专题2.6机械波(提高篇)(解析版)

1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修 3-4）第二部分机械振动和机械波专题2.6机械波（提高篇）1. （5分）（2019辽宁沈阳三模） 有两列简谐横波的振幅都是1 0 cm,传播速度大小相同。O点是实线波的波源，实线波沿x轴正方向传播，波的频率为3 Hz;虚线波沿x轴负方向传播。某时刻实线波刚好传到 x=12m处质点，虚线波刚好传到 x=0处质点，如图所示，则下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选 对1个得2分，选对2个彳导4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）j y/cmA.实线波和虚线波的频率之比为2： 3B .平衡位置为x=6 m处的质点此刻振动速度最

2、大C.实线波源的振动方程为 y = 10sin（ 6世+ n）（cm）D.平衡位置为x=6 m处的质点始终处于振动加强区，振幅为 2 0cmE.从图示时刻起再经过0.75 s,平衡位置为x=5 m处的质点的位移 y > 0【参考答案】BCE【命题意图】本题综合考查波动图像、波动传播及其相关知识点。【解题思路】由波形图可知，实线波的波长为4m,虚线波的波长为6m,传播速度大小相同，由入=v/f可知，实线波和虚线波的频率之比为f实：f虚=入虚：入实=6 : 4=3 ： 2,选项A错误；实线波沿 x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，两列波对平衡位置为x=6 m处的质点振动速度都是沿 y轴正

3、方向，此刻振动速度最大，选项B正确；实线波源的振动振幅为10cm,圆频率co=2Ttf=6,兀初相为兀，所以实线波源的振动方程为y=10sin （6兀1+）兀（cm）,选项C正确；由于两列波频率不同，所以平衡位置为x=6 m处的质点不是终处于振动加强区，选项 D错误；由实线波的频率为 3 Hz可知，实线波的周期为0.33s,根据实线波和虚线波的频率之比为f实：f虚=3 : 2,可知虚线波的频率为 2Hz,虚线波的周期为 0.5s,图示时刻平衡位置为 x=5 m处的质点，对实线波其振动方程可表示为y实=10sin (6兀1+g/2( cm),对虚线波其振动方程可表示为 y虚 =10sin (4T

4、tt+4/3(cm),从图示时刻起再经过 0.75 s,实线波使平衡位置为 x=5 m处的质点的位移y实= 10sin (6兀X 0.75+ )户/2,虚线波使平衡位置为 x=5 m处的质点的位移 y虚=10sin ( 4兀t+4力/3cm) =5 (cm), 平衡位置为x=5 m处的质点的位移y= y实+y虚=5cm, y>0,选项E正确。2. (2019湖南长郡中学等四校 5月模拟)一列波沿x轴方向传播，某一时刻的波形如图所示。质点 A与坐 标原点O的水平距离为0.6m,波长入=1.6m,此时质点A沿y轴正方向振动，经过0.1s第一次到达波峰处， 则下列说法中正确的是()A .这列波

5、沿x轴正方向传播B.这列波的周期 T = 0.8sC.波速 v= 14m/sD.从图示时刻开始，质点 A经过 = 1.6s运动的路程为0.4mE.从图示时刻开始，质点 A经过= 0.5s第一次到达波谷 【参考答案】.ABE。 【命题意图】本题考查波动传播及其相关知识点。【解题思路】质点 A由平衡位置向正的最大位移处运动，由平移法可知，波沿x轴正方向传播，选项 A正确；由题图波动图像可知，波长 入=1.6m；由图，O点到左侧的波峰的距离为半个波长，等于 0.8m,由 0.8m-0.6m=vt , t=0.1s解得波速 v=2m/s。波动周期 T=入/v=0.8s选项B正确，C错误；由于Zt= 1

6、.6s=2T, 则经过 义=1.6$质点A运动的路程为8A,由波动图像可知，该波的振幅为 A=10cm= 0.10m,所以A运动的路程：s= 8A = 8>0.10m = 0.8m,选项D错误；由波动图像可知，A左侧的波谷到 。点的距离为一个波长，等于1.6m,质点A第一次到达波谷的时间即该波谷传播到A的时间，所以：t=&/v= (1.6-0.6) /2s=0.5s,选项E正确。3. (2019山东济宁联考)如图所示为一列沿 x轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6 s时的波形图，波的周期 T>0.6 s,则()(K2A.波的周期为0.8 sB.

7、在t=0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C.经过0.4 s, P点经过的路程为 0.4 mD.在t=0.2 s时，Q点到达平衡位置【参考答案】AC【名师解析】332 4根据题息应用平移法可知由头线得到虚线需要t=（n + 为即（n+力T=0.6 s,解得T=s,其中n=4 n 30、1、2、3、4，当n=0时，解得T=0.8 s,当n= 1时，解得T=0.34 s,因T>0.6 s,故波的周期为 0.8s, A正确；由于波沿x轴负方向传播，故t=0.9 s时P点沿y轴负方向运动，B错误；在一个周期内 P点 完成一个全振动，即其运动路程为 4A,而0.4 s= 0.5T,故P点的运动路程为

8、2A=0.4 m, C正确；由题图可知t=0时，Q点向y轴负方向振动，而波的周期为0.8 s,显然，在t=0.2 s时Q点没有到达平衡位置，D错误。4. （2016辽宁抚顺高三期末）在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=10m/s,已知在t= 0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到x=5 m处。下列说法中正确的是 （）1!vA.这列波的波长为 4 mB.这列波的振幅为 20 cmC.这列波的频率为 2.5 HzD .波源起振方向沿 y轴正方向E.再经过0.2 s的时间，质点a到达质点b现在所处的位置【参考答案】ACD【名师解析】由简谐横波的图象可知，波长为4 m,振幅为1

9、0 cm,故A正确，B错误；由v=入可知，f="0Hz = 2.5A 4Hz ,故C正确；由 同侧法”可知在x= 5 m处的质点向上振动，则波源起振方向沿y轴正方向，故D正确;质点只在自己的平衡位置两侧上下振动，不会沿x轴运动，故a不能到达b现在的位置，故 E错误。5. （2016云南高三统一检测）一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图所示，此时质点P恰在波峰，质点Q恰在平衡位置且向上振动。再过 0.2 s,质点Q第一次到达波峰，则正确的是（）A .波沿x轴正方向传播B.波的传播速度为30 m/sC. 1 s末质点P的位移为零D.质点P的振动位移随时间变化的关系式为x= 0.

10、2sin8大+ 2，mE. 0至0.9 s时间内P点通过的路程为0.9 m【参考答案】ABC【名师解析】由题意质点Q恰好在平衡位置且向上振动，知波形向右平移，波沿x轴正方向传播，故 A正确；由题得该波的周期为T=0.8 s,波长为 入=24 m,则波速为：v= <= 30 m/s,故B正确；t = 1 s= 1.25T,可知1 s末质点P到达平衡位置，位移为零，故 C正确；t=0时刻质点P的振动位移为y=0.2 m,根据数学知识可知其振动方程是余弦方程，即为： y=0.2cos& jm = 0.2sin篇t + 2； m=0.2sin2.5 lJ） m,故D错误；将t=0.9 s

11、代入 y= 0.2sin 8.5 h+2)f片 v20.9 9 -、，P点通过的路程为s=4人+噌m得：y= 0.2sin 2.5 兀 x 0.2Jm=1。m, n=08 = 8，所以 00.9 s时间内m = * >0.2 +12 ! m>0.9 m ,故 E 错误。6. （2016云南名校统考）一列简谐横波，沿 x轴正方向传播，传播速度为 10 m/s,在t=0时的波形图如图所示，则下列说法正确的是 （）泗1A .此时x= 1.25 m处的质点正在做加速度减小的加速运动B . x=0.7 m处的质点比x= 0.6 m处的质点先运动到波峰的位置C. x=0处的质点再经过 0.05

12、 s时间可运动到波峰位置D . x= 0.3 m处的质点再经过 0.08 s可运动至波峰位置E. x= 1 m处的质点在做简谐运动，其振动方程为 y=0.4 sin(10 t)(m)【参考答案】 ACD【名师解析】波沿x轴正方向传播，由同侧法可知此时x= 1.25 m处的质点振动的方向向下，离开平衡位置的位移正在减小，所以质点正在做加速度减小的加速运动，故 A正确；由同侧法可知 x= 0.7 m处的质点与x=0.6 m处的质点都正在向下运动，x= 0.6 m的质点先到达波谷，又先到达波峰的位置，故 B错误；根据图象可知波长入_ 入 2 .一.11.=2 m,则丁=小=10 s= 0.2 s,由

13、同侧法可知 x= 0 m处的质点A正向上振动，经过4T=><0.2 s= 0.05 s时间可运动到波峰位置，故 C正确；波沿x轴正方向传播，x= 0.3 m处的质点到左侧相邻的波峰之间的距离为x1 1一. ， x 0.8，一一一 ，,，.=4 计0.3 m = 4>2 m+0.3 m = 0.8 m,再经过t= j=彳0 s= 0.08 s可运动至波峰位置，故D正确；由图可知，振幅A=0.4 m ,角速度 3=学=22t= Ttrad/s,从此时开始计时，x= 1 m处质点先向下振动，则 x= 1 m 处质点的振动函数表达式为y = 0.4 sin兀t(m)故E错误。7. (

14、2016景德镇市二检)一列简谐横波从左向右以v=2 m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是()A. A质点再经过一个周期将传播到D点B. B点正在向上运动C. B点再经过1T回到平衡位置 8D.该波的周期 T=0.05 s 3 E. C点再经过4T将到达波峰的位置【参考答案】BDE【名师解析】质点不随波传播，故 A错误；由波向右传播可知 B点向上振动，故 B正确；B点向上振动靠近平衡位置平均速度大，所用时间小于八分之一周期，故 C错误；由T = J可知周期为0.05 s,故D正确；C点向下运动, v所以经过四分之三周期到波峰，故E正确。8. （2016邯郸市质检）图甲为某一

15、列沿 x轴正向传播的简谐横波在t=1.0 s时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图象，则下列说法正确的是（）A .该简谐横波的传播速度为 4 m/sB.从此时刻起，经过 2 s, P质点运动了 8 m的路程C.从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置D.乙图可能是甲图 x= 2 m处质点的振动图象E.此时刻M质点的振动速度小于 Q质点的振动速度【参考答案】ACD【名师解析】由图甲得波长 上4 m,由图乙得周期 T = 1 s,则波速v= T= 4 m/s,故A正确；经过2 s, P质点振动了 2 个周期，由图甲（或乙）得A=0.2 m,所以运动的路程为 2X4A=1.6 m,故B错误；

16、由题知波沿+ x方向传 播，此时刻Q点振动方向向上，而 P在波峰，则图示时刻起 Q质点比P质点后回到平衡位置，故 C正确； 根据图乙可知t= 1 s时刻质点从平衡位置沿 y轴负方向振动，而甲图中 x= 2 m处质点t= 1 s时刻（图示时刻） 振动方向沿y轴负方向，乙图可能是甲图 x= 2 m处质点的振动图象，故 D正确；此时刻 M点在平衡位置， 速度最大，故E错误。9. （2016河北保定调研）（1）（5分）一列简谐机械横波沿 x轴正方向传播，波速为 2 m/s。某时刻波形如图所 示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为xa= 2.5 m, xb= 4.5 m,则下列说法中正确的是 。（填正

17、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 .质点b振动的周期为4 sB.平衡位置x=10.5 m处的质点（图中未画出）与质点a的振动情况总相同C.此时质点a的速度比质点b的速度大D.质点a从图示时刻开始在经过 1/4个周期的时间内通过的路程为2 cmE.如果该波在传播过程中遇到尺寸小于8m的障碍物，该波可发生明显的衍射现象【参考答案】ABE【名师解析】由波动图象可知波长 上8 m,根据T = 4灯知T= 4 s,选项A对；x=10.5 m与质点a平衡位置的距离为 Ax v=8 m,正好是一个波长，振动情况总相同，选项 B对；质点a的位移

18、比质点b的大，质点a速度小，选项1 .C错误；质点a从图示时刻开始在经过 4个周期的时间内，通过的路程小于 2 cm,选项D错；发生明显衍射的条件为障碍物尺寸小于波长或相差不大，选项 E对。10. （2016湖南十三校联考）一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/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 4 cmB .这列波的周期为1sC.此时x= 4 m处质点沿y轴负方向运动D.此时x= 4 m处质点的加速度为 0【参考答案】D【名师解析】由题图可知，这列波的振幅为 2 cm,波长 壮8 m,而波速v=4 m/s,知周期T = v4 s= 2 s, 则A、B

19、项错误；根据振动方向与波传播方向的关系，可知此时x= 4 m处的质点沿y轴正方向运动，其加速度为0,则C项错误，D项正确。11. （2016河南豫北六校联考）在某一均匀介质中由波源。发出的简谐横波在 x轴上传播，某时刻的波形如图，其波速为5 m/s,则下列说法正确的是（）A .此时P（2 m, 0 cm）、Q（2 m , 0 cm）两点运动方向相同B.再经过0.5 s质点N刚好在（5 m, 20 cm）位置C.能与该波发生干涉的横波的频率一定为3 HzD.波的频率与波源的振动频率无关【参考答案】AB【名师解析】由同侧法可得P、Q两点振动方向均为 y轴负方向，所以 A正确；由题图知 仁2 m,由

20、v=，得丁=；= 0.4 s,所以t=0.5 s=1：T时，由平移法可得波再传播1；入N处于波峰，B项正确；因该波的频率1f=T= 2.5 Hz,所以频率为3 Hz的横波不满足干涉条件，C错误；因波源振动一个周期波传播一个波长的距离，故波的频率必与波源的振动频率相同，D错误。12. （2016山东泰安一模）一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有A、B两点。在t时刻A、B两点间形成的波形如图甲所示，在 （t+3 s）时刻A、B两点间形成的波形如图乙所示，已知 A、B两点间的距离s=9 m,则以下说法中正确的是 （）A.若周期为4 s,波一定向右传播B.若周期大于4 s,波可能向右传播C.若波速为

21、8.5 m/s,波一定向左传播D.该波波速可能的最小值为0.5 m/s【参考答案】ACD【名师解析】根据题图可知，波长入=9X2 m = 6 m。若波向右传播，则 3 s=（n+3）T（其中n=0、1、2、34123），周期T = 4n3 s（其中n= 0、1、2、3），波速v= NT = （2n+1.5） m/s,可见，当n=0时，周期最大1为4 s,波速取小为1.5 m/s , n取任何自然数，波速都不等于8.5 m/s；右波向左传播，则 3 s= （n+）T（其中 12n=0、1、2、3），周期 T = 4n s（其中 n=0、1、2、3），波速 v=灯=（2n+0.5） m/s,可见，当 n = 0时，周期最大为12 s,波速最小为0.5 m/s, n=4时，波速v= 8.5 m/s；可见，选项 A、C、D正确。二.非选择题1. （2016西工大附中测试）（1）（5分）如图甲所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式为x= 0.1兀sin （20t） m,介质中P点与A、B两波源间距离分别