高中物理機械波試題及詳細解析

1、機械振動與機械波1. 如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t時刻的波形圖。已知該波的周期為T，a、b、c、d為沿波傳播方向上的四個質點，則下列說法中正確的是（ ）A在時，質點c的速度達到最大值B在時，質點d的加速度達到最大值C從t時刻起，質點a比質點b先回到平衡位置D從t時刻起，在一個周期內，a、b、c、d四個質點所通過的路程均為一個波長【解析】波沿x軸正方向傳播，所以質點b比質點a先回到平衡位置，選項C錯誤；一個周期的時間里，各質點的路程4倍的振幅，而不是一個波長，選項D錯誤?！敬鸢浮緽1圖甲為一列簡諧橫波在t=0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x=1 m處的質點，Q是平衡位置為x

2、=4 m處的質點，圖乙為質點Q的振動圖象，則 At=0.15s時，質點Q的加速度達到正向最大Bt=0.15s時，質點P的運動方向沿y軸正方向C從t=0.10s到t=0.25s，該波沿x軸正方向傳播了6 mD從t=0.10s到t=0.25s，質點P通過的路程為30 cmy/cmy/cmx/m-101024680t/10-2s-1010 51015200QP甲乙【 解析】由乙圖中Q點的振動圖象可知t=0.15s時Q點在負的最大位移處，故具有正向最大加速度，故A正確；甲圖描述的是t=0.10s時的波動圖象，而根據乙圖可知t=0.10s到t=0.25s內Q點將向下振動，這說明在甲圖中此時Q點將向下振動

3、，根據質點振動方向和波傳播方向的關系可知，波向左傳播，判定出經過四分之一周期即t=0.15s時質點P運動方向為Y軸負方向，故B錯誤；根據甲乙兩圖可知波長和周期，則波速：v=40m/s，故從t=0.10s到t=0.25s，波沿x負方向傳播了6m，而并非沿x軸正方向傳播，故C錯誤；質點在一個周期內通過的路程為4個振幅長度，結合0.10s 時P點的位置可知在t=0.10s到t=0.25s的四分之三周期內，質點P通過的路程小于三個振幅即小于30cm，故D錯誤故選A2.（2013北京海淀二模，18題）根彈性繩沿x軸放置，左端位于坐標原點，用手握住繩的左端，當t = 0時使其開始沿y軸做簡諧運動，在t=0

4、.25s時，繩上形成 如圖4所示的波形。關于此波,下列說法中正確的是A.此列波為橫波,0點開始時向上運動B.此列波的波長為2m,波速為8m/SC.在t= 1.25s后,A、B兩點的振動情況總相同D.當t=10s時，質 點 B正通過平衡位置向上運動【答案】D 【 解析】由題意可知該簡諧波沿x軸向右傳播，質點沿y軸方向上下振動，故此列波為橫波，由圖可看出波長為2m，0點開始時向下運動， t=0.25s時，波剛傳播到x=1m處，故波速為4m/s，選項A、B錯誤。t= 1.25s時,波剛好傳播到x=5m（即B點）處，A、B兩點相距半波長的奇數倍，振動情況總相反，C錯誤。該簡諧波的周期為=0.5s，t=

5、 1.25s時,波剛好傳播到B點，B點向下運動，t=1.5s時，質點B正通過平衡位置向上運動，故再過17個周期，即當t=10s時，質點B正通過平衡位置向上運動3如圖所示，位于原點O處的波源在t=0時刻，從平衡位置（在x軸上）開始沿y軸正方向做周期為T的簡諧運動，該波源產生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v，關于在處的質點P，下列說法正確的是PxyOA質點P開始振動的方向沿y軸正方向B質點P振動周期為T ，振動速度的最大值為vC若某時刻波源在波谷，則質點P也一定在波谷D若某時刻質點P在波峰，則波源在也一定在波峰【答案】A【 解析】質點P在波源的驅動力作用下做受迫振動，開始振動的方向與波源開始振

6、動方向相同，即沿y軸正方向，其振動周期等于波源振動的周期，則質點P的振動周期為T，P點的振動速度與波速不同，其最大速度無法確定，故A正確B錯誤波長為=vT，=，則P點與波源振動情況總是相反，若某時刻波源在波谷，則質點P一定在波峰，若某時刻質點P在波峰，則波源一定在波谷，CD錯誤。4如圖所示是一列簡諧橫波在某時刻的波形圖，若此時質元P正處于加速運動過程中，則此時A質元Q和質元M均處于加速運動過程中B質元Q和質元N均處于加速運動過程中C質元Q處于加速運動過程中，質元M處于減速運動過程中D質元Q處于減速運動過程中，質元N處于加速運動過程中 本題應選D。5. 沿軸正方向傳播的一列簡諧橫波在t = 0時

7、刻的波形曲線如圖所示，其波速為10ms，該時刻波恰好傳播到x = 6m的位置。介質中有a、b兩質點，下列說法中正確的是 A時刻，b質點的運動方向向上B時刻，b質點的速度大于a質點的速度C時刻，b質點的加速度大于a質點的加速度D時刻，處的質點位于波谷【答案】B【 解析】由于波沿x軸正向傳播，故時刻，質點b向下運動，選項A錯誤。由于此時質點a的位移達到最大值，故此時質點a的速度為0，加速度最大，選項B正確C錯誤。由于波速為10ms，所以時刻x=8m的質點剛要起振，波還未傳到處的質點，故選項D錯誤。6.如圖甲所示，一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，O點為振源，P點到O點的距離L=8.0m。t=0時刻O

8、點由平衡位置開始振動，圖乙為質點P的振動圖像。下列判斷正確的是甲 乙A該波的波速為2m/s，t=2s時刻振源O的振動方向沿y軸正方向B該波的波速為4m/s，t=2s時刻振源O的振動方向沿y軸正方向C該波的波速為2m/s，t=2s時刻振源O的振動方向沿y軸負方向D該波的波速為4m/s，t=2s時刻振源O的振動方向沿y軸負方向【答案】A【 解析】由圖乙可知由O傳波到P需要4s，故波速等于2m/s；由圖乙可知質點P的起振方向沿y軸正方向，且周期為2s，故振源O的起振方向也沿y軸正方向，t=2s時刻，振源O剛好振動一個周期，振動方向跟起振方向一致，本題應選A.7.如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫

9、波，實線為t0時刻的波形圖，虛線為t0.6 s 時的波形圖，波的周期T0.6 s，則A波的周期為0.8 sB在t0.9 s時，P點沿y軸正方向運動C經過0.6 s，P點經過的路程為0.2 mD在t0.5 s時，Q點到達波峰位置【答案】C【 解析】由已知條件可知=0.6 s，故波的周期為2.4s，A錯誤；t0 s時，質點P向上振動，故t0.9 s時，P點沿y軸負方向運動，B錯誤；經過0.6 s，P點經過的路程為一個振幅，即0.2 m，C正確；t0 s時，質點Q向上振動，故在t0.5 s時，Q點不能到達波峰位置，D錯誤。8.如圖所示為一列沿著x軸正方向傳播的橫波在t=0時刻的波形圖。已知這列波的周

10、期T=2.0s。則0.20.2010.5vbx/mmmmmmmmmy/mA這列波的波速v=2.0m/sB在t=0時，x=0.5m處的質點速度為零C經過2.0s，這列波沿x軸正方向傳播0.8mD在t=0.4s時，x=0.5m處的質點的運動方向為y軸正方向【答案】D【 解析】由圖像可知波長=1m，由可知這列波的波速v=0.5m/s，A錯誤；在t=0時，x=0.5m處的質點在平衡位置，速度最大，B錯誤；經過2.0s，這列波沿x軸正方向傳播1.0m，C錯誤；由于波沿x軸正方向傳播，經過t=0.4s，x=0.5m處的質點的運動方向為y軸正方向，D正確。9.一彈簧振子的位移y隨時間t變化的關系式為y0.1

11、sin，位移y的單位為m，時間t的單位為s。A. 彈簧振子的振幅為0.2mB. 彈簧振子的周期為1.25sC. 在t = 0.2s時，振子的運動速度為零D. 在任意0.2s時間內，振子的位移均為0.1m【答案】C【 解析】將關系式y(tǒng)0.1sin與簡諧波的表達式對比可得，振幅A=0.1m，周期0.8s，選項AB錯誤。在t = 0.2s=時，振子的位移達到最大，此時運動速度為零，選項C正確。陣子在平衡位置附近上下振動，若起振點在平衡位置或最大位移處，則0.2s時間內，振子的位移均為0.1m，若起振點不是上述位置，則D項錯誤。10右圖是沿x軸正向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，波速為2.0m/s，下

12、列說法正確的是 A該波的振動周期為4.0s B此時刻質點P的振動方向沿y軸正方向C經過t=3.0s，質點P將沿x軸正向移動6.0mD經過t=4.0s，質點Q通過的路程是0.40m【答案】D【 解析】周期T= =2.0s，選項A錯誤；“峰前升，峰后降”，質點P此時在峰后，故沿y軸負向運動，選項B錯誤；質點P只在其平衡位置附近上下振動，不隨波逐流，選項C錯誤；經過t=4.0s=2T，質點Q通過的路程是振幅的8倍，即0.40m，選項D正確。11甲為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖， Q是平衡位置x=4.0m處的質點，圖乙是質點Q的振動圖象， At=0.10s時，質點Q的速度達到正向最大Bt=0.10

13、s時，質點Q的運動方向沿y軸正方向C從t=0.10s到t=0.25s，該波沿x軸正方向傳播了6.0mD從t=0.10s到t=0.15s，質點Q通過的路程為30cm乙t/sy/cm00.0510-100.150.200.10y/cm100Q4862x/m-10甲圖2【答案】C【 解析】由題圖可知該簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0.10s時，質點Q到達平衡位置，正向下運動，其速度達到負向最大，選項A、B錯誤；該簡諧橫波的波速為，從t=0.10s到t=0.25s，該波沿x軸正方向傳播了6.0m，選項C正確；從t=0.10s到t=0.15s，即，質點Q通過的路程為10cm，選項D錯誤。12.如圖所示為一

14、列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時刻的波形圖象（圖中僅畫出012m范圍內的波形）。經過s的時間，恰好第三次重復出現圖示的波形。根據提供的信息，下列判斷中正確的A波的傳播速度的大小為30m/sB波中質點P的振動的周期為0.3 sC可以畫出波中質點P的振動圖像D該時間段內質點P經過的路程為24 m【答案】C【 解析】由波動圖象讀出波長根據“經過1.2s該波形恰好第三次重復出現”，確定周期，由公式v=確定波速質點經過3個周期，通過的路程是12個振幅，由于波的傳播方向沿x軸正向，所以可以畫出P點的振動圖象本題應選C。13 .下列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=0s刻的波形如圖甲所示，則圖乙表示圖甲中

15、E, F,G,H四個質點中哪一個質點的振動圖像A. E 點,B. F 點C. G 點D. H 點B【 解析】由于該橫波沿x軸正方向傳播，根據“峰前升，峰后降”可知圖乙表示質點F的振動圖象，14（2013北京大興一模，17題）一列沿x軸正向傳播的橫波在某時刻波的圖象如圖甲所示，A、B、C、D為介質中沿波的傳播方向上四個質點，若從該時刻開始再經過5s作為計時零點，則圖乙可以用來反映下列哪個質點的振動圖象( )A質點B質點B C質點C D質點DC【 解析】由題圖乙可知該橫波周期為4s，經過5s即1.25個周期作為計時零點，質點向上運動，結合圖甲以及橫波沿x軸正向傳播Px/cmy/mO0.2-0.22

16、040甲t/sy/m00.2-0.212乙15如圖甲為t=0時刻沿x軸方向傳播的簡諧橫波，圖乙是橫波上P質點的振動圖線，則該橫波A沿x軸正方向傳播，波速為0.2m/sB沿x軸正方向傳播，波速為20m/sC沿x軸負方向傳播，波速為0.2m/sD沿x軸負方向傳播，波速為20m/s【答案】C【 解析】由圖甲可知該橫波波長=40cm，由圖乙可知該橫波周期T=2s，故該橫波的波速又P質點的起振方向向上，故該橫波沿x軸負方向傳播；故選C。16圖5是一列簡諧橫波在t = 2s時的波形圖，圖6是這列波中P點的振動圖象，則該波的傳播速度和傳播方向是Av = 25 m/s ，向x軸負方向傳播Bv = 25 m/s

17、 ，向x軸正方向傳播Cv = 50 m/s ，向x軸負方向傳播Dv = 50 m/s ，向x軸正方向傳播P 圖5 圖65 Ox / my/cm0.2-0.250100150200圖6Ot / sy/cm0.2-0.21234【答案】 C【 解析】由圖6知，2s時刻P點正經過平衡位置向正方向運動，則由波動圖象可知波應向x軸的負方向傳播；而波的周期為2s，波長為100m，則波速v= m/s=50m/s；故C正確17.如圖為一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波，實線為t0時刻的波形圖，虛線為t0.6 s時的波形圖，波的周期T0.6 s，則（ ）A.波的周期為0.8 s B.在t0.9 s時，P點沿y軸正方

18、向運動C.經過0.4 s，P點經過的路程為0.4 m D.在t0.5s時，Q點到達波峰位置ACD 【 解析】根據題意應用平移法可知由實線得到虛線需要將圖象沿x軸負方向平移（n+），其中n=0、1、2、3、4，故由實線傳播到虛線這種狀態(tài)需要（n+）T，即（n+）T=0.6s，解得T=，其中n=0、1、2、3、4，當n=0時，解得T=0.8s，當n=1時，解得T=0.34s，又T0.6s，故周期為0.8s，故A正確；由于波沿x軸負方向傳播，故t=0時p點沿y軸負方向運動，故t=0.8s時p點沿y軸負方向運動，而周期T=0.8s，故0.9s時P點沿y軸負方向運動故B錯誤在一個周期內p點完成一個全振動，即其運動路程為4A，而0.4s=T，故p點的運動路程為2A=0.4m，C正確；由題意可知波長=8m，則波速v=10m/s，在t=0時Q點的橫坐標為5m，由于波沿y軸負方向運動，故在t=0.5s的時間內波沿x軸負方向傳播的距離為x=vt=100.5=5m，故在t=0.5s時，Q點振動情況和t=0時距離坐標原點10m處的質點的振動情況相同，而t=0