《大高考》2016届高考物理(全国通用)配套课件+配套练习：专题十四 机械振动与机械波 三年模拟精选

A组 基础训练 一、选择题 1．(2015·云南三校考试)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( )

A．此时x＝1.25 m处的质点正在做加速度减小的加速度运动 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 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＝0.4sin (10πt)m 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λ＝2 m，则T＝λv＝210 s＝0.2 s，由同侧法可知x＝0 m处 的质点A正向上振动,经过14 T＝14×0.2 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x＝14λ＋0.3 m＝14×2＋0.3＝0.8 m，再经过t＝xv＝0.810 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ω＝2πT＝2π0.2

＝10π rad/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＝－0.4sin 10πt(m)，故E错误． 答案 ACD 2．(2015·河北“五个一名校”质监)如图甲所示为一简谐波在t＝0时刻的图象， 图乙所示为x＝4 m处的质点P的振动图象，则下列判断正确的是( )

A．这列波的波速是2m/s B．这列波的传播方向沿x正方向 C．t＝3.5 s时P点的位移为0.2 m D．从t＝0时刻开始P点的振动方程为y＝0.2 sin(πt＋π) m

E．从t＝0时刻开始P点的振动方程为y＝0.2 sin(πt＋π2) m 解析 由yx图象得波长λ＝4 m,由yt图象得周期T＝2 s．波速为v＝λT＝2 m/s， A项正确;由质点P在t＝0时的振动方向向下和波的传播方向的关系知，波 沿x负方向传播，B项错误；由y-x图象知，t＝3.5 s时P点位于波峰上，位 移大小为0.2 m,C项正确;由y-t图象知P点的振动方程为y＝0.2sin (πt＋ π)m，D项正确，E项错误． 答案 ACD 3．(2015·辽宁抚顺期末)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＝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．这列波的波长为4 m B．这列波的振幅为20 cm C．这列波的频率为2.5 Hz D．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 解析 由简谐横波的图象可知,波长为4 m，振幅为10 cm，故A正确，B错 误；由v＝λf可知，f＝vλ＝104 Hz＝2.5 Hz,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． 答案 ACD 4．(2015·河北邢台摸底)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图,P是平衡 位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q 的振动图象，则下列说法正确的是( )

A．该波的周期是0.10 s B．该波的传播速度为40 m/s C．该波沿x轴的负方向传播 D．t＝0.10 s时，质点Q的速度方向向下 E．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm 解析 由yt图象可读出波的周期为0.2 s,A项错误；由yx图象读得波长λ＝

8 m，故波速为v＝λT＝40 m/s,B项正确；由yt图象知t＝0.10 s时Q向下运 动，则波沿x轴负方向传播，故C、D项正确；在t＝0.10 s时P向上运动， 故在Δt＝0.25 s－0.10 s＝0.15 s＝34T内通过的路程小于3 A＝30 cm，E项错 误． 答案 BCD 二、非选择题 5．(2015·中原名校豫南九校一模)如图甲所示，一列简谐横波沿直线ab向右传播， a、b之间的距离为2 m，a、b两点的振动情况如图乙所示，则这列波的波长 为________m，波速为________m/s,这列波的波长________(选填“可能”或 “不可能”)是83 m. 甲 乙 解析 该波的周期为T＝4 s,根据波动传播空间和时间对应关系得xab＝nλ＋ 34λ(n＝0，1，2，3，„)

解得波长λ＝84n＋3m(n＝0，1，2，3，„)

波速v＝λT＝24n＋3m/s(n＝0，1，2，3，„) 当n＝0时，λ＝83 m 故波长可能为83 m 答案 84n＋3m(n＝0，1，2，3，„) 24n＋3m/s(n＝0，1，2，3，„) 可能 6．(2014·河南六市一联)某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所 示．在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45 m和55 m．测 得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0 s．由此可知( )

(1)波长λ＝__________m； (2)当B点离开平衡位置的位移为＋6 cm时，A点离开平衡位置的位移是 __________cm. 解析 (1)由波源S的振动图象可知波的周期T＝2.0 s,振幅为A′＝6 cm，由A、 B两点开始振动的时间间隔为Δt＝1.0 s,两点间的距离xAB＝55 m－45 m＝

10 m，可求出波速为v＝xABΔt＝10 m/s，由v＝λT可得λ＝v-t＝10×2.0 m＝ 20 m. (2)由图知A点离开平衡位置的位移是－6 cm. 答案 (1)20 (2)－6 7．(2014·贵州六校联考)如图所示，质量为M＝0.5 kg的框架B放在水平地面上．劲 度系数为k＝100 N/m的轻弹簧竖直放在框架B中,轻弹簧的上端和质量为m ＝0.2 kg的物体C连在一起．轻弹簧的下端连在框架B的底部．物体C在轻 弹簧的上方静止不动．现将物体C竖直向下缓慢压下一段距离x＝0.03 m后 释放，物体C就在框架B中上下做简谐运动.在运动过程中，框架B始终不 离开地面，物体C始终不碰撞框架B的顶部．已知重力加速度大小为g＝ 10 m/s2.试求：当物体运动到最低点时，物体C的加速度大小和此时物体B对地面的压力大小．

解析 物体C放上之后静止时：设弹簧的压缩量为x0,对物体C，有：mg＝ kx0 解得：x0＝0.02 m 当物体C从静止向下压缩弹簧x后释放，物体C就以原来的静止位置为中心 上下做简谐运动， 振幅A＝x＝0.03 m 当物体C运动到最低点时， 对物体C，有：k(x＋x0)－mg＝ma 解得：a＝15 m/s2 当物体C运动到最低点时，设地面对框架B的支持力大小为F，对框架B， 有：F＝Mg＋k(x＋x0) 解得：F＝10 N 由牛顿第三定律知，框架B对地面的压力大小为10 N. 答案 15 m/s2 10 N B组 能力提升 一、选择题 1．(2015·湖南柳州质监)一列简谐横波,某时刻的图象如图甲所示，从该时刻开始 计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是( )

A．这列波沿x轴正向传播 B．这列波的波速是25 m/s C．质点P将比质点Q先回到平衡位置 D．经过Δt＝0.4 s，A质点通过的路程为4 m E．经过Δt＝0.8 s，A质点通过的位移为0 解析 由yt图象知该时刻A点沿＋y方向振动，则波沿x轴负方向传播，A

项错误；波长λ＝20 cm,周期T＝0.8 s，则波速v＝λT＝25 m，B项正确；由 波动特点知P比Q后回到平衡位置，C项错误；经Δt＝0.4 s＝T2，A质点通 过的路程为s＝2A＝4 m，D项正确；经Δt＝0.8 s＝T，质点A回到A出发点， 通过的位移为0，E项正确． 答案 BDE 2．(2015·江西景德镇质检)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18T回到平衡位置 D．该波的周期T＝0.05 s E．C点再经过34T将到达波峰的位置 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＝λv可知周期为0.05 s，故D正确；C点向下运动，所以经 过四分之三周期到波峰，故E正确． 答案 BDE 3．(2015·湖北六校调考)一列简谐横波，在t＝0.6 s时刻的图象如图甲所示，此时， P、Q两质点的位移均为－1 cm,波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下 说法正确的是( )

A．这列波沿x轴正方向传播 B．这列波的波速是503 m/s C．从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 m D．从t＝0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置 E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30 m的障碍物，不能发生明显衍射 现象 解析 由乙图读出t＝0.6 s时质点A的速度方向为沿y轴负方向,再由甲图根 据同侧法判断出波的传播方向为沿x轴正方向，A正确；由甲图读出该波的

波长λ＝20 m，由乙图得周期T＝1.2 s，则波速为v＝λT＝201.2 m/s＝503 m/s，