专题机械振动和机械波(选修3-4)-高三名校物理试题解析分项汇编(新课标Ⅱ版)(第01期)(解析版)

（精心整理，诚意制作）专题14 机械振动和机械波（选修3-4）一、单项选择题1.【20xx·甘肃省兰州一中高三上学期期中考试理科综合】（5分）（单选）在学校运动场上5 0m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器．两个扬声器连续发出波长为5 m的声波．一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10m，在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为__________A．2B．4 C．6 D．8二、多项选择题2.【20xx·吉林省东北四校协作体高三联合考试理科综合】（6分）一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图所示，此时质点P恰在波峰，质点Q恰在平衡位置且向上振动。

再过0．2s，质点Q第一次到达波峰，则正确的是A．波沿x轴负方向传播B．波的传播速度为30m／s C．1s末质点P的位移为零D．质P的振动位移随时间变化的关系式为mtx)22sin(2.0ππ+=E．0至0．9s时间内P点通过的路程为O．9m3.【20xx·云南省玉溪一中高三上学期期中考试理综试题】某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示．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.【答案】①20②－64.【20xx·宁夏银川一中高三上学期第三次月考】（6分）如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m处，两列波的速度均为v＝0.4 m/s，两波源的振幅均为A＝2cm。

图示为t＝0时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x＝0.2m和x＝0.8 m的P、Q两质点刚开始振动。

质点M的平衡位置处于x＝0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（）（填正确答案标号。

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）浙江理综卷物理部分有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。

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专题16 机械振动和机械波一、单项选择题1、【2014•浙江省温州市高三上学期八校联考】如图所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在x ＝6 m处的质点从该时刻开始计时的振动图象，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是()A．这列波沿x轴的正方向传播B．这列波的波速是2 m/sC．a比b先回到平衡位置D．a、b两质点的振幅都是10 cm2. 【2014•浙江省丽水中学高三上学期10月月考】如图甲所示，S 点为振源，P 点距S 的距离为 r ，t=0时刻S 点由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P 点从t 1时刻开始振动的振动图像，则以下说法正确的是A ．t =0时刻振源S 的振动方向沿y 轴负方向B ．t 2时刻P 点振动速度最大，方向沿y 轴负方向C ．该简谐波的波长为r (t 2－ t 1)t 1D ．若波源停止振动，则P 点也马上停止振动二、多项选择题2．【2014•浙江省十二校高三下学期3月联考】关于机械振动和机械波，下列说法正确的是：( )A ．共振是受迫振动的一种特殊情况B ．机械波传播过程中，介质中的单个质点的能量是守恒的C ．当障碍物的尺寸比波长大时，就不能观察到明显的波的衍射现象D．如右图所示，频率恒定的声源按路线a→b→c→d→a逆时针做匀速圆周运动，观察者在圆心不动，则观察者接收到的声波频率始终与声源频率相同3、AD【解析】试题分析：物体在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动，当驱动力的周期等于物体的固有周期时，振幅最大，成为共振，所以A正确；机械波在传播的过程中不仅传播振动形式同时也传播能量，这种能量传递是通过质点间的相互作用力做功来实现的，所以B错误；当障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小时能观察到明显的衍射现象，相差不多可以不波长略大一点，所以C错误；生源在运动过程。

202x届高三物理一轮复习名校真题汇编选修3-4-1 机械振动和机械波1．〔X省成都外国语学校202x届高三月考理综卷〕以下说法正确的选项是〔〕A．质点做简谐运动，每二分之一周期内回复力做的功都等于零B ．质点做平抛运动，每秒内重力所做的功都相同X:学科网ZXXK]C．质点做匀速圆周运动，每秒内动量的变化都相同D．质点做自由落体运动，每秒内动能的增加量都相同1.A X:学。

科。

网Z。

X。

X。

K]2．〔X省师大附中202x届高三上学期期中考试〕如下列图，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中〔〕X:学+科+网]A．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C ．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度2.C3．〔X鄂州市202x届高三摸底考试理综卷〕如下列图，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。

假设在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则〔〕ⅠⅡxL LA．f1=2f2，v1=v2 B．f1=f2，v1=0.5v2C．f1=f2，v1=2v2 D．f1=0.5f2，v1=v23．C4．〔X省重点中学协作体202x届高三联考〕一列简谐横波以10m/s的速度沿x轴正方向传播，t = 0时刻这列波的波形如下列图。

则a质点的振动图象为〔〕X:学科网ZXXK]4.D5．〔X 省成都外国语学校202x 届高三月考理综卷〕一列简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形图如下列图，a 、b 、c 为三个质点，a 正向下运动。

以下推断正确的选项是A ．质点c 正在向左运动B ．质点b 的加速度方向向上C ．该时刻以后，质点b 比c 先回到平衡位置D ．质点b 正在匀减速运动X:学科网]5.B6．〔X 省师大附中202x 届高三上学期期中考试〕一简谐机械波沿x 轴正方向传播，周期为T ，波长为λ.假设在x ＝0处质点的振动图象如图甲所示，则该波在t ＝T /2时刻的波形曲线为乙图中的〔 〕6.A7．〔X 梧州、玉林202x 届高三联考理综卷〕一质点以坐标原点为中心位置在y 轴上做简谐运动，其振动图象如下列图，振动在介质中产生的简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为1m/s ，从t ＝0时刻开始经过0.2s 后此质点马上停止运动，则再经过0.3s 时的波形图是以下列图中的〔 〕A B C D 7.B8．〔X 省丹东市四校协作体202x 届高三摸底理综卷〕一列简谐波沿x 轴正方向传播，某时刻波形图如图甲所示，a 、b 、c 、d 是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置．如再过23个周期，其中某质点继续振动的图象如图乙所示，则该质点是〔 〕A ．a 处质点B ．b 处质点C ．c 处质点D ．d 处质点x/cm a bc 1 5甲乙8．D X:学§科§网]9. 〔X 陆川县中学202x 届高三段考理综卷〕如下列图，一列简谐横波在x 轴上传播，图甲和图乙分别为x 轴上a 、b 两质点的振动图象，且 x ab =6m 。

一、选择题 1．【2022·北京卷】如图所示，弹簧振子在M 、N 之间做简谐运动。

以平衡位置O 为原点，建立Ox 轴。

向右为x的轴的正方向。

若振子位于N 点时开头计时，则其振动图像为【答案】A【解析】由于向右为正方向，振子位于N 点时开头计时，所以0时刻位移为正，在正向最大位移处，将向左运动，即向负方向运动，故A 正确。

【考点定位】简谐振动图像【方法技巧】在考纲上简谐振动这一块要求同学能从振动图象上猎取信息，会求简谐运动的路程和位移，以及把握简谐运动的表达式sin x A t ωϕ=+（）。

2．【2022·天津卷】在均匀介质中坐标原点O 处有一波源做简谐运动，其表达式为π5sin()2y t =，它在介质中形成的简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x =12 m 处，波形图象如图所示，则A ．此后再经6 s 该波传播到x =24 m 处B ．M 点在此后第3 s 末的振动方向沿y 轴正方向C ．波源开头振动时的运动方向沿y 轴负方向D ．此后M 点第一次到达y =–3 m 处所需时间是2 s 【答案】AB【解析】波的周期T =4 s ，波长λ=8 m ，波速 2 m/s v Tλ==，则再经过6 s ，波传播的距离为x =vt =12 m ，【考点定位】机械波的传播、质点的振动【名师点睛】此题考查了质点的振动及机械波的传播；要知道质点振动一个周期，波向前传播一个波长的距离；各个质点的振动都是重复波源的振动，质点在自己平衡位置四周上下振动，而不随波迁移；能依据波形图及波的传播方向推断质点的振动方向。

3．【2022·四川卷】简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P 、Q 是传播方向上相距10 m 的两质点，波先传到P ，当波传到Q 开头计时，P 、Q 两质点的振动图像如图所示。

则A ．质点Q 开头振动的方向沿y 轴正方向B ．该波从P 传到Q 的时间可能为7 sC ．该波的传播速度可能为2 m/sD ．该波的波长可能为6 m【答案】AD【解析】由图线可知，质点Q 开头起振的方向沿y 轴正方向，选项A 正确；振动由P 向Q 传播，由图线可知T =6 s ，故振动从P 传到Q 的时间可能为(nT +4) s=v (6n +4) s ，（n =1、2、3、……），故不行能为7 s 选项B 错误；依据（nT +4）v =10 m 可得10m/s 64v n =+（n =1、2、3、……），故波速不行能为2 m/s ，选项C 错误；依据60m 64vT n λ==+，当n =1时，λ=6 m ，选项D 正确；故选AD 。

3.【20xx·江西省重点中学协作体第一次联考试题】（6分）下列关于光的说法中，正确的是。

（填正确答案标号，全部选对的得6分，选对但不全的得3分。

）A.19世纪60年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并指出光也是一种电磁波B.杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波C.如果光从介质a射向介质b发生了全反射，则光在介质a中的传播速度一定大于在介质b中的传播速度D.如果光射入和射出玻璃砖的两个平面是平行的，那么射出玻璃砖的光线相对于入射光来说产生了侧移，并且入射角越大侧移越大4.【20xx·湖南省××市高三第一次模拟试题】（6分） A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，某时刻的他们的波形分别如图甲、丙所示，经过时间t（t小于A波的周期T A），这两列简谐横波的波形分别变为图乙、丁所示，则A、B两列波的波速v A、v B之比可能的是。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A.1∶1B.3∶2C.1∶3D.3∶1E.1:55.【20xx·江西省重点中学联盟十校第一次联考试题】（6分）北京时间20xx年3月11日13时46分日本仙台以东地区发生里氏9.0级强烈地震，震源深度24km，地震随后引发10m高海啸，形成强大的波浪，向前推进，将沿海地带一一淹没，并于美国当地时间3月11日凌晨3时左右，抵达5700多公里以外的夏威夷群岛，造成至少3亿美元财产损失。

海啸在海洋的传播速度大约每小时500km到600km，是地震波传播速度的1/25左右。

下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母.选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分.每错1个扣3分，最低得分为0分）A．海啸波是机械波B．美国夏威夷发生的海啸是日本发生的地震，并将该处的海水传到了美国夏威夷而引起的C．可以利用地震波传播速度与海啸传播速度的差别造成的时间差进行海啸预警D. 海啸波沿+x轴方向传播，图中a点经1/4周期时将到达10m高的波峰处E. 海啸波的频率大约1.25Hz6.【20xx·湖北省黄冈中学高三上学期期末试题】（6分）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时的波形如图示，质点A与质点B相距1 m，A点速度沿y轴正方向；t＝0.02 s时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知（填入正确选项前的字母。

重庆理综卷物理部分有其特定的题命模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。

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专题16机械振动和机械波（选修3-4）（学生版）一、单项选择题1.【2013•重庆市铜梁中学高三（下）三月考试】【选修3-4】（6分）声波属于机械波。

下列有关声波的描述中正确的是A．同一列声波在各种介质中的波长是相同的B．声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快C．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射D．人能辨别不同乐器同时发生的声音，证明声波不会发生干涉2.【2014•重庆市荣昌中学高三上期期末训练】(6分)如图所示表示两列相干水波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为0.2m，波速为1m/s，在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为1cm，C点是相邻实线与虚线间的中点，则( )A．图示时刻A、B两点的竖直高度差为2cmB．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动C．F点到两波源的路程差为零D．经0.2s，A点的位移为零3.【2014•重庆市江北中学12月物理测试【选修3—4】(6分)如题11图1所示为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的图象，振源周期为1s．以下说法正确的是（）(仅有一个正确选项)A．质点b的振幅为0B．经过0.25s，质点b沿x轴正向移动0.5mC．从t=0时刻起，质点c比质点a先回到平衡位置D．在t=0时刻，质点a、c所受的回复力大小之比为1:2二、非选择题4.【2014•重庆市高三(上)期末一诊】【选修3-4】如题11图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定在竖直墙壁上，现在绳上每隔0.20m标记一个点，分别记为A、B、C、D、E…，拉着绳子的左端点A使其上下做简谐运动时，绳上便形成一列向右传播的简谐横波．若A点从平衡位置开始起振，且经0.2s第一次达到最大位移处，此时C点恰好开始振动．求：简谐振动周期和波的传播速度．。

高中物理学科测试试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一．单选题（共__小题）水平弹簧振子做简谐运动，如图所示．若以水平向右为坐标的正方向，振子向左经过平衡位置O点时开始计时，则振子的加速度随时间变化的图象，以下各图中正确的是（）A．B．C．D．如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象．已知甲、乙两个振子质量相等，则（）A．甲、乙两振子的振幅分别为2cm、1cmB．甲、乙两个振子的相位差总为πC．前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值D．第2秒末甲的加速度最大，乙的速度最大3．如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是（）A．甲、乙两摆的振幅之比为2：1B．t=2s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能最大C．甲、乙两球的摆长之比为4：1D．甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等4．如图是一个竖直悬挂的弹簧振子做简谐振动的振动的振动图象（x-t图），由图可推断，振动系统（）A．在t1到t3时刻振子的回复力力大于振子的重力B．在t3和t4时刻具有相等的总势能和相同的速度C．在t2和t5时刻具有正向最大加速度而速度为0D．在t4和t6时刻具有相同的速度和加速度在同一地点的两个单摆做简谐振动图象如图所示，则由图象可知，两单摆的（）A．摆长一定相等B．摆球质量一定相等C．摆动的最大偏角一定相等D．摆球同时改变速度方向如图所示，为甲、乙二人在同一实验室同时做单摆简谐振动的振动图象，在实验误差范围内，从图象可以知道（）A．两个摆球的摆长一定不相等B．两个摆球在平衡位置的速率一定相等C．甲单摆的振动方程为x甲=2sin tcmD．两个单摆不同相，甲比乙超前一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（）A．在t从0到2s时间内，弹簧振子做加速运动B．在t1=3s和t2=5s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反C．在t2=5s和t3=7s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D．在t从0到4s时间内，t=2s时刻弹簧振子所受回复力做功的功率最大二．多选题（共__小题）如图所示是单摆做阻尼运动的位移-时间图线，下列说法中正确的是（）A．摆球在P与N时刻的势能相等B．摆球在P与N时刻的动能相等C．摆球在P与N时刻的机械能相等D．摆球在P时刻的机械能大于N时刻的机械能9．一根张紧的水平弹性长绳上有A、B两点，相距14m，B点在A点的右方．一列简谐横波沿此长绳向右传播，当A点的位移达到正方向最大时，B点的位移恰好为零，且向下运动．经过1s后，A点的位移为零，且向下运动，而B点的位移恰好达到负方向最大，则这列简谐横波的波速可能为（）A．4m/s B．m/s C．10m/s D．14m/s10．一列简谐横波，某时刻的图象如图甲所示，从该时刻开始计时，质点A的振动图象如图乙所示，则（）A．波沿x轴负向传播B．质点P振幅比质点Q的大C．经过△t=0.2s，质点P通过的路程是2mD．质点Q比质点P先回到平衡位置如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin（2.5πt）m．t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下：t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小g=10m/s2．以下判断正确的是（）A．h=1.7mB．简谐运动的周期是0.8sC．0.6s内物块运动的路程是0.2mD．t=0.4s时，物块与小球运动方向相反12．一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知轴上x1=0处质点的振动图象如图甲所示，x2=1m 处的质点的振动图象如图乙所示，则此列波的波速可能是（）A．1000m/s B．m/s C．m/s D．m/s在光滑水平面上，有三条互相平行的不同材质的绳索，绳索的左端A、B、C齐平，EF、MN是分别与ABC平行的二条界线，且EA=EM．现让三条蝇索的左端同时沿水平面在ABC所在直线上开始振动，经一定时间后，两条绳索在MN界线处刚好起振，一条绳索在EF界线处刚好起振，如图所示．则下列说法正确的是（）A．A、B、C三列波的波速相等B．B波长最长，A、C波长一样C．B波频率最大，A、C波频率一样D．B波的波速是C波的二倍14．同一地点的甲、乙两单摆的振动图象如图所示，下列说法中正确的是（）A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲单摆的机械能比乙摆小C．两摆球先后经过平衡位置的时间间隔为D．两摆球先后经过平衡位置的时间间隔为15．一质点作简谐振动，振动图象如图所示，由图可知（）A．4s末速度为零，加速度为负向最大B．4s末振动系统的势能最大C．振动周期是5s，振幅是0.02mD．1s末，振动物体的速度为正向最大16．如图为某简谐运动图象，若t=0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是（）A．质点在0.7s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B．质点在1.5s时的位移最大，方向向左C．质点在1.2s到1.4s过程中，质点的位移在增加，方向向左D．质点在1.6s到1.8s过程中，质点的位移正在增大，方向向左三．简答题（共__小题）17．如图1所示是演示沙摆振动图象的实验装置，沙摆的摆动可看作简谐运动．用测力探头和计算机组成的实验装置来测定沙摆摆动过程中摆线受到的拉力（沙摆摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图2所示的F-t图象，那么：（1）此单摆的周期为______秒．（2）利用所给数据可算出此沙摆的摆长约为______m．（结果均保留二位有效数字，g取10m/s2，π2≈10）高中物理学科测试试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一．单选题（共__小题）水平弹簧振子做简谐运动，如图所示．若以水平向右为坐标的正方向，振子向左经过平衡位置O点时开始计时，则振子的加速度随时间变化的图象，以下各图中正确的是（）A．B．C．D．答案：B解析：解：根据题意，以水平向右为坐标的正方向，振子向左经过平衡位置O点时开始计时，根据简谐运动振子的加速度与位移的关系a=-，得到t=0时刻振子的加速度a=0，而且在前半个周期内加速度为正值．简谐运动的x-t图象是正弦曲线，则a-t图象也是正弦曲线．故B正确．故选B如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象．已知甲、乙两个振子质量相等，则（）A．甲、乙两振子的振幅分别为2cm、1cmB．甲、乙两个振子的相位差总为πC．前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值D．第2秒末甲的加速度最大，乙的速度最大答案：A解析：解：A、由图读出，两振子的振幅A甲=2cm，A乙=1cm，故A正确；B、两振子的频率不相等，相位差为一变量，故B错误；C、前2秒内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，故C错误；D、第2s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，故D错误；故选：A．3．如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是（）A．甲、乙两摆的振幅之比为2：1B．t=2s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能最大C．甲、乙两球的摆长之比为4：1D．甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等答案：A解析：解：A、由图知甲、乙两摆的振幅分别为2cm、1cm，振幅之比为2：1，故A正确；B、t=2s时，甲摆在平衡位置处，重力势能最小．乙摆在振动的最大位移处，动能为零，故B错误；C、由图知：甲、乙两球的周期之比为1：2，由单摆的周期公式T=2π，得到甲、乙两摆的摆长之比为1：4，故C错误；D、因摆球摆动的最大偏角未知，不能确定摆球在最低点时的向心加速度大小，故D错误；故选：A．4．如图是一个竖直悬挂的弹簧振子做简谐振动的振动的振动图象（x-t图），由图可推断，振动系统（）A．在t1到t3时刻振子的回复力力大于振子的重力B．在t3和t4时刻具有相等的总势能和相同的速度C．在t2和t5时刻具有正向最大加速度而速度为0D．在t4和t6时刻具有相同的速度和加速度答案：B解析：解：A、有图可知在t1和t3时刻位移相同，说明经过同一位置，且位移为正，若规定向下为正方向，此时恢复力向上，F=K△x-mg，不能判断恢复力和重力的关系，故A错误；B、在t3和t4时刻，偏离平衡位置的位移大小相等，则速度大小相等，动能大小相等，整个系统能量守恒，所以总势能相等；t3时刻靠近平衡位置，t4时刻远离平衡位置，所以速度方向相同，故B正确；C、在t2时刻具有负向最大加速度而速度为0，在t5时刻具有正向最大加速度而速度为0，故C错误；D、在t4和t6时刻偏离平衡位置的位移相同，加速度相同，速度大小相等，但是速度方向不同，故D错误；故选：B．在同一地点的两个单摆做简谐振动图象如图所示，则由图象可知，两单摆的（）A．摆长一定相等B．摆球质量一定相等C．摆动的最大偏角一定相等D．摆球同时改变速度方向答案：A解析：解：A、从单摆的位移时间图象可以看出两个单摆的周期相等，根据周期公式可知，两个单摆的摆长相等，故A正确；B、周期与摆球的质量无关，故B错误；C、由于摆长相等，而振幅不同，故最大摆角一定不等，故C错误；D、从图象可以看出，位移为零的时刻不同，故改变速度方向的时刻不同，故D错误；故选A．如图所示，为甲、乙二人在同一实验室同时做单摆简谐振动的振动图象，在实验误差范围内，从图象可以知道（）A．两个摆球的摆长一定不相等B．两个摆球在平衡位置的速率一定相等C．甲单摆的振动方程为x甲=2sin tcmD．两个单摆不同相，甲比乙超前答案：D解析：解：A、由图看出，两个单摆振动周期相等，都是4s，由单摆的周期T=2得知，摆长一定相等．故A错误．B、摆球在平衡位置的速率与振幅有关，摆长相等时，振幅越大，根据机械能守恒得知，速率越大．由图看出，两单摆的振幅不等，则两个摆球在平衡位置的速率一定不相等．故B错误．C、甲单摆的振动方程为x甲=Acos=2cos t cm．故C错误．D、两个单摆步调不同，即不同相，甲比乙超前．故D正确．故选：D一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（）A．在t从0到2s时间内，弹簧振子做加速运动B．在t1=3s和t2=5s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反C．在t2=5s和t3=7s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D．在t从0到4s时间内，t=2s时刻弹簧振子所受回复力做功的功率最大答案：C解析：解：A、在t从0到2s时间内，回复力逐渐变大，由F=-kx，知位移增大，说明振子逐渐远离平衡位置，做减速运动，故A错误；B、在t1=3s到t2=5s过程，回复力先减小为零后反向增加，说明先靠近平衡位置后远离平衡位置，故3s和5s速度方向相同；由于3s和5s回复力大小相等，故位移大小也相等，速度大小也相等，故B错误；C、在t1=5s和t1=7s时，回复力相等，根据公式F=-kx，位移相同，故C正确；D、在t从0到4s时间内，t=2s时刻弹簧振子速度为零，根据P=Fv，功率为零，故D错误；故选：C．二．多选题（共__小题）如图所示是单摆做阻尼运动的位移-时间图线，下列说法中正确的是（）A．摆球在P与N时刻的势能相等B．摆球在P与N时刻的动能相等C．摆球在P与N时刻的机械能相等D．摆球在P时刻的机械能大于N时刻的机械能答案：AD解析：解：A、摆球在P与N时刻位移相等即单摆所处高度相同，则重力势能相同，故A正确；B、由于阻力影响，单摆要克服阻力做功，在运动过程中机械能一直逐渐减小，故N时刻的机械能小于P时刻的机械能，而两点重力势能相等，则N时刻的动能小于P时刻的动能，B 错误C错误D正确；故选：AD．9．一根张紧的水平弹性长绳上有A、B两点，相距14m，B点在A点的右方．一列简谐横波沿此长绳向右传播，当A点的位移达到正方向最大时，B点的位移恰好为零，且向下运动．经过1s后，A点的位移为零，且向下运动，而B点的位移恰好达到负方向最大，则这列简谐横波的波速可能为（）A．4m/s B．m/s C．10m/s D．14m/s答案：BC解析：解：由题，当a点的位移达到正极大值时，b点的位移恰为0，且向下运动，得到x ab=（n+）λ，n=0，1，2，…根据题意，经过1s后，a点的位移为0，且向下运动，而b点的位移恰达到负极大值，则有t=（k+）T，k=0，1，2，…．则得到波长λ=，T=，波速v==m/s当n=0，k=0时，v=m/s；当n=1，k=1时，v=10m/s；当n=1，k=0时，v=2m/s；由于n，k都是整数，v不可能等于14m/s和4m/s．故BC正确；故选：BC．10．一列简谐横波，某时刻的图象如图甲所示，从该时刻开始计时，质点A的振动图象如图乙所示，则（）A．波沿x轴负向传播B．质点P振幅比质点Q的大C．经过△t=0.2s，质点P通过的路程是2mD．质点Q比质点P先回到平衡位置答案：AD解析：解：A、由乙图知，t=0质点A的位移为零，向上振动，故在甲图中，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，故A正确；B、振幅是指质点偏离平衡位置的最大位移，简谐横波传播过程中，波上所有振动质点的振幅都是相等的，故B错误；C、由乙图知，周期T=0.8s，△t=0.2s=T，由于此刻P点正向下运动，速度减小，则经过△t=0.2 s，质点通过的路程是S＜A=2m，故C错误；D、由“上下坡”法知t=0时质点P正向下振动，质点Q位于波谷，故Q先比P回到平衡位置，故D正确．故选：AD．如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin（2.5πt）m．t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下：t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小g=10m/s2．以下判断正确的是（）A．h=1.7mB．简谐运动的周期是0.8sC．0.6s内物块运动的路程是0.2mD．t=0.4s时，物块与小球运动方向相反答案：AB解析：解：A、由振动方程式可得，t=0.6s物体的位移为y=0.1sin（2.5π×0.6）=-0.1m；则对小球有：h+=gt2解得h=1.7m；故A正确；B、由公式可知，简谐运动的周期T===0.8s；故B正确；C、振幅为0.1m；故0.6s内物块运动的路程为3A=0.3m；故C错误；D、t=0.4s=，此时物体在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，故D错误；故选：AB．12．一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知轴上x1=0处质点的振动图象如图甲所示，x2=1m 处的质点的振动图象如图乙所示，则此列波的波速可能是（）A．1000m/s B．m/s C．m/s D．m/s答案：BCD解析：解：由题，T=0.004s，x2-x1=（n+）λ，（n=0，1，2，…）故波速：v===m/s，（n=0，1，2，…）当n=0时，v=m/s当n=1时，v=m/s当n=24时，v=m/s而v=1000m/s时，n为非整数，不可能．故选：BCD在光滑水平面上，有三条互相平行的不同材质的绳索，绳索的左端A、B、C齐平，EF、MN是分别与ABC平行的二条界线，且EA=EM．现让三条蝇索的左端同时沿水平面在ABC所在直线上开始振动，经一定时间后，两条绳索在MN界线处刚好起振，一条绳索在EF界线处刚好起振，如图所示．则下列说法正确的是（）A．A、B、C三列波的波速相等B．B波长最长，A、C波长一样C．B波频率最大，A、C波频率一样D．B波的波速是C波的二倍答案：BD解析：解：AD、由图可以看出AB相同时间内传播的距离相等，C传播的距离为AB的一半，故AB 波速相等，C的波速为AB的一半，A错误，D正确；B、由图中的波形图可以看出B波长最长，AC波长一样，B正确；C、设λA=λ=λC，则λB=λ设v A=v B=v，则v C=v由λ=得：f=，则f A=，f B=，f C==2，可见AC频率不一样大，C错误；故选：BD．14．同一地点的甲、乙两单摆的振动图象如图所示，下列说法中正确的是（）A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲单摆的机械能比乙摆小C．两摆球先后经过平衡位置的时间间隔为D．两摆球先后经过平衡位置的时间间隔为答案：AD解析：解：A、由图看出，两单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式T=2π得知，甲、乙两单摆的摆长L相等．故A正确．B、尽管两摆的摆长和振幅相等，但由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小．故B错误．C、D、摆球经过平衡位置时刻位移为零，由图象读出两摆球先后经过平衡位置的时间间隔为，故C错误，D正确；故选：AD．15．一质点作简谐振动，振动图象如图所示，由图可知（）A．4s末速度为零，加速度为负向最大B．4s末振动系统的势能最大C．振动周期是5s，振幅是0.02mD．1s末，振动物体的速度为正向最大答案：AB解析：解：AB、4s末质点的位移为正向最大，根据a=-知，加速度为负向最大；此时速度为零，所以机械能最大，故该时刻振动系统的势能最大，故AB正确；C、由图知，振动周期为T=4s，振幅为A=0.02m．故C错误．D、1s末图象切线斜率为负值，说明速度为负向，且最大，故D错误．故选：AB16．如图为某简谐运动图象，若t=0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是（）A．质点在0.7s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B．质点在1.5s时的位移最大，方向向左C．质点在1.2s到1.4s过程中，质点的位移在增加，方向向左D．质点在1.6s到1.8s过程中，质点的位移正在增大，方向向左答案：BC解析：解：由题：t=0时，质点正经过O点向b运动，说明向右的位移为正．A、质点在0.7s时的位移是正值，说明位移向右，位移在减小，则知质点正靠近平衡位置，故A错误．B、由图看出，质点在1.5s时的位移最大，为负值，说明位移方向向左．故B正确．C、质点在1.2s到1.4s过程中，质点的位移在增加，位移为负值，说明位移向左，故C正确．D、质点在1.6s到1.8s过程中，质点的位移正在减小，位移为负值，说明位移向左，故D错误．故选：BC三．简答题（共__小题）17．如图1所示是演示沙摆振动图象的实验装置，沙摆的摆动可看作简谐运动．用测力探头和计算机组成的实验装置来测定沙摆摆动过程中摆线受到的拉力（沙摆摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图2所示的F-t图象，那么：（1）此单摆的周期为______秒．（2）利用所给数据可算出此沙摆的摆长约为______m．（结果均保留二位有效数字，g取10m/s2，π2≈10）解析：解：（1）由F-t图象得到：拉力F的周期为T F=1.4s-1.0s=0.4s，则单摆的周期为T=0.8s．（2）根据单摆的周期公式T=2得，沙摆的摆长L===0.16m．故答案为：（1）0.80；（2）0.16。

专题12 机械振动和机械波（选修3-4）1.【2018·浙江卷】下列说法正确的是（）A.机械波的振幅与波源无关B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定C.物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D.动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关2.【2018·浙江卷】一位游客在千岛湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。

可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。

当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。

地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。

在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（）A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s3．【2018·天津卷】平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s ，平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着，P 、Q 的x 轴坐标分别为m 3m 5.3-==Q P x x 、，当S 位移为负且向－y 方向运动时，P 、Q 两质点的A ．位移方向相同、速度方向相反B ．位移方向相同、速度方向相同C ．位移方向相反、速度方向相反D ．位移方向相反、速度方向相同4.【2018·安徽卷】在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律。

法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。

已知单摆摆长为l ，引力常量为G ，地球质量为M ，摆球到地心的距离为r ，则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为（ ） A. l GM r T π2= B. GM l r T π2= C. l GM r T π2= D. GMrl T π2= 【答案】B5.【2018·山东卷】一列简谐横波沿直线传播。

学案18选修3－4机械振动和机械波光【考情分析】【考点预测】机械振动、机械波和光是每年高考必考的内容．纵观近几年的高考，高考对该部分知识点的考查体现在以下几个方面：波动图象与波速公式的综合应用、波动图象与振动图象的结合、光的折射、光的全反射、光的折射率的测定和光的波长的测定．预计2014年高考对此部分的考查仍以上述知识为主，复习时要加强对基本概念、规律的理解、抓住简谐运动和振动图象、波的传播和波动图象、光的折射和全反射三条主线，强化典型题目的训练，掌握其分析、求解的思路和方法．考题1对机械振动和机械波的考查例1如图1甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象．下列说法正确的是()图1A．这列波的传播方向是沿x轴正方向B．这列波的传播速度是20 m/sC．经过0.15 s，质点P沿x轴正方向传播了3 mD．经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向E．经过0.35 s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离审题突破 ①由P 点的振动图象确定P 的振动方向和振动周期．②由波动图象结合振动图象确定波长和波速．解析 由质点P 的振动图象可知，该波沿x 轴正方向传播，A 正确；v ＝λT ＝40.2 m/s ＝20 m/s ，B 正确；质点不随波迁移，C 错；经过0.1 s ＝12T ，质点Q 的运动方向沿y 轴负方向，故D 错误；经过0.35 s ＝134T ，质点P 到达波峰，而质点Q 在波谷以上某处且在x 轴下方，故E 正确． 答案 ABE 规律总结1． 振动图象和波动图象的比较[来源:](1)已知波的传播方向判断质点的振动方向(2)已知质点的振动方向判断波的传播方向当已知质点振动方向判断波的传播方向时，仍应用上述方法，只不过是上述方法的逆向思维．突破练习1．一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t＝0时刻的波形如图2所示．此时平衡位置位于x＝3 m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为x a＝2.5 m，x b ＝5.5 m，则()[来源:学*科*网Z*X*X*K]图2A．当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷B．t＝T/4时，a质点正在向y轴负方向运动C．t＝3T/4时，a质点正在向y轴负方向运动D．在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同答案 C解析由题图可以看出波长为4 m，t＝0时刻x＝3 m处的质点向上振动，可得该波向左传播．将整个波形图向左平移1.5 m时，a质点到达波峰，此时b质点正好在平衡位置，A错；将图象整体向左平移1 m，即波传播T/4时，a质点的振动状态与t＝0时刻平衡位置在3.5 m处的质点振动状态一样，即处在平衡位置上方并向y轴正方向运动，B错；将图象整体向左平移3 m，即波传播3T/4时，a质点的振动状态与t＝0时刻平衡位置在5.5 m处的b质点的振动状态一样，即处在平衡位置下方并向y轴负方向运动，C对；a、b质点相隔3 m，即相差3T/4，不可能出现位移和速度相同的情况，故D错．2．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时波形图如图3中实线所示，此时波刚好传到P 点，t＝0.6 s时恰好传到Q点，波形如图中虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，下列说法正确的是()图3[来源:Z,xx,]A．当t＝0.6 s质点a速度沿y轴负方向B．质点P在这段时间内沿x轴正方向移动了30 mC．质点c在这段时间内通过的路程为30 cmD ．当t ＝0.5 s 时，质点b 、P 的位移相同 答案 D解析 由题意知波是沿x 轴正方向传播的，则每个质点的振动状态都落后于其左侧相邻质点的振动，即其左侧相邻质点此时的位置即为该质点下一时刻即将到达的位置，因t ＝0.6 s 时，质点a 左侧相邻质点处于a 质点上方，故质点a 此时必向上振动，A 错误．波动的过程是振动状态向前传播的过程，介质中的质点只是在各自的平衡位置上下做简谐运动，并不随波向前传播，B 错误．由于t ＝0.6 s 时波前位于质点c 右侧半个波长处，可知质点c 已经振动了半个周期，则其通过的路程为20 cm ，故C 错误．因在0.6 s 时间内波向前传播了3/4波长的距离，可知波的周期T ＝0.8 s ．当t ＝0.5 s 时，波向前传播了5/8个波长的距离，即此时每个质点的位移与其左侧相距Δx ＝58λ＝25 m 处的质点在t ＝0时的位移相同，由题图知质点b 、P 左侧25 m 处两质点在t ＝0时恰好位于同一波谷左右两侧对称位置上，位移相等，故t ＝0.5 s 时b 、P 两质点的位移也必相等，D 正确．3． 如图4所示，一列简谐横波沿x 轴传播，t 1时刻波形为图中实线所示，t 2时刻波形如图中虚线所示．已知Δt ＝t 2－t 1＝0.5 s ，且3T <Δt <4T .图4(1)如果波向右传播，波速多大？(2)如果波向左传播，在这段时间内质点O 运动的路程是多大？ 答案 (1)26 m/s (2)300 cm解析 (1)由题图可知：λ＝4 m ，A ＝20 cm 如果波向右传播：314T ＝0.5 sv ＝λT v ＝26 m/s(2)如果波向左传播，则质点O 运动了n ＝334个周期质点O 运动的路程s ＝4nA ＝300 cm 考题2 对光的折射、全反射的考查例2 (2013·天津·8)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图5，O 点为圆心，OO ′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN .由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点，入射光线与OO ′夹角θ较小时，光屏NQ 区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则( )图5A ．玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大 B ．A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的大C ．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑D ．β＜θ＜π2时，光屏上只有1个光斑审题突破 ①光恰好发生全反射时满足sin θ＝1n .②光屏PQ 上的光斑有折射光线和反射光线照射的光斑．解析 当入射角θ逐渐增大时，A 光斑先消失，说明玻璃对A 光的 折射率大于对B 光的折射率(n A ＞n B )，所以νA ＞νB ，v A ＜v B ，选项A 正确，B 错误．当A 光、B 光都发生全反射时，光屏上只有1个光 斑，选项C 错误，D 正确． 答案 AD[来源:学科网] 技巧方法光的折射和全反射问题的解题技巧1． 在解决光的折射问题时，应先根据题意分析光路，即画出光路图，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解，找出临界光线往往是解题的关键．2． 分析全反射问题时，先确定光是否由光密介质进入光疏介质、入射角是否大于临界角，若不符合全反射的条件，则再由折射定律和反射定律确定光的传播情况．3． 在处理光的折射和全反射类型的题目时，根据折射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是基础，利用几何关系、折射定律是关键． 突破练习4． 如图6所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC ，∠A ＝30°，它对红光的折射率为n 1，对紫光的折射率为n 2，在距AC 边d 处有一与AC 平行的光屏，现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB 边射入棱镜．图6(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度之比为多少？(2)若两种色光都能从AC 面射出，求在光屏MN 上两光点的距离． 答案 (1)n 2n 1 (2)d (n 24－n 22－n 14－n 21) 解析 (1)v 红＝c n 1，v 紫＝c n 2所以v 红v 紫＝n 2n 1(2)画出两种色光通过棱镜的光路图，如图所示，由几何关系知i ＝30°， 由图得 sin r 1sin 30°＝n 1 sin r 2sin 30°＝n 2x ＝d (tan r 2－tan r 1)＝d (n 24－n 22－n 14－n 21)5． (2013·重庆·11(2))利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度．在图7所示的光路中，A 为激光的出射点，O 为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO 过半圆顶点．若某条从A 点发出的与AO 成α角的光线，以入射角i 入射到半圆弧上，出射光线平行于AO ，求此玻璃的折射率．图7答案sin isin (i －α)解析 如图所示，由几何关系知： i ＝α＋r 所以r ＝i －α所以此玻璃的折射率n ＝sin i sin r ＝sin isin (i －α)考题3 对光的本性和光学实验的考查例3 (2012·天津·6)半圆形玻璃砖横截面如图8所示，AB 为直径，O 点为圆心．在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖，两入射点到O 的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a 、b 两束光( )图8A ．在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较大B ．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大C ．若a 光照射某金属表面能发生光电效应，则b 光也一定能D ．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大解析 由题图可知，b 光发生了全反射，a 光没有发生全反射，即a 光发生全反射的临界角C a 大于b 光发生全反射的临界角C b ，根据sin C ＝1n ，知a 光的折射率较小，即n a <n b ，根据n ＝c v ，知v a >v b ，选项A 正确；根据n ＝sin θ1sin θ2，当θ1相等时，θ2a >θ2b ，选项B 错误；光的折射率越大，频率越高，波长越小，即νa <νb ，λa >λb ，因此a 光照射金属表面时能发生光电效应，则b 光也一定能，选项C 正确；根据条纹间距公式Δx ＝ld λ知，通过同一装置时a 光的相邻亮条纹间距较大，选项D 正确． 答案 ACD例4(2012·浙江·21)在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图9所示．图9(1)在图10中画出完整的光路图：图10(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(保留3位有效数字)．(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图11所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(填“A”或“B”)．图11解析(1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点并延长，与玻璃砖边分别相交，标出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖中的传播方向．光路图如图所示．(2)设方格纸上正方形的边长为1，光线的入射角为θ1，折射角为θ2，则sin θ1＝5.3 5.32＋42＝0.798，sin θ2＝2.22.22＋3.62＝0.521所以该玻璃砖的折射率n＝sin θ1sin θ2＝0.7980.521＝1.53(3)由题图可知，光线P1P2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P3和A.答案(1)见解析图(2)1.53(说明：±0.03范围内都可)(3)A突破练习6．对图12所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断准确无误的是()图12A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则是亮纹D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹答案BC解析甲图是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A错．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D错．7．下列说法正确的是() A．光纤通信的工作原理是全反射的原理，具有容量大、抗干扰性强等优点B．自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光C．经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度D．紫外线比红外线更容易发生衍射现象答案ABC解析根据光学常识可知选项A、B正确；红光的波长比绿光的波长长，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝ldλ可知，经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度，选项C正确；衍射现象的明显程度与缝的宽度(或障碍物的尺寸)和光的波长有关，缝越窄(或障碍物的尺寸越小)，波长越长，衍射现象越明显，与红外线相比，紫外线的波长更短，更不容易发生衍射现象，选项D错误．8．(2012·福建·19(1))在“双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图13所示)：图13①下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝an－1②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图14所示，其示数为______mm.图14答案①A②1.970解析①放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误．②按读数规则，读出示数为：1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.例5(2013·全国新课标Ⅱ·34(2)) (10分)如图15，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A ＝30°，∠B＝60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出，若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等．图15(i)求三棱镜的折射率．(ii)在三棱镜的AC边是否有光线透出，写出分析过程．(不考虑多次反射)解析(ⅰ)光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点．设光线在P 点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r′、折射角依题意也为i，由几何关系知i＝60°①由折射定律有sin i＝n sin r ②n sin r′＝sin i ③由②③式得r＝r′④OO′为过M点的法线，∠C为直角，OO′∥AC.由几何关系有∠MNC＝r′⑤由反射定律可知∠PNA＝∠MNC ⑥联立④⑤⑥式得∠PNA＝r ⑦由几何关系得r＝30°⑧联立①②⑧式得n＝3⑨(ⅱ)设在N点的入射角为i′，由几何关系得i′＝60°⑩此三棱镜的全反射临界角满足n sin C＝1 ⑪由⑨⑩⑪式得i′＞C此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出．答案见解析评分细则 1.第(ⅰ)问7分．a.写出①②③④式给3分，用其他方式求解，结果正确的，同样给分．若考生没有画出光路图，字母表达意思不清楚，思维混乱，不给分．b．写出⑤⑥⑦⑧⑨式给4分．用其他方式求解，结果正确的，同样给分．c．若考生没有写出关于r的求解过程，但能够正确地画出光路图，说明利用几何关系求得r＝30°，并写出公式n＝sin isin r＝3，同样给分．若考生没有写出r的求解过程，也没有正确地画出光路图，虽然写出了r＝30°，且写出公式n＝sin isin r＝3，但只能给2分．2．第(ⅱ)问3分．a．写出入射角的大小，给1分．利用⑪式求出临界角的大小，给1分．由入射角和临界角的大小关系得出结论，给1分．b．没有进行比较，而是直接给出结论的，不给分．知识专题练训练18[来源:Z§xx§]1．(1)如图1所示是用双缝干涉测光波波长的实验装置示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是()图1A．增大③和④之间的距离B．增大④和⑤之间的距离C．将绿色滤光片改成红色滤光片D．增大双缝之间的距离(2)一列简谐横波由质点A向质点B传播，已知A、B两点相距4 m，这列波的波长大于2 m而小于20 m．如图2甲、乙表示在波的传播过程中A、B两质点的振动图象．求波的传播速度．图2答案 (1)BC (2)403 m/s 或407 m/s解析 (2)由振动图象读出T ＝0.4 s.分析图象可知：t ＝0时刻，质点A 位于＋y 方向最大位移处，而质点B 则正经过平衡位置向－y 方向运动．所以A 、B 间距4 m ＝⎝⎛⎭⎫n ＋34λ，λ＝16(4n ＋3) m ，其中n ＝0,1,2，…因为这列波的波长大于2 m 而小于20 m ，所以n 有0、1两个可能的取值． 即λ1＝163 m ，λ2＝167m因v ＝λT ，所以v ＝403 m/s 或407m/s2． (1)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时O 点沿y 轴正方向振动，t ＝0.2 s 的波形如图3所示，此时x ＝2 m 处的质点第1次到达波峰．图3①此时O 点的振动方向； ②求波速．(2)如图4所示，14圆形玻璃砖放在水平桌面上，圆心为O ，半径为R ，激光束垂直OB射向玻璃砖，入射点在C 点时，出射光线过水平桌面上的D 点，已知OC ＝R2，OD ＝3R .求：图4①该玻璃砖的折射率；②要使A 点右侧桌面光斑消失，入射点应向哪端移动． 答案 (1)①沿y 轴负方向 ②20 m/s (2)①3 ②向上移动 解析 (1)①沿y 轴负方向②x ＝2 m 处的质点第1次到达波峰，可知t ＝12T ＝0.2 s波速为v ＝λT ，由题图知λ＝8 m[来源:学科网ZXXK]解得：v ＝20 m/s(2)①入射点在C 点时，sin i ＝OC R ＝12，i ＝30° r ＝i ＋∠Dtan ∠D ＝R2OD －R cos 30°＝33，∠D ＝30°，r ＝60°n ＝sin rsin i＝ 3②当入射点向上移动时，光在AB 弧面上的入射角增大，大于或等于临界角时发生全反射，A 点右侧桌面光斑消失．3． (1)一列简谐横波在t ＝0时刻波形图如图5所示．介质中x ＝2 m 处的质点P 沿y 轴方向做简谐运动的表达式为y ＝10sin 5πt cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是 ()图5A ．振幅为20 cm B．传播方向沿x 轴负向C ．P 点第一次回到平衡位置的时刻为0.2 sD ．传播速度为10 m/s(2)如图6所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．求此玻璃的折射率．图6答案 (1)CD (2) 3解析 (1)由已知条件可知该横波的振幅为10 cm ，波长为4 m ，角速度为5π rad/s ，故周期为0.4 s ，波速为10 m/s.P 点的起振方向沿y 轴正方向，故波沿x 轴正方向传播．P 点第一次回到平衡位置的时间为半个周期(0.2 s)，故选项A 、B 错误，C 、D 正确． (2)作出光线在玻璃球内的光路图，如图所示．A 、C 为折射点，B 为反射点，作OD 平行于入射光线，故∠AOD ＝∠COD ＝60° 所以∠OAB ＝30°此玻璃的折射率n ＝sin 60°sin 30°＝ 34． (1)一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a 、b .已知a光的频率小于b 光的频率，下列光路图正确的是( )(2)如图7所示，S 1、S 2是同一种介质中相距4 m 的两个波源，其在垂直纸面方向振动的周期分别为T 1＝0.8 s 和T 2＝0.4 s ，振幅分别为A 1＝2 cm 和A 2＝1 cm ，在介质中形成的机械波的波速为v ＝5 m/s.S 是介质中一质点，它到S 1的距离为3 m ，且SS 1⊥S 1S 2，在t ＝0时刻，S 1、S 2同时开始垂直纸面向外振动，试求：图7①S 1、S 2在t ＝0时的振动传到S 质点的时间差； ②t ＝10 s 时质点S 离开平衡位置的位移大小． 答案 (1)D (2)①0.4 s ②2 cm解析 (2)①由题意可知SS 2＝5 m[来源:学&科&网] 从t ＝0时刻开始，S 1的振动传到S 质点所用的时间为： t 1＝SS 1v ＝0.6 s从t ＝0时刻开始，S 2的振动传到S 质点所用的时间为： t 2＝SS 2v ＝1 sS 1、S 2在t ＝0时的振动传到S 质点的时间差： Δt ＝t 2－t 1＝0.4 s②t ＝10 s 时质点S 按S 1的振动规律已经振动了： Δt 1＝t －t 1＝9.4 s ＝(11＋34)T 1即t ＝10 s 时S 1引起质点S 的位移大小为： x 1＝A 1＝2 cmt ＝10 s 时质点S 按S 2的振动规律已经振动了：Δt 2＝t －t 2＝9 s ＝(22＋12)T 2即t ＝10 s 时S 2引起质点S 的位移为x 2＝0t ＝10 s 时质点S 离开平衡位置的位移为S 1和S 2分别引起质点S 位移的矢量和，所以可得： x ＝2 cm5． (1)近年来全球地震频发已引起全球的高度关注．某实验室一种简易地震仪，如图8所示，由竖直弹簧振子P 和水平弹簧振子H 组成．在某次地震中同一震源产生的地震横波和地震纵波的波长分别为10 km 和20 km ，频率为0.5 Hz.假设该地震波的震源恰好处在地震仪的正下方，观察两振子相差5 s 开始振动，则地震仪中的两个弹簧振子振动的频率等于________．地震仪的竖直弹簧振子P 先开始振动，震源距地震仪约________．图8(2)“光纤之父”高锟获得2009年诺贝尔物理学奖的理由为“在光学通信领域光在光纤中传输方面所取得的开创性成就”．某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向传输信号，能达到有线制导作用，光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图9所示，为保证从光纤一端入射的光信号不会通过包层“泄漏”出去，光在光纤内部由纤芯射向纤芯与包层的界面时须发生________，故纤芯的折射率一定________(填“大于”、“小于”或“等于”)包层的折射率．若已知某光纤纤芯的折射率为n ，光纤总长度为L ，且暴露在空气中．光从光纤一端以某一角度入射时，恰好能使入射的光信号无“泄露”，求光在光纤内部传播所需要的时间(已知光在真空中的传播速度为c )．图9答案 (1)0.5 Hz 50 km (2)全反射 大于 n 2L /c解析 (1)当地震波的频率与弹簧振子的频率相同时发生共振，所以弹簧振子的频率为0.5 Hz ，距离震源的距离：x ＝(20－10)×5 km ＝50 km.(2)当光在纤芯与包层的界面发生全反射时，光信号不会泄露出去；而发生全反射的条件是从折射率大的介质进入折射率小的介质；光在光纤中的速度v ＝cn ，设临界角为C ，则sin C ＝1n ，由运动学公式L ＝v t sin C ＝c n ·t ·1n ，所以t ＝n 2Lc.6． (1)一列简谐横波沿x 轴负方向传播．图10甲是t ＝1 s 时的波形图，图乙是该列波中某振动质点的振动图象，求： ①该波的传播速度．②图甲中x ＝5 m 处的质点在振动过程中的位移随时间变化的关系式(不要求推导过程)．图10(2)有一折射率为n 的长方体玻璃砖ABCD ，其周围是空气，如图11所示．当入射光线从它的AB 面以入射角α射入时，图11[来源:学+科+网]①要使光线在BC 面发生全反射，证明入射角应满足的条件是sin α≤n 2－1.(BC 面足够长)②如果对于任意入射角(α≠0°且α<90°)的光线都能在BC 面发生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？答案 (1)①1 m/s ②y ＝－2sin π2t m (2)①见解析 ②n ≥ 2解析 (1)①由题图甲知λ＝4 m 由题图乙知T ＝4 s 故v ＝λT＝1 m/s②由题图甲及图乙知所求关系式为y ＝－2sin π2t m(2)①如图所示，要使光线在BC 面发生全反射，首先应满足： sin β≥1n式中β为光线射到BC 面时的入射角．由折射定律有： sin αsin (90°－β)＝nsin 2 β＋cos 2 β＝1联立解得[来源:] sin α≤n 2－1②如果对于任意入射角的光线都能在BC面发生全反射，即0°<α<90°时，进入玻璃砖的光线都能在BC面发生全反射，则只有当n2－1≥1才能满足上述条件，故n≥ 2. 7．(1)如图12所示，S为波源，其频率为100 Hz，所产生的简谐横波沿直线同时向左、右传播，波速为80 m/s，该波的波长为________；P、Q是波传播途径中的两点，已知SP ＝4.2 m，SQ＝1.4 m，则当S经过平衡位置并向上运动时，P在________，Q在________(填“波峰”、“波谷”或“平衡位置”)．图12(2)如图13所示，用折射率为2的透明物质做成内、外半径分别为r a＝0.10 m、r b＝0.20m的空心球，内表面涂上能完全吸光的物质，不考虑光在介质内部传播时的反射光线．问：图13①当一束平行光射向此球时，有一部分光被吸光物质吸收掉，求平行入射光束中的这部分光的横截面积？②增大涂有吸光物质的内表面的半径，使得进入此球的光全部被吸光物质吸收，则内表面的半径应该变为多大？答案(1)0.8 m波谷波峰(2)①6.28×10－2 m2②210m解析(2)①不被内球吸收的边界光线是与内圆相切的光线AB，如图甲被吸收掉的光束面积为：S＝πR2根据折射定律得：n＝sin isin r 根据几何关系得：R＝r b sin ir a＝r b sin r联立解得：S ＝πn 2r 2a ＝6.28×10－2 m 2②当内径增大后，射向该球的上方边界光线折射后与内圆相切的光线为A ′B ′，如图乙根据折射定律得：n ＝sin i sin C其中i ＝90°根据几何关系得：r a ′＝r b sin C联立解得r a ′＝r b n ＝210m 8． (1)波速相等的两列简谐横波都沿x 轴正方向传播，某时刻波的图象分别如图14甲、乙所示，其中P 、Q 处的质点均处于波峰，关于这两列波，下列说法正确的是 ( )图14A ．P 、Q 、M 处质点的振幅均为10 cmB ．甲波中P 处质点比M 处质点先回到平衡位置C ．乙波更容易观察到明显的衍射现象D ．如果这两列波相遇可能发生稳定的干涉图样(2)某种材料的三棱镜面ABC 如图15所示，底边BC 水平且镀银，其中∠A ＝90°，∠B ＝60°，一束竖直向下的光束从AB 边上的M 点入射，经过BC 面反射后，从AC 边上的N 点平行于BC 边射出，且MN 连线平行于BC .图15求：①光线在M 点的折射角；②三棱镜的折射率．(可用根式表示)答案 (1)ABC (2)①15° ②6＋322解析 (1)介质中各质点的振幅都相等．A 正确；由于波沿x 轴正方向传播，所以甲波中P 处质点比M 处质点先回到平衡位置，B 正确．波长越长，越容易观察到明显的衍射现象，C 正确；由于两波的频率不同，所以这两列波相遇不能发生稳定的干涉图样，D 错误．(2)光路图如图所示因为∠A ＝90°，∠B ＝60°，∠C ＝30°由几何关系可得∠1＝∠2＝60°∠NMQ ＝30°，∠MNQ ＝60°根据折射定律，可得：∠PMQ ＝∠PNQ根据反射定律，可得：∠PMN ＝∠PNM即为∠NMQ ＋∠PMQ ＝∠MNQ －∠PNQ可知，折射角∠PMQ ＝15°则折射率为n ＝sin 60°sin 15°＝6＋322。

（精心整理，诚意制作）1.【20xx·浙江卷】下列说法正确的是（）A.机械波的振幅与波源无关B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定C.物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D.动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关2.【20xx·浙江卷】一位游客在千岛湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。

可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。

当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。

地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。

在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（）A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s3．【20xx·天津卷】平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动，产生频率为50Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s ，平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着，P 、Q 的x 轴坐标分别为m3m 5.3-==Q P x x 、，当S 位移为负且向－y 方向运动时，P 、Q 两质点的A ．位移方向相同、速度方向相反B ．位移方向相同、速度方向相同C ．位移方向相反、速度方向相反D ．位移方向相反、速度方向相同4.【20xx·安徽卷】在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律。

法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。

已知单摆摆长为l ，引力常量为G ，地球质量为M ，摆球到地心的距离为r ，则单摆振动周期T 与学科网距离r 的关系式为（ ）A.l GMrT π2= B. GMlrT π2= C. l GM rT π2=D. GM rlT π2=【答案】B5.【20xx·山东卷】一列简谐横波沿直线传播。

以波源O 为平衡位置开始振动为计时零点，质点A 的振动图象如图所示，已知O 、A 的平衡位置相距0.9m ，以下判断正确的是 。

1．【2022 ·X 卷】手持较长软绳端点O 以周期T 在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。

绳上有另一质点P ，且O 、P 的平衡位置间距为L 。

t =0时，O 位于X 点，P 的位移恰好为零，速度方向竖直向上，以下推断正确的选项是A ．该简谐波是纵波B ．该简谐波的最大波长为2LC ．8T t =时，P 在平衡位置上方D ．38T t =时，P 的速度方向竖直向上 【答案】C【学科网考点定位】机械振动和机械波【名师点睛】此题应注意波的周期性，要从波长入手。

学&科网2．【2022 ·X 卷】某弹簧振子沿x 轴的简谐运动图象如以下图，以下描述正确的选项是A ．t =1 s 时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B ．t =2 s 时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C ．t =3 s 时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D ．t =4 s 时，振子的速度为正，加速度为负的最大值【答案】A【学科网考点定位】振动图象【名师点睛】依据振动图象推断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡〞段质点向上振动，“下坡〞段质点向下振动。

3．【2022 ·新课标Ⅲ卷】〔5分〕如图，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线为t =0时的波形图，虚线为t =0.5 s 时的波形图。

该简谐波的周期大于0.5 s 。

关于该简谐波，以下说法正确的选项是_______〔填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，X 得分为0分〕。

A ．波长为2 mB ．波速为6 m/sC ．频率为1.5 HzD ．t =1 s 时，x =1 m 处的质点处于波峰E ．t =2 s 时，x =2 m 处的质点经过平衡位置【答案】BCE【解析】由波形图可知，波长为4 m ，A 错误；实线为t =0时的波形图，虚线为t =0.5 s 时的波形图，波沿x 轴正方向传播，又该波的周期大于0.5 s ，则0~0.5 s 时间内波传播的距离34x λ∆=，30.5 s 4T =，故周期2 s 3T =，频率为1.5 Hz ，波速 6 m/s v f λ==，BC 正确；由31 s=2T ，t =0时，x =1 m 处的质点在波峰位置，t =1时，该质点应该在平衡位置向上振动，D 错误；由2 s 3T =，t =0时，x =2 m 处的质点在平衡位置，t=2 s时，该质点同样经过平衡位置，E正确。

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）全国新课标Ⅰ卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。

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专题14 机械振动和机械波（选修3-4）（解析版）一、选择题1．【2013·湖北省华中师大附中高三期中检测】沿x轴正向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40 m/s，则t＝140s时()A．质点M对平衡位置的位移一定为负值B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反2．【2013·湖北省华中师大附中2013届高三五月模拟考试】关于振动和波动，下列说法正确的是（）（选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关B．部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象C．在波的干涉中，振动加强的点位移不一定始终最大D．各种波均会发生偏振现象E．我们在地球上接收到自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去3．【2014·江西省新余一中、宜春中学高三9月联考】一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是（）A．沿x轴负方向，60m/s B．沿x轴正方向，60m/sC．沿x轴负方向，30 m/s D．沿x轴正方向，30m/s4．【2013·河南省商丘市高三三模考试题】在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图，其波速为5m/s，则下列说法正确的是A．此时P（-2m，0cm）、Q(2m，0cm)两点运动方向相同B．再经过0.5s质点N刚好在（-5m，20cm）位置C．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3HzD．波的频率与波源的振动频率无关5．【2013·陕西五校高三第三次模拟考试】图1中，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01 s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v=80 m/s．经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2 m、SQ=2.6 m．若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在图2的振动图象中，能正确描述P、Q两点振动情况的是A．甲为Q点振动图象B．乙为Q点振动图象C ．丙为P 点振动图象D ．丁为P 点振动图象6.【2013·河南省平顶山、许昌、新乡高三第三次调研】如图甲所示，为一列沿x 轴传播的简谐横波在t =0时刻的波形图。

机械振动与机械波简谐振动一、学习目标1.了解什么是机械振动、简谐运动2.正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。

二、知识点说明1.弹簧振子(简谐振子)：(1)平衡位置：小球偏离原来静止的位置；(2)弹簧振子：小球在平衡位置附近的往复运动，是一种机械运动，这样的系统叫做弹簧振子。

(3)特点：一个不考虑摩擦阻力，不考虑弹簧的质量，不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。

2.弹簧振子的位移—时间图像弹簧振子的s—t图像是一条正弦曲线，如图所示。

3.简谐运动及其图像。

(1)简谐运动：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。

(2)应用：心电图仪、地震仪中绘制地震曲线装置等。

三、典型例题例1：简谐运动属于下列哪种运动()A．匀速运动 B．匀变速运动C．非匀变速运动 D．机械振动解析：以弹簧振子为例，振子是在平衡位置附近做往复运动，并且平衡位置处合力为零，加速度为零，速度最大．从平衡位置向最大位移处运动的过程中，由F＝－kx可知，振子的受力是变化的，因此加速度也是变化的。

故A、B错，C正确。

简谐运动是最简单的、最基本的机械振动，D正确。

答案：CD简谐运动的描述一、学习目标1．知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。

2．知道振动物体的固有周期和固有频率，并正确理解与振幅无关。

二、知识点说明1.描述简谐振动的物理量，如图所示：(1)振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离，。

(2)全振动：振子向右通过O点时开始计时，运动到A，然后向左回到O，又继续向左达到，之后又回到O，这样一个完整的振动过程称为一次全振动。

(3)周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，符号T表示，单位是秒(s)。

(4)频率：单位时间内完成全振动的次数，符号用f表示，且有，单位是赫兹(Hz)，。

(5)周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量，周期越小，频率越大，振动越快。

新部编版高三物理选修3-4机械振动、机械波专项练习（带答案与解析）的正确答案、解答解析、考点详解姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分1.【题文】（2010·全国卷Ⅰ·21）一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。

时刻振子的位移；时刻；时刻。

该振子的振幅和周期可能为（）A．0. 1 m，B．0.1 m, 8sC．0.2 m，D．0.2 m，8s【答案】A【解析】在t=s和t=4s两时刻振子的位移相同，第一种情况是此时间差是周期的整数倍，当n=1时s。

在s的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最大，所以振幅是0.1m。

A正确。

评卷人得分第二种情况是此时间差不是周期的整数倍则，当n=0时s，且由于是的二倍说明振幅是该位移的二倍为0.2m。

如图答案D。

2.【题文】（2011·温州模拟)如图所示为一弹簧振子的振动图象,试完成以下问题:(1)写出该振子简谐运动的表达式.(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内,弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100 s的总位移是多少路程是多少【答案】(1)(2)见解析 (3)0 5 m【解析】 (1)由振动图象可得：A=“5” cm,T=“4” s,=0则，故该振子做简谐运动的表达式为：(2)由图可知,在t=“2” s时振子恰好通过平衡位置,此时加速度为零,随着时间的延续,位移值不断加大,加速度的值也变大,速度值不断变小,动能不断减小,弹性势能逐渐增大.当t=“3” s时,加速度的值达到最大,速度等于零,动能等于零,弹性势能达到最大值.(3)振子经过一个周期位移为零,路程为5×4 cm=“20” cm,前100 s刚好经过了25个周期,所以前100 s 振子位移x=0,振子路程s=20×25 cm=“500” cm=“5” m.类型三振动图象和波动图象的综合应用3.【题文】（2010·北京·17）一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。

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专题14 机械振动和机械波（选修3-4）一、选择题1.【20xx·甘肃省张掖中学高三5月模拟考试】一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0．5s，b和c之间的距离是5m，以下说法正确的是_________（填入选项前的字母，有填错的不得分）A．此列波的波长为2.5m B．此列波的频率为2HzC．此列波的波速为2.5m/s D．此列波的传播方向为沿x轴正方向传播2．【2014·吉林省××市高三8月摸底考试】关于振动和波动，下列说法正确的是( ) （选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关B．部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象C．在波的干涉中，振动加强的点位移不一定始终最大D．各种波均会发生偏振现象E ．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去3.【20xx ·云南省部分名校（玉溪一中 昆明三中 楚雄一中）高三第二次统考】一振动周期为T 位于x =0处的波源从平衡位置开始沿y 轴正方向做简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为v ，关于在25vTx处的质点P ，下列说法正确的是____(填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错l 个扣3分，最低得分为0分）。

2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编（四）机械振动机械波1、（2020·山东省济南市历程区二中高三元月考试）一列简谐横波沿x轴传播．t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示．则该波的传播方向和波速分别是A. 沿x轴负方向，60m/sB. 沿x轴正方向，60m/sC. 沿x轴负方向，30m/sD. 沿x轴正方向，30m/s【答案】A【解析】由乙图可知：P点下一个时刻位移沿负方向增大，所以P点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播，由乙图可知：T=0.4s，由甲图可知：λ=24m，故波速为24m/s=60m/s0.4vTλ==，故A正确，BCD错误。

2、（2020·四川省宜宾市叙州区一中高三上学期期末）.机械振动在介质中传播形成机械波．下列说法正确的是___________A. 如果波源停止振动，则机械波的传播也将立即停止B. 纵波中质点振动的速度方向与波的传播速度方向平行C. 纵波中的质点在一个周期内沿波的传播方向运动一个波长的距离第 1 页共21 页D. 横波中两个振动情况总相同的质点间的距离一定等于波长的整数倍E. 一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象【答案】BDE【解析】A、波是把振动的形式传播出去，如果波源停止振动，已经振动的质点继续把振动形式传播出去，故机械波的传播不会立即停止，故A错误；B、波分横波和纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，即纵波中质点振动的速度方向与波的传播速度方向平行，故B正确；C、纵波中的质点绕着平衡位置做往返运动，一个周期内，走过的路程为4倍的振幅，故不会沿波的传播方向上运动一个波长的距离，故C错误；D、两个振动情况完全相同的相邻质点间的距离等于波长，故横波中两个振动情况总相同的质点间的距离一定等于波长的整数倍，故D正确；E、干涉和衍射是波特有的现象，故一切波都能发生衍射，故E正确．3、（2020·云南省丽江县三中高三上学期期末）.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T>0.20 s．下列说法正确的是________．A. 波速为0.40 m/sB. 波长为0.08 mC. x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷D. x＝0.08 m的质点在t＝0.12 s时位于波谷第 2 页共21 页第 3 页 共 21 页E. 若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s ，则它在该介质中的波长为0.32 m 【答案】ACE 【解析】AB ．波沿x 轴正方传播，根据波形图可知1()0.2s 2n T +=该波的周期T ＞0.20s ，n 只能等于0，故=0.4s T波长16cm 0.16m λ==所以波速0.16m/s 0.4m/s 0.4v Tλ=== 故A 正确，B 错误；C ．x =0.08m 的质点在t =0时位于平衡位置向上振动，经过t =0.70s 时0.7310.44t T == 所以0.7s 时x =0.08m 处的质点位于波谷，故C 正确；D ．x =0.08m 的质点在t =0时位于平衡位置向上振动，经过t =0.12s 时0.1233=0.41010t T T == 即。