下列说法正确的是 图1图2a 振子振动的周期等于t1b 振子振动的周期等于t2c t1时刻振子位于b点d t1时刻振子位于a点答案d由振动图像知振子振动的周期为t4 故a b错误 由图2知t1时刻振子的位移为负向最大值 故c错误 d正确 12 2015北京昌平二模 16 如图所示 振幅 频率均相同的两列波相遇 实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷 某时刻 m点处波峰与波峰相遇 下列说法中正确的是 a 该时刻质点o正处于平衡位置b p n两质点始终处在平衡位置c 随着时间的推移 质点m将沿波的传播方向向o点处移动d 从该时刻起 经过二分之一周期 质点m将到达平衡位置答案b由图知o点处波谷和波谷相遇 质点o处于波谷位置 a项错误 p n两点处波峰与波谷相遇 由于两列波的振幅相同 故p n两质点的位移始终为零 b项对 质点在各自的平衡位置附近振动 不会随波迁移 c项错 从该时刻起 经二分之一周期 质点m将到达波谷位置 d项错 b组2015 2017年高考模拟 综合题组 时间 40分钟分值 60分 选择题 每题5分 共60分 1 2017北京海淀零模 16 如图所示 一轻质弹簧上端固定在天花板上 下端连接一物块 物块沿竖直方向以o点为中心点 在c d之间做周期为t的简谐运动 已知在t1时刻物块的动量为p 动能为ek 下列说法中正确的是 a 如果在t2时刻物块的动量也为p 则t2 t1的最小值为tb 如果在t2时刻物块的动能也为ek 则t2 t1的最小值为tc 当物块通过o点时 其加速度最小d 当物块运动至c点时 其加速度最小 答案ct1 t2时刻动量相同 则两时刻物块的位置关于平衡位置对称且运动方向相同或处于同一位置且运动方向相同 a错误 t1 t2时刻动能相等 则两时刻物块的位置关于平衡位置对称或处于同一位置 b错误 物块运动至c点时加速度最大 d错误 2 2017北京朝阳一模 16 图甲为一列横波在t 0时刻的波动图像 图乙为图甲中p质点的振动图像 则 a 该波沿x轴正方向传播b 该波的周期为4 0sc 该波的波速为40m sd p质点在0 5s时的速度最大 答案d由甲图可知该波的波长为4m 由乙图可知该波的周期为1 0s 由v 可得该波的波速为4m s 故b c均错误 由乙图可知t 0时刻p质点位于平衡位置且沿y轴负方向振动 故可判断波是沿x轴负方向传播的 a错误 0 5s时 p质点位于平衡位置 故此时速度最大 d正确 3 2017北京石景山一模 17 如图所示 一列简谐横波沿x轴正方向传播 在t1 0时刻波传播到x 2 0m处的质点c 在t2 0 1s时刻 x 1 0m处的质点b第一次运动到负方向最大位移处 则 a 质点c开始振动时的运动方向沿y轴负方向b 该简谐横波的波速等于5m sc 在t1 t2时间内 质点b通过的路程为4 0cmd 在t2时刻 这列波刚好传播到位于x 3 0m处的质点d 答案b由图可知t1 0时刻质点c将沿y轴正方向开始振动 a错 此时质点b沿y轴负方向运动 经0 1s第一次到达负向最大位移处 则t 0 4s v 5m s b正确 t1 t2时间内 b通过的路程为2cm c错误 t2 0 1s时刻波传播到x 2 5m处 d错误 4 2017北京海淀二模 16 如图甲所示为一列简谐横波在t 10s时的波动图像 p为介质中的一个质点 图乙是质点p的振动图像 那么该波的传播速度v和传播方向是 a v 1 0m s 沿x轴负方向b v 0 5m s 沿x轴负方向c v 0 5m s 沿x轴正方向d v 1 0m s 沿x轴正方向 答案c由质点振动方向和波的传播方向的关系知 该波沿x轴正方向传播 v m s 0 5m s 所以选c 5 2017北京丰台二模 16 如图所示 1 2 3 4 是某绳 可认为是均匀介质 上一系列等间距的质点 开始时绳处于水平方向 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 已知t 0时 质点1开始向下运动 经过二分之一周期 质点9开始运动 则在二分之一周期时 下列说法正确的是 a 质点3向上运动b 质点5所受回复力为零c 质点6的加速度向下d 质点9的振幅为零 答案a经周期波形如图所示 质点5所受回复力最大 b错 质点6的加速度向上 c错 振幅是振动质点离开平衡位置的最大距离 d错 6 2016北京东城一模 17 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t 0时的波形图 当x 4cm处质点在t 0时的运动状态传播到x 10cm处质点时 下列说法正确的是 a x 2cm处质点的位移最大b x 4cm处质点的速度最大c x 6cm处质点沿x轴正方向运动到x 12cm处d 4cm x 6cm的质点正在向y轴负方向运动 答案d当x 4cm处质点在t 0时的运动状态传播到x 10cm处质点时 波形如图 由图可知 x 2cm处的质点处于平衡位置 位移为零 a错误 x 4cm处的质点处于负的最大位移位置 速度为零 b错误 波传播的是能量和振动形式 质点只在平衡位置附近振动 不随波迁移 c错误 波沿x轴正方向传播 先振动的质点带动后振动的质点 故4cm x 6cm的质点沿y轴负方向运动 d正确 7 2016北京朝阳一模 17 图1为一列简谐横波在t 0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2为质点q的振动图像 下列说法正确的是 a t 0时质点q向y轴负方向运动b 从t 0时起 质点q比质点p先到达波谷c 在0 0 1s内 该波沿x轴正方向传播了4md 在0 0 2s内 质点q通过的路程为8m 答案c由振动图像可以看出t 0时刻质点q沿y轴正方向运动 a错误 结合波动图像可以判断 波沿x轴正方向传播 因此 t 0时刻p质点正在沿y轴负方向运动 故p比q先到达波谷 b错误 由波动图像可得 波长 8m 由振动图像可得t 0 2s 故v 40m s 在0 0 1s内 波沿x轴正方向传播的距离为4m c正确 在0 0 2s内 质点q完成一次全振动 通过的路程为40cm d错误 8 2016北京海淀二模 16 一列横波沿x轴正方向传播 t 0时刻的波形图如图甲所示 则图乙描述的可能是 a x 0处质点的振动图像b x 0 5m处质点的振动图像c x 1 5m处质点的振动图像d x 2 5m处质点的振动图像 答案c由图乙可知 t 0时 0 y 30cm 且此质点正在沿y轴正向振动 根据波的传播特点 上坡下 下坡上 知c项正确 a b d项错误 9 2016北京东城二模 17 惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟 如图1所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟 图2所示为摆的结构示意图 圆盘固定在摆杆上 螺母可以沿摆杆上下移动 在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了 下列说法正确的是 a 甲地的重力加速度较大 若要调准可将螺母适当向下移动b 甲地的重力加速度较大 若要调准可将螺母适当向上移动c 乙地的重力加速度较大 若要调准可将螺母适当向下移动d 乙地的重力加速度较大 若要调准可将螺母适当向上移动 答案c由题中叙述知摆钟由甲地移到乙地时摆钟的周期变小 由t 2 知乙地的重力加速度较大 为使摆钟调准 即摆钟的周期适当变长 应适当使摆长增长 即使螺母向下移动 综合以上分析知选项c正确 10 2016北京丰台一模 16 一根弹性长绳沿x轴放置 左端点位于坐标原点 a和b分别是绳上x1 2m x2 5m处的质点 用手握住绳的左端 当t 0时使手开始沿y轴做简谐运动 在t 0 5s时 绳上形成如图所示的波形 下列说法中正确的是 a 此列波的波长为1m 波速为4m sb 此列波为横波 左端点开始时先向上运动c 当t 2 5s时 质点b开始振动d 在t 3 5s后 a b两质点的振动情况总相同 答案c由已知条件可推知 波长 2m 周期t 1s 所以波速v 2m s a选项错误 此列波振动方向与传播方向垂直 为横波 由波形图可知 左端点开始时先向下运动 b选项错误 经时间t0 2 5s 质点b开始振动 即当t 2 5s时 质点b开始振动 c选项正确 a b两质点相距 在t 3 5s后 振动情况不相同 d选项错误 11 2015北京海淀一模 16 一简谐机械横波沿x轴传播 波速为2 0m s 该波在t 0时刻的波形曲线如图甲所示 在x 0处质点的振动图像如图乙所示 则下列说法中正确的是 a 这列波的振幅为60cmb 质点的振动周期为4 0sc t 0时 x 4 0m处质点比x 6 0m处质点的速度小d t 0时 x 4 0m处质点沿x轴正方向运动答案b由题图甲可知这列波的振幅为30cm 波长为8m 故由t 可知该波中质点的振动 周期为4 0s 即a错误 b正确 t 0时 x 4 0m处的质点处于平衡位置 速度最大 而x 6 0m处的质点位于波峰处 速度为0 故c错误 结合甲 乙两图信息 可知t 0时 x 4 0m处的质点沿y轴正方向运动 d错误 12 2015北京海淀二模 18 如图甲所示 细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器 注射器可在竖直面内摆动 且在摆动过程中能持续向下流出一细束墨水 沿着与注射器摆动平面垂直的方向匀速拖动一张硬纸板 摆动的注射器流出的墨水在硬纸板上形成了如图乙所示的曲线 注射器喷嘴到硬纸板的距离很小 且摆动中注射器重心的高度变化可忽略不计 若按图乙所示建立xoy坐标系 则硬纸板上的墨迹所呈现的图样可视为注射器振动的图像 关于图乙所示的图像 下列说法中正确的是 a x轴表示拖动硬纸板的速度b y轴表示注射器振动的位移c 匀速拖动硬纸板移动距离l的时间等于注射器振动的周期d 拖动硬纸板的速度增大 可使注射器振动的周期变短答案bx轴表示拖动硬纸板移动的距离 a错误 y轴表示注射器振动的位移 b正确 匀速拖动硬纸板移动距离l的时间等于两倍的注射器振动的周期 注射器振动的周期与摆长有关 与拖动硬纸板的速度无关 故c d均错误 c组2015 2017年高考模拟 创新题组1 2017北京丰台一模 23 18分 简谐运动是一种理想化的运动模型 是机械振动中最简单 最基本的振动 它具有如下特点 简谐运动的物体受到回复力的作用 回复力f回的大小与物体偏离平衡位置的位移x成正比 回复力的方向与物体偏离平衡位置的位移方向相反 即 f回 kx 其中k为振动系数 其值由振动系统决定 简谐运动是一种周期性运动 其周期与振动物体的质量的平方根成正比 与振动系统的振动系数的平方根成反比 而与振幅无关 即 t 2 试论证分析如下问题 1 如图甲 摆长为l 摆球质量为m的单摆在a b间做小角度的自由摆动 当地重力加速度为g a 当摆球运动到p点时 摆角为 画出摆球受力的示意图 并写出此时刻摆球受到的回复力f回的大小 b 请结合简谐运动的特点 证明单摆在小角度摆动时周期为t 2 提示 用弧度制表示角度 当角 很小时 sin 角对应的弧长与它所对的弦长也近似相等 2 类比法 等效法等都是研究和学习物