2003—高考物理试题分类解析 专题23 振动和波

十年高考(2003—2012）物理试题分类解析专题23 振动和波一．2012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【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85s B ．在t=12s 时，N 的速度一定为2m/s C ．从t =0到t =1s ，M 向右移动了2m D ．从t=13s 到t=23s ，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(34+n)λ，解得可能波长λ=83+4n m ，可能波的周期T=λ/v=43+4ns 。

由于该波的周期大于1s ，所以T=43s ，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=12s 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=13s 到t=23s ，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=401s 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λ=4m，周期T=λ/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λ=24m，周期T=0.4s，波速v=λ/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=λ/4+λ/8，该波的波长为λ=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 （5πt ）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 （5πt ）cm 可知ω=5π， 周期为：T=2πω=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 （5πt ）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32A -且向y 轴负方向运动时．坐标为x=0.4m 处质元的位移为32A 。

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 ．12A -、延y 轴正方向 B ． 12A -，延y 轴负方向 C ．3A -、延y 轴正方向 D ．3A -、延y 轴负方向 2答案：C解析：画出x=0处质元的位移为 -32A 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-32A ，运动方向沿y 轴正方向，选项C 正确。

3. （2011·上海物理）两波源12S S 、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) a 点的振动始终加强 (D) a 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，a 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.1cm＜x＜3cm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14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T＞0.01s。

①波沿x轴________(填“正”或“负”）方向传播。

②求波速。

答案：（1）①正②v=100m/s。

解析：（1）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。

②由题意知，波长λ=8m，t2- t1=T/8，v=λ/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=2πlg，且kl=mg，解得T=2πmk。

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 HzB. 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λ=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=λf可得f=2.5 Hz，所以选项D正确。