天津市高考物理機(jī)械波試題經(jīng)典

1、天津市高考物理機(jī)械波試題經(jīng)典一、機(jī)械波選擇題如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.2s時(shí)的波形圖，P為平衡位置在x=2m處的質(zhì)點(diǎn),圖乙所示為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，則下列關(guān)于該波的說法中正確的是該波的周期是0.4s該波沿x軸正方向傳播該波的傳播速度為10m/st=0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的速度為零，加速度最大從t=0.2s到t=0.5s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為40cm如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4m和6m。一列簡(jiǎn)諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播，在t=0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t=3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)。下列說法正確的是（）在t=6

2、s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)b開始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4s在4st6s)二、機(jī)械波解答題在一列沿水平直線傳播的簡(jiǎn)諧橫波上，有相距0.4m的B、C兩質(zhì)點(diǎn)，_=0時(shí)，B、C兩質(zhì)點(diǎn)的位移為正的最大值，而且B、C間有一個(gè)波谷.當(dāng)t2=0.1s時(shí)，B、C兩質(zhì)點(diǎn)的位置剛好在各自的平衡位置，并且這時(shí)B、C間呈現(xiàn)一個(gè)波峰一個(gè)波谷，波谷到B點(diǎn)的距離為波長(zhǎng)的四分之一，試求該簡(jiǎn)諧橫波的周期、波速各為多少？若波速為27m/s，振幅為A，則以t2時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，寫出質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)方程？一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，振幅為J2Cm，波速為2m/s。在t=0時(shí)刻，平衡位置在x=lm處的質(zhì)點(diǎn)a位移為

3、-lcm，平衡位置在x二5m處的質(zhì)點(diǎn)b的位移也為-lcm，兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反，其中質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，如圖所示，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a、b之間只有一個(gè)波谷，求該簡(jiǎn)諧波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率的可能值。1圖甲為一列簡(jiǎn)諧波在t3s時(shí)的波形，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。求：簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)和振動(dòng)頻率；簡(jiǎn)諧波的波速和波的傳播方向；(3)t3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)q的坐標(biāo)。是t二0.4s時(shí)的波形曲線.(1)求這列波的波速.若波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)P在t二0時(shí)刻振動(dòng)方向如何？它的最大周期為多少？若該波0.4s內(nèi)的傳播距離為30m，貝y此時(shí)波的傳播方向如何？如圖所示是在豎直方向上振動(dòng)并沿水平方向傳播的簡(jiǎn)諧波，實(shí)線是t=0

4、時(shí)刻的波形圖，虛線是t=0.2s時(shí)刻的波形圖。則:v/cin/A/Aiada.a.aZ卜樂a.a.Jt/ni若波沿X軸負(fù)方向傳播，求它傳播的速度.若波沿X軸正方向傳播，求它的最大周期.若波速是25m/s，求0.2s內(nèi)P點(diǎn)經(jīng)過的路程.圖甲為波源的振動(dòng)圖象，圖乙是該波源產(chǎn)生的橫波在某時(shí)刻t的波形圖，已知波沿X軸正向傳播，乙圖中的0點(diǎn)表示波源.求：這列波的波速；從時(shí)刻t開始，到圖乙中質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的路【參考答案】*試卷處理標(biāo)記，請(qǐng)不要?jiǎng)h除一、機(jī)械波選擇題1.ACD【解析】試題分析：(1)由題圖乙可以看出，質(zhì)點(diǎn)P完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間為0.4s，所以該波的傳播周期為

5、0.4s，選項(xiàng)A正確；由題圖乙可知，在t=0.2s后質(zhì)點(diǎn)P向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向之間的關(guān)系可以判斷，該波一定是沿x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由v=X/T可知，該波的傳播速度為v=10m/s,選項(xiàng)C正確；在t=0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到距平衡位置最遠(yuǎn)處，所以其速度為零，加速度最大，選項(xiàng)D正確；從t=0.2s到t=0.5s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程應(yīng)為60cm，選項(xiàng)E錯(cuò)誤.考點(diǎn)：波動(dòng)圖像、振動(dòng)圖像【名師點(diǎn)睛】由乙圖讀出質(zhì)點(diǎn)P在t=0.2s時(shí)刻的速度方向，在甲圖上，運(yùn)用波形的平移法判斷出波的傳播方向，讀出波長(zhǎng)和周期，求出波速根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系，確定質(zhì)點(diǎn)的位置，分析速度的大小和速度的

6、方向2ACD【解析】【分析】【詳解】ad間距離為x=12m，波在同一介質(zhì)中勻速傳播，則波從a傳到d的時(shí)間為x12t二一二s=6sv2即在t=6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處，選項(xiàng)A正確;設(shè)該波的周期為幾由題可得3T=3s解得T=4s波從a傳到c的時(shí)間為x2+4小t=s=3sv2則在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c已振動(dòng)了2s，而c起振方向向下，故在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好經(jīng)過平衡位置向上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)周期等于a的振動(dòng)周期，即為4s，選項(xiàng)C正確；在4st6s的時(shí)間間隔內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)c已振動(dòng)了1st1s，則n=0時(shí)T=2s，故A錯(cuò)誤；1在t=0.5s=4T時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N正通過平衡位置沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故B正確；從t=

7、0到t=1s，經(jīng)過了0.5T，貝質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)的路程為2A=4cm，故C錯(cuò)誤；在t=5.5s時(shí)刻M點(diǎn)在最低點(diǎn)，t=6s時(shí)回到平衡位置，則質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)路程為2cm，故D正確；t=0.5s時(shí)亥I，M點(diǎn)在波峰位置，N點(diǎn)在平衡位置，則處于M、N正中央的質(zhì)點(diǎn)處在平衡位置下方向上振動(dòng)，此時(shí)的加速度與速度同向，故E正確。BCE【解析】【分析】【詳解】c九護(hù)440J0=由圖可知此波波長(zhǎng)為九=8m，得v二T二40m/s，故a錯(cuò)誤；在01.0s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的2m，故B正確；由于波向左傳，可知t=0時(shí)，P點(diǎn)振動(dòng)t3方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向，又扌=2，可知t=0.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸正方向，故C正2兀確；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期與

8、波的周期相同，故=10rad/s，則x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程1是y=lOsmlt(cm)，故d錯(cuò)誤；此波頻率為f=5Hz，只有波的頻率相同時(shí)才能發(fā)生干涉，故E正確.綜上分析正確答案為BCE.BCD【解析】【分析】詳解】ABC.對(duì)x=0.3m處的質(zhì)點(diǎn)，由振動(dòng)方程y二Asin竺t;2=2sin-T解得：.2n/2sint-T2又因?yàn)樵摬ㄩL(zhǎng)大于0.3m，所以2兀T解得：3Tt=-8九Ax_0.3A?_3TT解得：九=0.8m,故x=0.1m處的質(zhì)點(diǎn)和x=0.3m處的質(zhì)點(diǎn)，在t=0時(shí)刻位移相同，則加速度相同，由振動(dòng)圖象可知在t=0時(shí)刻x=0.3m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，故A錯(cuò)誤,BC正確；D.在

9、t=0時(shí)刻之前0.05s,即與t=0時(shí)刻的時(shí)間間隔為At_0.05s_T，結(jié)合振動(dòng)圖象可8知x=0.3m處的質(zhì)點(diǎn)在x軸上，故D正確;根據(jù)_2m/s九0.8v_T0.4故E錯(cuò)誤。故選BCD。BD【解析】【詳解】波源在P點(diǎn)的左側(cè)，在P點(diǎn)的左側(cè)附近找一點(diǎn)，該點(diǎn)在P的上方，故P點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向，故A錯(cuò)誤；由波動(dòng)圖象可知該波波長(zhǎng)為九_(tái)2m，設(shè)波形由P點(diǎn)傳到Q時(shí)間為，則有t_5T_3T，1221Q處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程為0.2m，說明振動(dòng)時(shí)間為t2_2T，則總時(shí)間t=t+1=8s,12聯(lián)立可得振動(dòng)的周期T二4s，故B正確；C.設(shè)該波的傳播速度大小為v，則有2二一m/s二0.5m/s，4故C錯(cuò)誤；D.質(zhì)點(diǎn)Q

10、的振幅A=0.1m，周期T=4s，可求得角速度為2兀兀=rad/s，T2波從P傳到Q所用的時(shí)間33t=T=x4s=6s，122從零時(shí)刻計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為(t-6)，故振動(dòng)方程為y=O.lsin(t-6)(m)(t6s),2故D正確；故選BD。0.44n+3二機(jī)械波解答題26(1)簡(jiǎn)諧橫波從B向C傳播時(shí)，周期、波速分別為:s、(4n+3)m/s,(n=0,1,2,3,)；從C向B傳播時(shí)，周期、波速分別為:0.4s,(4n+1)m/s,(n=0,1,2,3,.).(2)y=Asin5nt.4n+1【解析】【分析】【詳解】(1)首先可以判斷，B、C相隔一個(gè)波長(zhǎng)，根據(jù)因?yàn)樵?0s時(shí)，B,C兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的

11、位移為故波長(zhǎng)入=0.4m如果波是從B向C傳播的話，那么就是說在這段時(shí)間內(nèi)波通過的位移是：笛=(n+4)入，(n+)X所以波速為：v=-=(4n+3)m/sit0.1F九0.4周期為：T二二43s(n=0,1,2,3,.)；1v4n+311如果波是從C向B傳播的話，在這段時(shí)間內(nèi)的位移為：x2=(n+4)入，波速為：九0.40.1T=s,(n=0,1,2,3,.)=(4n+1)m/s2v4n+12(2)當(dāng)v=27m/s時(shí)，滿足v=(4n+3)m/s，所以根據(jù)前面所求的，可知波的傳播方向是B向C3位移x=vt=27x0.1=2.7m=64入，所以C點(diǎn)在平衡位置，且向上運(yùn)動(dòng)2兀2兀則以t2時(shí)刻為計(jì)時(shí)起

12、點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)方程為：y=Asint=Asin麗t=Asin5nt7127.Hz和一Hz88【解析】【分析】【詳解】設(shè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為八則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=2sinnt(cm)1若波沿x軸正方向傳播，且t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a、b的位移均為-Mm,所以質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)T到81達(dá)波谷，質(zhì)點(diǎn)b經(jīng)T到達(dá)平衡位置，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)ab之間只有一個(gè)波谷，所以a、b間有8314個(gè)波長(zhǎng)的波形，有31-久=44解得16入二m7因?yàn)椴ㄋ賤=2m/s，所以振動(dòng)頻率為f=V=7Hz久8若波沿x軸負(fù)方向傳播，同理可知，a、b間有個(gè)波長(zhǎng)的波形，有解得：九=16m波速u=2m/s，所以振動(dòng)頻率為-v-Hzhz九8所以該簡(jiǎn)諧波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)

13、頻率可能為8Hz和hz8828(1)8cm；0.25Hz；【解析】【分析】【詳解】(1)由甲圖可知(2)2cm/s,波沿x軸負(fù)方向傳播；(3)Q(9.33cm,10cm)入=8cm由乙圖知T=4s二hz=0.25Hz4九(2)由v二T得v=cm/s=2cm/s4由乙圖知：t=3s時(shí)，p質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)由甲圖根據(jù)“上下坡法”知：波沿x軸負(fù)方向傳播(3)設(shè)質(zhì)點(diǎn)P、Q的平衡位置的x坐標(biāo)分別為Xp、xQ,由圖甲可知，P處有Ay二二Asin(30。)2因此2x30。x二p360。九=x8cm=cm63又由甲圖知x一x=九Qp解得x=x+九=28cm=9.33cmQp3由甲圖知：匸3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q的y坐標(biāo)為yQ=

14、10cm質(zhì)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為：Q(9.33cm，10cm)29.(1)20n+5(m/s)(n二0,1,2.)20n+15(m/s)(n二0,1,2.JP點(diǎn)向-y方向運(yùn)動(dòng),1.6s波沿x軸負(fù)方向傳播【解析】試題分析：波形均有空間上的周期性，分波形左、右兩種移動(dòng)方向，先求解波形位移的通項(xiàng)，然后求解速度的通項(xiàng)；利用波形平移法得到質(zhì)點(diǎn)P在t=0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向解：(1)由圖可知，波長(zhǎng)入二8m,1若波沿x軸正方向傳播，則在0.4秒內(nèi)傳播的距離為：(n+才)九故波速為：(n+4)X0.4=(20n+5)msn=0，1，2，.)3若波沿著x軸負(fù)方向傳播，則在0.4s內(nèi)傳播的距離為：(n+才)九故波速為：n=0，1

15、，2，.)(n+萬)九v=(20n+15)皿TOC o 1-5 h z20.4zs若這列波向右傳播，當(dāng)n=0時(shí)，周期最大即Tmax=4x.4s=1.6smax利用波形平移法，P點(diǎn)向-y方向運(yùn)動(dòng)；，心307(3)v=m/s=75m/s丿At0.4滿足v2二20n+15(m/s)(n二3)所以該波沿x軸負(fù)方向傳播點(diǎn)晴：此題考查了機(jī)械波傳播時(shí)波形的重復(fù)性及多解性，同時(shí)考查質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向、波的傳播方向及波形圖的關(guān)系30.v二(20n+15)m/s(n=0,l,2,3,)；T=0.8s；沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)max【解析】【分析】【詳解】(1)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，傳播的可能距離為3x=(n+)入=4n+3(m)(n=0，1，2，3，)4傳播的速度為Axv=(20n+15)m/s(n=0,1，2，3,.)At(2)波沿x軸正方向傳播，傳播的時(shí)間與周期關(guān)系為1t=(n+)T(n=0,1,2,3,)44At0.8二s4n+14n+1n=01,2,3,)當(dāng)n=0時(shí)周期最大，即最大為0.8