1、2018衡水名师原创物理专题卷专题十四 机械振动 机械波考点53 简谐运动 受迫振动 （1、3） 考点54 机械波的形成与传播 （2、4、5、7、8、10、11、1320） 考点55 波的干涉和衍射 （9、12） 考点56 实验一：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 （6） 第I卷（选择题 68分）一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） 1【2017山西省重点中学协作体高三上学期期末联考】考点53 易下列关于简谐振动以及做简谐运动的物体完成一次全振动
2、的意义，以下说法正确的是（ ）A位移减小时，加速度减小，速度增大B位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同C动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程D速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程E物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同 2【2017四川省成都市高三第一次诊断性检测】考点54 中如图所示，甲图是一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波在t=2 s时的波动图像，乙图是该波传播方向上介质中某质点从t=0时刻起的振动图像，a、b是介质中平衡位置为x1=3 m和x2=5 m的两个质点，下列说法正确的是 （ ）A该波
3、的波速是2 m/sB在t=2 s时刻，a、b两质点的速度相同C 在04 s内，a质点运动的路程为20 cmDx=200 m处的观察者向x轴负方向运动时，接收到该波的频率一定为0.25 HzE若该波在传播过程中遇到频率为0. 25 Hz的另一波时，可能发生稳定的干涉现象 3【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷正式版）】考点53 易某弹簧振子沿x轴的简谐振动图像如图所示，下列描述正确的是（ ）At=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值Bt=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值Ct=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零Dt=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值
4、 4【2017浙江省绍兴市高三学考选考科目适应性考试】考点54易一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻的波形如图所示，已知波的传播速度为，下列说法正确的是（ ）A此时P质点正向y轴正方向运动B经过，P、.Q两质点的位移可能相同C经过，Q质点运动的路程为D经过，P质点向x轴正方向移动了 5【2017重庆市高三上学期（一诊）期末测试】考点54中如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为t=t时刻的波形图线.已知该简谐横波波源振动的频率为f=2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标为xP=1m.则下列说法正确的是（ ）A这列波的传播速度大小一定为20m/sB这列波一定
5、沿x轴正向传播C可能有t=1.25sD可能有t=1.45sE若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象 6【2017宁波市九校期末联考】考点56 易图中关于单摆实验的做法正确的是（ ）A如图甲所示用两块薄木板夹住摆线，并让小球在垂直纸面方向摆动B如图乙所示测量小球直径C如图丙所示在桌面上测量摆线长度D如图丁所示，某同学测量单摆周期时，其观测位置与摆球的摆动平面共面 7【2017广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】考点54中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=10 m/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（ ）A这列
6、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 8【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（天津卷正式版）】考点54 中手持较长软绳端点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时，P在平衡位置上方 D时，P的速度方向竖直向上9 【重庆市第一中学2017届高三上学期期
7、中考试】考点55 中下列说法正确的是（ ）A简谐运动的周期与振幅无关B在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式中，F为振动物体所受的合外力，k为弹簧的劲度系数C在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度D在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽E在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多 10【四川省成都外国语学校2017届高三11月月考】考点54中如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，P点的振动周期为，从波传到的M点时开始计时，下面说法中正确的是（ ）A这列波的波长是5mB波源的起振方向向下C1s内质点M经过的路程为 D质点Q（x=9
8、m）经过0.7s第一次到达波峰 11【四川省绵阳南山中学2017届高三12月月考】考点54中一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P此时刻沿-y运动，经过0.1s第一次到达平衡位置，波速为5m/s，则下列说法正确的是（ ）A.该波沿x轴负方向传播B.Q点的振幅比P点的振幅大C.P点的横坐标为x=2.5mD.Q点的振动方程为E.x=3.5m处的质点与P点振动的位移始终相反 12【广东省五校协作体2017届高三上学期第一次联考】考点55 难两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇，则下列说
9、法正确的是（ ）A在相遇区域会发生干涉现象B实线波和虚线波的频率之比为3:2C平衡位置为x6m处的质点此刻速度为零D平衡位置为x8.5m处的质点此刻位移y20cmE从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x5m处的质点的位移y013 【四川省成都市龙泉第二中学2017届高三12月月考】考点54难由波源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20 Hz，波速为16 m/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15.8 m、14.6 m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是（ ）AP、Q两质点运动
10、的方向始终相同BP、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 14【江西省吉安市第一中学2017届高三上学期第二次段考】考点54 易如下图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像，乙图为参与波动质点P的振动图像，则下列判断正确的是（ ）A该波传播的速率为4cm/sB该波的传播方向沿x轴正方向C经过0.5s时间，质点沿波的传播方向向前传播2mD该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象15 【湖北省八校2017届高三上学期第一次联考试题】考点5
11、4 中一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为5m/s，则（ ）A这列波沿x轴正方向传播Bt=0时刻质点a沿y轴正方向运动C若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为1.25HzDx=2m处的质点的位移表达式为y = 0.4sin(2.5t+)（m）E从t=0时刻开始质点a经0.4s通过的路程为0.8m16. 【天津市十二重点中学2017届高三毕业班联考（一）物理试题】考点54 难一列简谐横波沿x轴传播，t=1.2 s时的波形如图所示，此时质点P在波峰，Q在平衡位置且向负方向运动，再过0.6 s质点Q
12、第一次到达波峰.下列说法正确的是（ ）A. 波速大小为10 m/sB. 1.0 s时质点Q的位移为+0.2 mC. 质点P的振动位移随时间变化的表达式为mD. 任意0.2 s内质点Q的路程均为0.2 m17.【2017河北省衡水中学高三摸底联考】考点54 难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，已知时刻，波刚好传播到处，如图所示，在处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（ ）A波源开始振动时方向沿y轴负方向B从开始经，处的质点运动的路程为C接收器在时才能接收到此波D若波源向x轴正方向运动，接受器接收到波的频率可能为E若该波与另一列频率为沿x轴负方向传播的简谐横波相遇
13、，不能产生稳定的干涉图样第II卷（非选择题 42分）二、计算题（共3小题 ，共42分，按题目要求作答，计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18（15分）【安徽省皖南八校2017届高三第二次联考】考点54 难如图所示，实线是某列横波在O时刻的波形图，虚线是0.25 s时刻的波形图振幅为2 cm，已知0时刻x=l m处的质点正在向y轴负方向运动求： 波的最大周期； 波在最大周期情况下，写出2.5 m处的质点振动位移为cm的可能时刻19 （13分）【宁夏罗平中学2017届高三12月适应性考试】考点54 难一列简谐横波的
14、波形如图所示，实线表示t1=0时刻的波形图，虚线表示t2=01s时刻的波形图该波的周期为T 若2Tt2t1T，求：该列波的传播速度.若波速为700m/s，求：波的传播方向.20.（14分）【2017甘肃省兰州第一中学高三9月月考】考点54 难如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知该波的传播速度为6.4 m/s，求：(i) 这列波的周期；(ii) 平衡位置在x=4 cm处的质点在时间内运动的路程.参考答案1.【答案】ADE【名师点睛】本题考查简谐运动的全振动规律，要注意明确回复力与位移方向始终相反，但同一个点上时，速度可能有两个方向。10 【答案】ACE【解析】由甲图
15、可知：，乙图可知：，由公式，A正确；时，质点a由平衡位置向上振动，质点b由平衡位置向下振动，二者速度方向相反，B错误；一个周期内，质点运动的路程为，C正确；当x=200 m处的观察者向x轴负方向运动时，发生多普勒效应，接收到频率大于该波的频率，D错误；频率相等的两列波相遇时，可以发生稳定的干涉现象，E正确.考点：振动图像和波动图像、波速、多普勒效应、干涉现象3.【答案】A【解析】在t=1s和t=3s时，质点偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，故选项A正确，选项C错误；在t=2s和t=4s时，质点位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，故选项B、D错误.1
16、4 【答案】AC【解析】根据走坡法可得此时P质点正向y轴正方向运动，A正确；从图中可得波长为，振幅为，由公式，根据走坡法可得此时Q质点正向y轴负方向运动，经过，P质点在平衡位置的上方，位移为正，Q质点在平衡位置的下方，位移为负，B错误；半个周期内，质点运动的路程为，C正确；质点只在自己的平衡位置附近上下振动，不会沿x轴运动，D错误.考点：波动图像、波速【名师点睛】本题考查了波的传播问题，由波形图求出波长、振幅、分析清楚波的传播过程是解题的前提与关键，应用波长、波速与周期的关系可以解题.5.【答案】ACE考点：考查波长、频率和波速的关系；横波的图象【名师点睛】本题运用波形的平移法分析时间与周期的
17、关系，确定波的周期，是经常采用的方法16 【答案】A考点：单摆实验的正确操作方法7.【答案】ACD【解析】从图中可得波长为，振幅为，频率，AC正确B错误；波上所有质点的起振方向和波源起振方向相同，根据走坡法可得x=5m处的质点的起振方向为y轴正方向，所以振源的起振方向为沿y轴正方向，D正确；质点只在自己的平衡位置附近上下振动，不会沿x轴运动，故不能到达b点，故E错误.考点：考查了横波图像，波速、频率以及波长的关系【名师点睛】本题要抓住简谐波一个基本特点：介质中各质点的起振方向都与波源的起振方向相同，进行分析8.【答案】C【解析】绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向和
18、质点的振动方向在同一直线上，故A错误；根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O点的距离应为，其中n=0、1、2，波长，可知当n=0时有波长的最大值，为，故B错误；0内P由平衡位置振动到波峰，内P由波峰回动到平衡位置，可知时P在平衡位置上方向上振动，时P在平衡位置上方向下振动，故C正确，D错误.考点：机械振动和机械波9.【答案】ABE考点：考查双缝干涉的条纹间距与波长的关系；简谐运动的振幅、周期和频率；波长、频率和波速的关系【名师点睛】该题考查选修3-4中的简谐振动的周期公式、回复力公式、以及衍射与干涉等，都是记忆性的知识点，要加强对这类知识点的积累，避免失分，同时
19、注意波长与相邻波峰间距的关系10.【答案】BCD【解析】由读出相邻波谷之间的距离为4m，即波长为4m故A错误；简谐横波沿x轴正方向传播，介质中各质点的起振方向都与图示时刻M点的振动方向相同，均向下故波源的振动方向向下，故B正确；已知P点的振动周期为0.4s，则波的周期为T=0.4s，振幅为10cm，故1s内M经过的路程为：410cm=100cm=1m，故C正确；波速为当图示x=2m处质点的振动传到质点Q时，Q点第一次到达波峰，所经过时间为，故D正确故选BCD.考点：机械波的传播11.【答案】ACD考点：机械波的传播【名师点睛】本题根据比较质点振动先后判断波的传播方向，根据周期表示质点的振动方程
20、，要学会应用波形平移法分析此类问题.12.【答案】BDE考点：机械波的传播【名师点睛】解决本题时要抓住在同一介质中传播的同一类波波速相等，知道干涉的条件和波的叠加原理要知道波形图是反应某时刻各质点的位置，而振动图则是反应某质点在各时刻的位置.13.【答案】BDE考点：机械波的传播14.【答案】D【解析】由甲读出该波的波长为=4m，由乙图读出周期为T=1s，则波速为，故A错误；在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故B错误；质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不波的传播方向向前传播，故C错误；由于该波的波长为4m，所以该波在传播过程中若遇
21、到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象，故D正确故选D.考点：机械波的传播【名师点睛】根据波动图象能读出波长、由质点的振动方向判断波的传播方向，由振动图象读出周期和质点的振动方向等等，都是学习振动和波部分应具备的基本能力，要加强训练，熟练应用。15.【答案】CDE考点：机械波的传播【名师点睛】本题突破口在于先根据x=vt求解波形平移的距离，然后结合波动与振动的关系进行分析，不难.16.【答案】B【解析】t=1.2 s时，Q在平衡位置且向负方向运动，再过0.6 s质点Q第一次到达波峰，可知波的周期为T=0.8s，波速为 ，选项A错误；t=1.2 s时，Q在平衡位置且向负方向运动，则1s=1T时，质
22、点Q在波峰，位移为+0.2 m，选项B正确； ，t=0时刻质点P在波谷位置，则质点P的振动位移随时间变化的表达式为 ，选项C错误；0.2s=T/4，当质点Q从平衡位置或者最高点（最低点）开始振动时，在0.2 s内质点Q的路程才为0.2 m，选项D错误；故选B. 17.【答案】ABE考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系【名师点睛】简谐波一个基本特点是介质中各质点的起振方向都与波源的起振方向相同波源与接收器的距离增大时，接收器接收到的波的频率将变小；波源与接收器的距离减小时，接收器接收到的波的频率将变大.18.【答案】，n=0,1,2,3. ，n=0,1,2,3.【解析】由题意可知，波向左传播
23、，波长为4m； （3分） （3分）当n=0时，最大周期 （3分）由波形图可知，2.5m处的质点0时刻位移为-cm，沿y轴正方向振动，则经过位移为cm的时刻有：，n=0,1,2,3. （3分），n=0,1,2,3. （3分）考点：机械波的传播【名师点睛】此题是关于机械波的传播问题；关键是能从波形图中找到两个时刻传播的距离关系；利用波形的平移法判断波的传播方向根据时间与周期的关系，分析质点的运动状态.19.【答案】若波沿x轴正向传播 v1=100m/s ；若波沿x轴负向传播 v2=140m/s；波沿x轴负向传播；【解析】若波沿x轴正向传播，则有： （3分）若波沿x轴负向传播，则有： （3分）由图像
24、可知：波长 （2分）在t=0.1s内波传播的距离： （2分）则： （2分）所以波沿x轴负向传播。 （1分）考点：机械波的传播【名师点睛】考查由波的传播时间，来确定波的传播方向，掌握波速与传播的距离关系，注意波的周期性.20.【答案】(i) s (ii) m【解析】 (i)由题图可知波长=12 cm （2分）则周期 （2分）(ii)质点从平衡位置出发一个周期运动4A，半个周期运动2A平衡位置在x=4 cm处的质点从平衡位置开始运动t=0.05 s=2T=2T+T （3分）由题图知，x=4 cm处的质点的振动方程为y=Asint=Asint （2分）故在最后T时间内质点运动的路程是Asin (T)= A （3分）所以总的路程是24A+A= m （2分）考点：机械波的传播【名师点睛】此题是机械波的传播问题；关键是能从波的图像中得到信息，掌握波速、波长和周期的关系；能找到质点的振动方程.(iii)
