2016届高考物理二轮复习全国名校试题专题分项汇编专题15机械振动机械波(选修3-4)(解析版).doc

一、 选择题：
1.【北京市西城区2014—2015学年度第一学期期末试卷】一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置，质点a正向上运动。则下列说法正确的是

A．波沿x 轴负方向传播
B．该时刻质点b正向上运动
C．该时刻质点a、b的速度相同
D．质点a、b的振动周期相同
【答案】D
【解析】
考点：机械振动和机械波
2.【丰台区2014—2015学年度第一学期期末练习高三物理】一列自右向左传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图所示。已知在t1＝0.3s时刻，P质点首次位于波峰，Q点的坐标是（－3，0），则以下说法正确的是（ ）　
A．这列波的传播速度为0.2m/s B．在t＝0时刻，质点P向上运动
C．在t1＝0.3s时刻，质点A仍位于波谷 D．在t2＝0.5s时刻，质点Q首次位于波峰

【答案】D
【解析】
试题分析：t＝0时刻P点向下振动，在t1＝0.3s时刻首次到达波峰，故T=0.4s，因为λ=4cm,故波速，选项AB错误；在t1＝0.3s时刻，质点A处于平衡位置向下振动，选项C错误；在t2＝0.5s时刻，波向前传播5cm，则在t=0时刻的x=2cm处的波峰恰好能传到Q点，故在t2＝0.5s时刻，质点Q首次位于波峰，选项D正确；故选D.
考点：质点的振动；机械波的传播；波的图像.
3.【北京市东城区2015届高三上学期期末教学统一检测物理试题】一根较长轻质柔软细绳，用手握住一端连续上下抖动，形成一列波。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，不考虑能量损失。下列说法中正确的是(　　)

a
b
第9题图

A．质点 a的振动周期大于质点b的振动周期 B．a、b两质点之间的距离等于半个波长
C．一个周期后质点a将移动到质点b的位置 D．质点a比质点b先开始振动
【答案】D
【解析】
考点：本题考查了波长、频率和波速的关系；横波的图象．
4.【北京市海淀区2015届高三上学期期中练习物理试题】如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于B位置。现用手托重物使之缓慢上升至A位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后放手，使重物从静止开始下落，沿竖直方向在A位置和C位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。关于上述过程（不计空气阻力），下列说法中正确的是

A．重物在C位置时，其加速度的大小等于当地重力加速度的值
B．在重物从A位置下落到C位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量
C．在手托重物从B位置缓慢上升到A位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能
D．在重物从A位置到B位置和从B位置到C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做功之比是1∶4
【答案】AC
【解析】考点：考查了简谐振动，动能定理的综合应用
5.【北京市海淀区2015届高三上学期期中练习物理试题】一列波速为2.0m/s，沿x轴正向传播的简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，P为介质中的一个质点。关于这列机械波，下列说法中正确的是

A．该机械波的振幅为0.2m
B．该机械波的波长为10m
C．从此时刻起再经过10s，质点P通过的路程为0.8m
D．此时刻质点P的加速度方向与速度方向相同
【答案】ABD
【解析】
试题分析：从图中可得该机械波的振幅为0.2m，波长为10m，故AB正确；根据公式可得该机械波的周期为，从此时刻起再经过10s，即质点P振动了2个周期，所以经过的路程为，C错误；此时根据走坡法可得P点正向下振动，恢复力向下，即加速度向下，故此时刻质点P的加速度方向与速度方向相同，故D正确。
考点：考查了横波图像，波长，波速和频率关系
6.【北京市丰台区2015—2016学年度第一学期期末高三物理练习】一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.3s时刻第一次出现图中虚线所示的波形，则
x/m
y/m
6
12
18
24
P
o
v

A．质点P的运动方向向右 B．这列波的周期为1.2s
C．这列波的波长为12m D．这列波的传播速度为60m/s
【答案】B
【解析】
  考点：波的图像.
7.【北京市丰台区2015年高三年级第二学期统一练习（一）理综物理试题】一列简谐横波沿直线由A向B传播，相距10.5m的A、B两处的质点振动图象如图a、b所示，则（　　）
5
4
3
2
1
-10
10
y/cm
t/s
a
b

A．该波的振幅一定是20cm
B．该波的波长可能是14m
C．该波的波速可能是10.5m/s
D．该波由a传播到b可能历时7s
【答案】C
【解析】
试题分析：该波的振幅一定是10cm，选项A错误；由于波由A向B传播，由振动图线可知：，（n=0，1，2，…），故14m不是表达式里的值，选项B错误；波的速度：，（n=0，1，2，…），当n=0时，v=10.5m/s，选项C正确；该波由a传播到b的时间为，（n=0，1，2，…），故该波由a传播到b不可能历时7s，选项D错误；故选C.
考点：振动图像；机械波。
8.【海淀区高三年级第二学期期中练习理科综合能力测试物理部分】一简谐机械横波沿x轴传播，波速为2.0m/s，该波在t=0时刻的波形曲线如图甲所示，在x=0处质点的振动图像如图乙所示。则下列说法中正确的是
甲
0
30
-30
y/cm
x/m
4
8
2
6
0
30
-30
y/cm
t/s
T
T/2
乙

A．这列波的振幅为60cm
B．质点的振动周期为4.0s
C．t=0时，x=4.0m处质点比x=6.0m处质点的速度小
D．t=0时，x=4.0m处质点沿x轴正方向运动
【答案】B
【解析】
考点：振动图像和波的图像；机械波的传播.
9.【北京市朝阳区高三年级第二次综合练习理综试题】一列沿x轴负方向传播的简谐机械横波，波速为2m/s。某时刻波形如图所示，下列说法中正确的是

A．这列波的振幅为4cm
B．这列波的周期为2s
C．此时x = 4m处质点沿y轴正方向运动
D．此时x = 4m处质点的速度为0
【答案】B
【解析】
试题分析：由波形图可知振幅为2cm，所以选项A错误；根据可知，周期为2s，所以选项B正确；x=4m的质点处在平衡位置，速度最大，向y轴的负半轴运动，所以选项CD错误。
考点：波的图像
10.【2015届高三北京市石景山区一模物理试题】如右图所示，一轻质弹簧沿竖直方向放置在水平地面上，其下端固定，当弹簧的长度为原长时，其上端位于O点。现有一小球从O点由静止释放，将弹簧压缩至最低点（弹簧始终处于弹性限度内）。在此过程中，关于小球的加速度a随下降位移x的变化关系，下图中正确的是
O

【答案】
【解析】
考点：本题考查竖直方向的简谐运动
11.【2015届高三北京市石景山区一模物理试题】简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。下列说法正确的是
a
-a
O

P
x
y
·

A．质点P此时刻的速度沿x轴的正方向
B．质点P此时刻的加速度沿x轴的正方向
C．再过半个周期时，质点P的位移为负值
D．经过一个周期，质点P通过的路程为2a
【答案】C
【解析】
考点：本题考查波的传播规律
12.【北京市海淀区2015届高三第二学期适应性练习（零模）理综物理试题】关于机械波，下列说法中正确的是
A．机械波的传播过程也是传递能量的过程
B．机械波的频率与波源振动的频率无关
C．机械波不能产生干涉、衍射现象
D．机械波能在真空中传播
【答案】A
【解析】
试题分析：机械波的传播过程也是传递能量的过程，选项A正确；机械波的频率与波源振动的频率相同，选项B错误；机械波能产生干涉、衍射现象，选项C错误；机械波不能在真空中传播，只能在介质中传播，选项D错误。故选A。
考点：机械波的传播.
13.【北京师范大学附属实验中学2014-2015学年度第一学期高三年级物理期中试卷】一简谐横波在某一时刻的波形图如图所示，图中位于a、b两处的质元经过四分之一周期后分别运动到、处。某人据此做出如下判断：①可知波的周期，②可知波的传播速度，③可知的波的传播方向，④可知波的波长。其中正确的是

A．①和④ B．②和④ C．③和④ D．②和③
【答案】C
【解析】
考点：波的传播。
【名师点晴】波的传播方向可以通过波形与某质元的运动方向判断得出，波长可以由两个波峰之间的距离得出，而周期需要已知波的传播速度或者波的频率才能得出来，很明显，波速与波的频率均未知，所以波的周期得不出来。
14.【北京师范大学附属实验中学2014-2015学年度第一学期高三年级物理期中试卷】关于多普勒效应，下列说法正确的是
A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B．产生多普勒效应的原因是观察者的听力出现了问题
C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率
D．哈勃太空望远镜发现所接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），这说明该星系正在远离我们而去
【答案】D
【解析】
试题分析：产生多普勒效应的原因不是波源频率发生了变化，而是观察者的位置变化所引起的听觉频率的变化，故选项A错误；产生多普勒效应的原因更不是观察者的听力出现了问题，选项B错误；甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率高于他听到的乙车笛声频率，选项C错误；哈勃太空望远镜发现所接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），即频率变小，这说明该星系正在远离我们而去，选项D正确。
考点：多普勒效应。
【名师点晴】当波源频率不变时，波源固定时，观察者向波源移近，则观察者所得到的波的频率变大，当远离波源时，观察者所得到的波的频率变小；而当观察者固定，波源向观察者移近时，观察者所得到的波的频率变大，当波源远离观察者时，观察者所得到的波的频率变小。
15.【北京市东城区2016届第一学期高三期末教学统一检测物理试题】如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，由图可知
第4题图
0
2
-2
1
2
3
4
x/m
y/cm

A．此列简谐横波的频率是4Hz
B．介质中各质点的振幅都是4cm
C．x=1m处质点此时刻所受合外力最大，方向沿y轴负方向
D．x=2m处质点此时刻速度最大，方向沿y轴正方向
【答案】C
【解析】

考点：机械波。
16.【北京市西城区2016届高三第一学期期末试卷物理试题】如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移x随时间t的变化图象如图乙所示。下列判断正确的是
0
图乙
t/s
x/cm
0.4
0.8
1.2
1.6
12
-12
M
O
N
图甲
0
x

A．0.4s时振子的加速度为零 B．0.8 s时振子的速度最大
C．0.4 s和1.2 s时振子的加速度相同 D．0.8s和1.6 s时振子的速度相同
【答案】B
【解析】

考点：弹簧振子的振动。
【名师点晴】振子运动到最大位移处时，它受到的合外力最大，加速度最大，而速度为0，当振子运动到平衡位移时，其受到的合力最小，加速度最小，而速度最大；但是振子在正的最大位移与负的最大位移处时的受到的合力的方向不相同，故加速度的方向不相同，所以加速度不相同。
17.【北京市海淀区2016届高三上学期期中考试物理试题】如图2所示，在光滑水平面上有一轻质弹簧左端固定，右端与一质量为m的小球相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小球位于O点。现使小球以O点为平衡位置，在A、B两点间沿光滑水平面做简谐运动，关于这个弹簧振子做简谐运动的过程，下列说法中正确的是
图2
A
O
B

A．小球从O位置向B位置运动过程中做减速运动
B．小球每次通过同一位置时的加速度一定相同
C．小球从A位置向B位置运动过程中，弹簧振子所具有的势能持续增加
D．小球在A位置弹簧振子所具有的势能与在B位置弹簧振子所具有的势能相等
【答案】ABD
【解析】
试题分析：小球从O位置向B位置运动过程中受到向左的弹力作用，故小球做减速运动，选项A正确；小球每次通过同一位置时的位移相同，恢复力相同，则加速度一定相同，选项B正确；小球从A位置向B位置运动过程中，弹簧由压缩状态到原长，再到伸长状态，故弹簧振子所具有的势能先减小后增加，选项C错误；小球在A位置时弹簧的压缩量等于在B位置时弹簧的伸长量，故小球在A位置弹簧振子所具有的势能与在B位置弹簧振子所具有的势能相等，选项D正确；故选ABD.
考点：简谐振动的规律.
18.【北京市海淀区2016届高三上学期期中考试物理试题】一列简谐横波沿x轴传播，波长为λ，周期为T。t＝0时刻的波形如图6所示，此时质点P正沿y轴正方向运动。则x＝0处的质点的振动图像是图7中的
P
y/cm
x/m
图6
0

λ

y
t
A
0
图7
y
t
C
0
y
t
B
y
t
D
0

T

T

T

T

【答案】D
【解析】
考点：波的图线；振动图线.
19.【北京市清华大学附属中学2015届高三4月综合能力测试（四）】一列简谐横波某时刻的波形图如图甲表示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像，则下列说法正确的是

A．若波沿x轴正向传播，则图乙表示P点的振动图像
B．若图乙表示Q点的振动图像，则波沿x轴正向传播
C．若波速是20m/s，则图乙的周期是0.02s
D．若图乙的频率是20Hz，则波速是10m/s
【答案】B
【解析】
试题分析：若波沿x轴正向传播，此时P点应通过平衡位置向下振动，从图乙中可知，P点是向上运动，A错误；若图乙表示Q点的振动图像，在0时刻Q点向上振动，则根据走坡法可得波沿x轴正向传播，B正确；从甲图中可得，根据公式可得图乙的周期是0.05s，C错误；若图乙的频率是20Hz，即根据公式可得，D错误；
考点：考查了横波图像，振动图像
【名师点睛】由波的传播方向判断甲图上质点的振动方向．根据振动图象t=0时刻质点的状态，在波动图象找出对应的质点，根据图象甲得出波长，再根据求解即可，在判断横波传播方向或者质点振动方向时，走坡法是一种常用的方法
20.【石景山区2016届第一学期期末考试试卷】一简谐横波在x轴上传播，t=0时的波形如图甲所示。x=8m处质点P的振动图线如图乙所示。下列说法正确的是
t/s
y/cm
1
0
0.2
2
3
4
乙
x/m
y/cm
2
0
0.2

4
6
8
P
甲
图6

A．这列波的波长为8m B．这列波的频率为2Hz
C．这列波的波速为4m/s D．这列波向左传播
【答案】D
【解析】

考点：振动与波。
【名师点睛】在振动与波的图像中，波长是两个波峰间的距离，周期是振动图像中的一个周期的时间，频率与周期的关系是倒数的关系，波的传播方向可由P点的振动方向和波形图共同确定。
21.【北京市西城区2016届高三第一学期期末试卷物理试题】关于机械振动和机械波，下列说法正确的是
A．有机械振动必有机械波 B．声音在空气中传播时是横波
C．在机械波的传播中质点并不随波迁移 D．质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上
【答案】C
【解析】
试题分析：有机械振动并不一定有机械波，如单个物体的振动，故选项A错误；声音在空气中传播时是纵波，选项B错误；在机械波的传播中质点并不随波迁移，而是上下振动，选项C正确；质点的振动方向与波的传播方向总是垂直的，选项D错误。
考点：机械振动和机械波。