高三物理名校试题汇编有详解专项14机械振动和机械波.docx

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高三物理名校试题汇编有详解专项14机械振动和机械波

2019高三物理名校试题汇编（有详解）专项14机械振动和机械波

【一】单项选择题

1、〔上海市吴淞中学2018届高三第一学期期中考试〕一列简谐横波沿介质传播，当波源质点突然停止振动时，介质中其他质点的振动及能量传递的情况是〔〕

A、所有质点都立即停止振动

B、已经振动的质点将继续振动，未振动的质点那么不会振动

C、能量将会继续向远处传递

D、能量传递随即停止

2.〔上海市十校2018届高三12月份联考试卷〕2017年3月11日，在日本近海地震引发海啸，造成了重大的人员伤亡，海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪，以下说法中正确的选项是〔〕

A、波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止

B、地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波

C、地震波和海啸都只有纵波

D、地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强

2.B解析：

地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波，当波源停止振动时，海啸和地震波的传播都不会立即停止，选项A错误，B正确；地震波既有横波，也有纵波，而海啸只有纵波，选项C错误；地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈弱，选项D错误。

此题答案为B。

注意：

机械波的传播需要介质，固体、液体和气体都可以作为传播机械波的介质；机械波按照传播方式可分为横波和纵波，横波只能在固体介质中传播，而纵波在固体、液体和气体中均可以传播。

3.〔广西区百所高中2018届高三上学期联考理综卷、甘肃省陇东中学2018届高三第四次模拟考试〕振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t=0时刻绳上形成的波形如下图。

规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，那么P点的振动图象是〔〕

3.B解析：

在机械波的传播过程中，介质中各质点靠弹力相互作用，靠近振源的前一质点带动后一质点振动，后一质点跟着前一质点振动，故可根据前一质点的位置确定后一质点的运动方向；对于此题，可根据t=0时刻P点前一质点在下方，确定P点的起振方向是从平衡位置向下振动，显然，只有选项B正确。

此题答案为B。

点评：

熟记并理解，在机械波的传播过程中，介质中各质点靠弹力相互作用，靠近振源的前一质点带动后一质点振动，后一质点跟着前一质点振动，故可根据前一质点的位置确定后一质点的运动方向。

4、〔上海市吴淞中学2018届高三第一学期期中考试〕一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如下图，此时质点F的运动方向向y轴负方向，那么〔〕

A、此波向x轴正方向传播B、质点C此时向y轴负方向运动

C、质点C将比质点B先回到平衡位置D、质点E的振幅为零

4.C解析：

因为机械波在传播过程中，靠近波源的质点的振动带动相邻的后边质点的振动，而后面质点要“模仿”前面质点的振动，所以此题中，质点F的运动方向向y轴负方向，即F质点正在“模仿”右边质点的振动，这说明波源在右边，波从右面向左传播，即此波向x轴负方向传播，选项A错误；质点C此时刚到达最大位移处，速度为0，此后才向y轴负方向运动，选项B错误；质点B要先向y轴正方向运动到达波峰位置再回到平衡位置，而质点C直接从波峰位置回到平衡位置，所以选项C正确；振幅指的是质点离开平衡位置到达的最大距离，虽然此时质点E的位移为零，但其振幅不为零，选项D错误。

此题答案为C。

5、〔北京石景山区2018届高三第一学期期末考试〕如下图是一列简谐横波在t=0时的波形图，假设波的传播速度为2m/s，此时质点P向上振动。

以下说法正确的选项是〔〕

A、质点P的振动周期为0.25s

B、经过任意时间，质点Q和P的振动情况总是相同的

C、经过△t=0.4s，质点P向右移动0.8m

D、经过△t=0.4s，质点P仍在平衡位置，它通过的路程为0.2m

5.B解析：

根据波形图可知，波长λ=0.4m，振幅A=5cm，v=2m/s，所以T=λ/v=0.2s，选项A错误；质点Q和P间的距离刚好是1个波长，所以它们的振动情况总是相同的，选项B正确；在机械波的传播过程中，各质点并不随波迁移，而是在自己的平衡位置附近振动，选项C错误；经过△t=0.4s=2T，质点P回在初始位置，不在平衡位置，它通过的路程是8A=40cm=0.4m，也不是0.2m，选项D错误。

此题答案为B。

6、〔上海市川沙中学、宜川中学2018届高三上学期期中联考〕如下图为某弹簧振子在0-5s内的振动图像，由图可知，以下说法中正确的选项是〔〕

A.振动周期为5s，振幅为8cm

B.第2s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值

C.第3s末振子的速度为正向的最大值D.从第1s末到第2s末振子在做加速运动

6.C解析：

根据图象，周期T=4s，振幅A=8cm，选项A错误；第2s末振子到达波谷位置，速度为零，加速度最大，但沿x轴正方向，选项B错误；第3s末振子经过平衡位置，速度达到最大，且向x轴正方向运动，选项C正确；从第1s末到第2s末振子经过平衡位置向下运动到达波谷位置，速度逐渐减小，选项D错误。

此题答案为C。

7、〔上海市吴淞中学2018届高三第一学期期中考试〕关于单摆的运动有以下说法，正确的选项是〔〕

①单摆的回复力是摆线的拉力与重力的合力

②单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力

③单摆的周期与质量无关与振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关

④单摆做简谐运动的条件是摆角很小如小于5°

⑤在山脚下走时准确的摆钟移到高山上走时将变快

A、①③④B、②③④C、③④⑤D、①④⑤

7.B解析：

单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力，千万不要误认为是摆球所受的合外力，所以说法①错误，②正确；根据单摆的周期公式

可知，单摆的周期与质量无关与振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关，说法③正确；当摆角很小时，摆球的运动轨迹可以近似地看做直线，回复力或重力沿摆球运动轨迹切向的分力可以近似地看作沿这条直线作用，这时可以证明：

，可见，在摆角很小时，单摆近似做简谐运动，说法④正确；将摆钟从山脚移到高山上时，摆钟所在位置的重力加速度g变小，根据

可知，摆钟振动的周期变大，计时变慢，说法⑤错误。

综上可知，只有说法②③④正确，此题答案为B。

8.〔四川省成都市2018届高三第一次诊断性检测理综卷〕如下图，在同一种均匀介质中的一条直线上，两个振源A、B相距8m。

在t0=0时刻，A、B开始振动，它们的振幅相等，且都只振动了一个周期，A、B的振动图象分别如图甲、乙所示。

假设A振动形成的横波向右传播，B振动形成的横波向左传播，波速均为10m/s，那么〔〕

A.t1=0.2s时刻，两列波相遇

B.两列波在传播过程中，假设遇到大于1m的障碍物，不能发生明显的衍射现象

C.在两列波相遇过程中，AB连线中点C处的质点的振动速度始终为零

D.t2=0.8s时刻，B处质点经过平衡位置且振动方向向下

8.C解析：

两列波相向传播，它们的相遇时刻为t1=8/20s=0.4s时刻，选项A错误；两列波的周期均为T=0.2s，又波速均为v=10m/s，所以波长均为λ=vT=2m，因为障碍物的尺寸1m小于这两列波的波长，所以这两列波均能发生明显的衍射现象，选项B错误；AB连线中点C到两个波源的距离都等于2个波长，并且两列波同时传播到C点，假设从两列波传播到C点开始计时，那么左右两列波在该质点处的振动图象分别如题图甲、乙所示，显然，在两列波相遇过程中，中点C始终处在平衡位置，选项C正确；t2=0.8s时刻，从振源A发出的机械波刚好传播到B点，所以此时B处质点的振动方向与振源A的起振方向相同，B处质点从平衡位置向上振动，选项D错误。

此题答案为C。

9、〔上海市六校2018届高三上学期12月份联考、甘肃省河西五市部分高中2018届高三第一次联考试题、四川省成都石室中学2018届高三上学期月考理科卷、甘肃省陇东中学2018届高三第四次模拟考试〕如下图为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s，那么〔〕

A、质点P此时刻的振动方向沿y轴正方向B、P点振幅比Q点振幅小

C、经过△t=3s，质点Q通过的路程是0.6m

D、经过△t=3s，质点P将向右移动12m

9.C解析：

在机械波的传播过程中，前一质点带动后一质点振动，而后一质点要“模仿”前一质点的振动，机械波沿x轴正方向传播，利用“带动”原理可知，质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向，选项A错误；沿波传播方向上各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，并且各质点振动的幅度相同即振幅相同，据此可判断选项BD错误；根据波形图可知，波长λ=4m，振幅A=5cm，v=4m/s，所以T=λ/v=1s，△t=3s=3T，所以质点Q通过的路程是12A=60cm=0.6m，所以选项C正确。

此题答案为C。

10、〔浙江省浙南、浙北部分学校2018届高三12月联考〕沿x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C四点，

，

，质点O在垂直于x轴方向做简谐运动，沿x轴传播形成横波、t=0时刻，O点开始向上运动，经t=0.2s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开始运动、那么在t=2.5s时刻，关于质点B和C运动情况,以下描述中正确的选项是〔〕

A、B点位于x轴下方B、C点位于x轴下方

C、B点正向上运动D、C点正向上运动

10.A解析：

根据题意，机械波的振动周期T=4t=0.8s，波长λ=4

，在t1=0.4s时刻，B点刚好开始向上运动，在t=2.5s时刻，即再经过2.1s=

，B点位于x轴下方，且正向下运动，所以选项A正确，C错误；在t2=1.4s时刻，C点刚好开始向上运动，在t=2.5s时刻，即再经过1.1s=

，C点位于x轴上方，且正向下运动，所以选项BD错误。

此题答案为A。

11.〔上海市崇明县2018届高三第一学期期末测试〕如下图是利用水波槽观察到的水波衍射图像，从图像可知〔〕

A、B侧波是衍射波B、A侧波速与B侧波速相等

C、减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D、增大挡板间距离，衍射现象将更明显

11.B解析：

B侧波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后发生衍射，A侧水波是衍射波，选项A错误；同种机械波在相同介质中的传播速度相同，选项B正确；减小挡板间距离，衍射现象会更明显，但是衍射波的波速不变，频率不变，故波长不变，选项C错误；因为只有当挡板间距跟波长差不多，或者比波长更小时，衍射现象越明显，所以当增大挡板间距离时，衍射现象将变得不明显，选项D错误。

此题答案为B。

12、〔上海市六校2018届高三上学期12月份联考〕假设单摆的摆长不变，摆球的质量由20g增加为40g，摆球离开平衡位置的最大角度由4°减为2°，那么单摆振动的〔〕

A.频率不变，振幅不变B.频率不变，振幅改变

C.频率改变，振幅不变D.频率改变，振幅改变

12.B解析：

单摆的摆长不变时，单摆振动的周期

不变，频率f=1/T不变；摆长不变时，摆角越大，振幅越大，选项B正确。

此题答案为B。

13.〔上海市吴淞中学2018届高三第一学期期中考试〕两列水波，S1、S2是相干波源，波峰用实线表示，波谷用虚线表示〔如下图〕，以下说法正确的选项是〔〕

A、振动加强的点是b、c

B、振动加强的点是a、d

C、振动加强的点是a、b、c、d

D、经过一半周期，振动加强的点是b、c

13.B解析：

实线与实线的交点以及虚线与虚线的交点是振动加强点，实线与虚线的交点是振动减弱点，所以振动加强的点是a、d，减弱的点是b、c，选项B正确。

此题答案为B。

14、〔北京市顺义区2018届高三尖子生综合素质展示物理试卷〕一列简谐横波某时刻的波形如图中实线所示，经过0.50s后的波形如图中虚线所示。

波的周期为T，而且0.25s

A、当波向x轴的正方向传播时，波速大小为10m/s

B、无论波向x轴正方向传播还是向x轴负方向传播，在这0.50s内x=1.0m的M质点，通过的路程都相等

C、当波向x轴正方向传播时，x=1.0m的质点M和x=2.5m的质点N在0.50s内通过的路程不相等

D、当t=0.10s时，x=1.0m的质点M振动的位移一定是0

14、A解析：

由波形图可知，波长λ=4m，当波向x轴的正方向传播时，0.50s传播5λ/4，5T/4 =0.50s，所以波速v=λ/T=10m/s，选项A正确；当波向x轴的正方向传播时，在这0.50s内x=1.0m的M质点，通过的路程为5/4×4A=5A=10cm；当波向x轴的负方向传播时，在这0.50s内x=1.0m的M质点，通过的路程为7/4×4A=7A=14cm，选项B错误；当波向x轴正方向传播时，x=1.0m的质点M和x=2.5m的质点N在0.50s内通过的路程相等，选项C错误；当波向x轴正方向传播时，当t=0.10s=T/4时，x=1.0m的质点M的位移为0，当波向x轴负方向传播时，当t=0.10s=0.35T时，x=1.0m的质点M的位移为负值，选项D错误。

此题答案为A。

15、〔浙江省浙南、浙北部分学校2018届高三12月联考〕如下图，简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10m/s，振动方向都平行于y轴，t=0时刻，这两列波的波形如下图。

下图是画出平衡位置在x=2m处的质点，从t=0开始在一个周期内的振动图像，其中正确的选项是〔〕

15.B解析：

根据波的叠加原理可知，平衡位置在x=2m处的质点的位移等于两列波单独引起的位移的矢量和，再根据波的传播方向可判断出两列波在该点引起的分振动的步调是一致的，即该点刚好是振动加强点，初始时刻，该点从平衡位置向上振动，振幅大小为3cm，据此可知，此题答案为B。

点评：

掌握波的叠加原理是解题的基础，根据波的传播方向判断质点的振动方向是解题的关键。

【二】多项选择题

16.〔甘肃省陇东中学2018届高三第四次模拟考试〕位于坐标原点的波源S不断地产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=40m/s，t=0时刻波刚好传播到x=13m处，部分波形图如下图，以下说法正确的选项是〔〕

A、波源S开始振动的方向沿y轴正方向

B、t=0.45s时，x=9m处的质点的位移为5cm

C.t=0.45s时，波刚好传播到x=18m处D.t=0.45s时，波刚好传播到x=31m处

16.AD解析：

波源S开始振动的方向决定了各质点的起振方向，所以可根据任意质点的起振方向判断出波源S开始振动的方向，波沿x轴正方向传播，结合波形图可知，x=13m处质点的起振方向沿y轴正方向，所以波源S开始振动的方向沿y轴正方向，选项A正确；根据波形图可知，波长λ=4m， 所以周期T=λ/v=0.1s，根据波的传播方向可知，t=0时刻，x=9m处的质点正从平衡位置向下运动，经过0.45s=4.5T即t=0.45s时刻，该质点在平衡位置，即位移为0，所以选项B错误；t=0.45s时，波刚好传播到x=13+vt=31m处，选项B错误，D正确。

此题答案为AD。

17、〔广西南宁二中2018届高三上学期12月月考理综卷〕如下图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻振动刚好传播到x=5m的M点，P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中正确的选项是〔〕

A、这列波的波长是4m

B、这列波的传播速度是10m/s

C、质点Q〔x=9m〕经过0.5s第一次到达波峰

D、M点以后的各质点开始振动时的方向都是向下

17.ABD解析：

根据题意，周期T=0.4s，由图象可知，波长λ=4m， 所以波速v=λ/T=10m/s，选项AB正确；质点Q〔x=9m〕经过

第一次到达波峰，选项C错误；各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同，根据波的传播方向和波形图可知，M点的起振方向是向下，所以x轴上各质点的起振方向都是向下，选项D正确。

此题答案为ABD。

18、〔广西区柳铁一中2018届高三第三次月考理综卷〕如下图，一列简谐横波在t时刻的波形图象，波的传播速度为2m/s，a、b、c是三个振动的质点。

以以下说法中正确的选项是〔〕

A、振源的振动频率为0.5Hz

B、从t时刻再经过1s，质点a、b、c通过的路程均为6cm

C、t时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3

D、假设从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，那么波沿x轴正方向传播

18.AC解析：

根据题图可知，该波的波长λ=4m，又波速v=2m/s，所以周期T=λ/v=2s，频率f=1/T=0.5Hz，选项A正确；根据题图，从t时刻再经过1s即0.5T，质点a、b、c通过的路程均为2A=12cm，选项B错误；t时刻，质点a、b、c所受的回复力大小之比等于它们的位移大小之比，即为2∶1∶3，选项C正确；不管波向哪个方向传播，t时刻，质点a和质点b的振动方向相同，所以只有当它们此时都向下振动时，质点a才可能比质点b先回到平衡位置，据此可知，波沿x轴负方向传播，选项D错误。

此题答案为AC。

19、〔上海市川沙中学、宜川中学2018届高三上学期期中联考〕一列简谐横波沿x轴传播。

t=0时的波形如下图，质点A与质点B相距lm，A点速度沿y轴正方向；t=0.02s时，质点A第一次到达正向最大位移处。

由此可知〔〕

A.此波沿x轴负方向传播

B.此波的传播速度为25m/s

C.从t=0时起，经过0.04s，质点A沿波传播方向迁移了1m

D.在t=0.04s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向

19.ABD解析：

根据波形图可知，质点A在其右边质点的“带动”作用下向上振动，所以波源在质点A的右边，此波沿x轴负方向传播，选项A正确；根据题意，波长λ=2m，周期T=0.08s，所以波速v=λ/T=25m/s，选项B正确；沿波传播方向上各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，选项C错误；t=0时刻质点B从平衡位置想下振动，经过0.04s即0.5T，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向，选项D正确。

此题答案为ABD。

20、〔广西柳铁一中2018届高三第四次月考理综卷〕如下图，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，以下说法中正确的选项是〔〕

B、从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为0.4m

C、假设此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，那么另一列波的频率为50Hz

D、假设该波传播中遇到宽约4m的障碍物，能发生明显的衍射现象

20.BCD解析：

根据波的传播方向可知，图示时刻质点b正在向下振动，所以其加速度正在增大，选项A错误；根据波形图可知，波长λ=4m，振幅A=20cm，v=200m/s，可得T=λ/v=0.02s，所以从图示时刻开始，经过0.01s=0.5T，质点a通过的路程是2A=40cm=0.4m，所以选项B正确；相干波的频率相同，所以另一列波的频率f=1/T=50Hz，选项C正确；因为障碍物的宽度4m跟波长相等，所以该波能发生明显的衍射现象，选项D正确。

此题答案为BCD。

【三】非选择题

21、〔上海市吴淞中学2018届高三第一学期期中考试〕在均匀介质中，各质点的平衡位置均在同一直线上，图中正方形方格的边长均为1.5cm。

波源在坐标原点，t=0时波源开始向y轴负方向振动，经过0.24s时间第二次形成如下图波形，那么此波的周期T为________，波速为________。

0.5T第一次形成如下图波形，再经过1T即共经过3T第二次形成如下图波形，所以3T=0.24s，周期T=0.08s，根据波形图可知，波长λ=0.12m，波速v=λ/T=1.5m/s。

22.〔上海市十校2018届高三12月份联考试卷〕如下图为两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和1m，那么图示时刻C、D点是振动________〔填“加强”或“减弱”〕点，A、B两质点的竖直高度差为______cm。

22.减弱；20解析：

图示时刻C、D点是波峰与波谷的交点，是振动的减弱点；A、B两质点分别是波峰与波峰的交点和波谷与波谷的交点，均是振动的加强点，它们的振幅均是10cm，图示时刻A、B两质点的竖直高度差为20cm。

23、〔上海市六校2018届高三上学期12月份联考〕水槽内有一振源，振动时产生的水波通过挡板间的缝隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是使缝隙的宽度_________；或者是使振源的振动频率________〔填“变大”或“变小”〕。

23.变小；变小解析：

缝隙的宽度比波长越小，衍射现象越明显，所以可采用的方法是：

假设波长不变，使缝隙的宽度变小；假设缝隙的宽度不变，可使波长边长，即要使振源的振动频率变小。

24.〔山西省忻州一中等四校2018届高三第二次联考理综卷〕一列横波在x轴上传播，在t1=0时刻波形如图中实线所示，t2=0.05s时刻波形如图中虚线所示.

〔2〕假设有另一列波能与这列波发生稳定干涉，那么另一列波的最小频率是多少？

24.解析：

〔1〕根据波形图可知，波长λ=8m，这列波的传播方向存在两种可能。

假设波沿x轴正向传播，那么0.05s=〔n+

〕T〔其中n=0、1、2、3…〕，所以，周期T=

〔n=0、1、2、3…〕，波速v=λ/T=40〔4n+1〕m/s〔n=0、1、2、3…〕；

假设波沿x轴负向传播，那么0.05s=〔n+

〕T，所以，周期T=

〔n=0、1、2、3…〕，波速v=λ/T=40〔4n+3〕m/s〔n=0、1、2、3…〕。

〔2〕假设有另一列波能与这列波发生稳定干涉，那么另一列波的频率与这列波的频率相同；假设波沿x轴正向传播，且当n=0时，周期最大，频率最小，最小频率为5Hz，所以另一列波的最小频率是5Hz。

25.〔河北省百所高中2018届高三12月联考〕一列简谐横波的波速v=40cm/s，在某一时刻的波形如下图，在这一时刻质点A振动的速度方向沿y轴正方向。

求：

〔1〕这列波的频率、周期和传播方向；

〔2〕从这一时刻起在0.5s内质点B运动的路程和位移；

〔3〕画出再经过0.75s时的波形图。

25.解析：

〔1〕从图中可看出，波长λ=8cm，这列波的频率f=v/λ=5Hz，周期T=1/f=0.2s；A点此刻振动的速度方向向上，由“质点带动法”可知，A点右侧附近的质点是它起振前已经振动了的质点，所以波源在右边，波沿x轴负方向传播。

〔2〕由于质点B位于平衡位置，且速度方向沿y轴负方向，故经0.5s即2.5个周期后质点又回到平衡位置，此刻的速度方向变为竖直向上，所以B点在0.5s内的位移等于零，通过的路程s=2.5×4A=10A=1m。

〔3〕由波形的平移规律可得，再经过0.75s的波形如下图中虚线所示。

26.〔宁夏银川一中2018届高三第五次月考试题理综卷〕一列简谐横波沿AB方向由A质点传到B质点。

A、B相距0.6m，横波的波长λ>0.5m。

在某一时刻开始计时，质点A处于最大正位移处，经过0.1s，第二次回到平衡位置，此时质点B达到最大正位移处。

请在图中画出0.1s时刻，质点A、B之间的波形图。

并计算这列波的波速是多大？

26.解析：

因为λ>0.5m，AB=0.6m，所以A、B之间的波形如下图所示；

由波形图可知：

，由题意：

所以

；由波速公式：

。