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高三物理简谐运动的图象试题答案及解析

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高三物理简谐运动的图象试题答案及解析

1. 图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x="1" m处的质点，Q是平衡位置为x="4" m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则

A．t=0.10s时，质点Q的速度方向向上

B．该波沿x轴的负方向传播

C．该波的传播速度为40m/s

D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30 cm

【答案】BC

【解析】据题意，甲图是一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，从乙图可知质点Q在t=0.10s时刻处于平衡位置向下振动，则甲图中的横波正在向左传播，故选项A错误而选项B正确；该波传播速度为：，故选项C正确；从t=0.10s到t=0.25s，质点P经过了四分之三周期，此时质点P正处于从-10cm向0运动的过程中，它所走过的路程小于30cm，故选项D错误。

【考点】本题考查波动图像与振动图像的综合。

2. 图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图象，下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A．在t=0.10s时，质点Q向y轴正方向运动

B．在t=0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同

C．从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m

D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm

E.质点Q简谐运动的表达式为（国际单位）

【答案】BCE

【解析】由Q点的振动图线可知，t=0.10s时质点Q向y轴负方向振动，选项A 错误；由波的图象可知，波向左传播，波的周期为T=0.2s，t=0.10s时质点P向上振动，经过0.15s=T时，即在t=0.25s时，质点振动到x轴下方位置，且速度方向向上，加速度方向也沿y轴正向，选项B正确；波速为，故从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x负方向传播的距离为：，选项C 正确；由于P点不是在波峰或波谷或者平衡位置，故从t=0.10s到t=0.25s的3/4周期内，通过的路程不等于3A=30cm，选项D 错误；质点Q做简谐振动的表达式为：（国际单位），选项E正确。

【考点】振动图线及波的图线；机械波的传播。

3. 如图是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移-时间图象，下列有关该图象的说法正确的是

A．该图象拍摄了若干个小球的振动情况

B．从图象可以看出小球在振动过程中沿t轴方向移动的

C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动

D．图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同

【答案】 CD

【解析】试题分析: 由图看出，该图象拍摄了一个小球不同的时刻位置，小球的振动情况弹簧振子在x轴方向做简谐运动，小球并不是沿t轴方向移动，由对称性可知，该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置．故A、B错误；类似于沙摆实验，为了显示小球在不同时刻偏离平衡的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动．故C正确；图象中小球的疏密反映了小球在x方向运动的快慢，越密速度越小，位置变化越慢．故D正确。

【考点】简谐运动的振动图象

4. （6分）如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是________．（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．甲、乙两单摆的摆长相等

B．甲摆的振幅比乙摆大

C．甲摆的机械能比乙摆大

D．在t＝0.5s时有正向最大加速度的是乙摆

E．由图象可以求出当地的重力加速度

【答案】ABD

【解析】由振动图像可知，两单摆的周期相同，根据可知甲、乙两单摆的摆长相等，选项A 正确；由图可知，甲的振幅10cm，乙的振幅7cm，甲摆的振幅比乙摆大，选项B正确；由于两球的质量不确定，所以两球的机械能无法比较，选项C 错误；在t＝0.5s时，乙摆有最大的负向位移，所以乙摆有正向最大加速度，甲摆的位移为零，所以加速度为零，选项D 正确；由图像能读出周期，根据因为不知道摆长，所以无法得到当地的重力加速度，选项 E错误。

【考点】单摆及振动图像

5. （4分）一列简谐横波，在t＝4.0 s时的波形如图甲所示，图乙是这列波中质点P的振动图象。关于该简谐波，下列说法正确的是_________。

A．波速v＝0.25 m／s，向左传播

B．波速v＝0.50 m／s，向右传播

C．0到4.0 s时间内，质点P通过的路程是1.0m

D．0到4.0 s时间内，质点P通过的路程是0.32m

【答案】AD

【解析】图像中读出：λ=50cm，T=2s,则波速：，因为t=4s时，P点向上振动，故波向左传播；选项A 正确；B错误；0到4.0 s时间内，质点P振动2个周期，通过的路程是8A=8×4cm=32cm=0.32m，选项D 正确，C错误；

考点；波的图像和振动图线的关系。

6. （５分）一列简谐横波，沿x轴正方向传播，波长2m。位于原点O的质点的振动图象如图1所示，则下列说法正确的是 。

A．在t=0.05s时，位于原点O的质点离开平衡位置的位移是8cm

B．图2可能为该波在t=0.15s时刻的波形图

C．该波的传播速度是10m/s

D．从图2时刻开始计时，再经过0.10s后，A点离开平衡位置的位移是-8cm

【答案】C

【解析】据图可知，t=0.05s时，质点处于平衡位置，A选项错误；从左图可知，t=0.15s时，质点O处于平衡位置向上振动，但从右图看，此时O质点正往下振动，所以B选项错误；该波速度为：v=λ/T=10m/s所以C选项正确；再经0.1s，刚好是半个周期，质点A应该运动到最高点，所以D选项错误。

【考点】本题考查机械波传播方向与质点的振动方向关系。

7. 如图所示为某一简谐横波在t＝0时刻的波形图，质点a的振动方向如图，由此可知该波沿______传播，该时刻a、b、c三点中速度最大的是______点，加速度最大的是______点，从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是______点，若t＝0.02s时质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为______m/s。

【答案】x轴方向 a c c 100m/s

【解析】根据质点的振动方向与波的传播方向在波的图像的同一侧，可判断波沿x轴方向传播的；质点在平衡位置时，速度最大，加速度为零，离平衡位置最远时，速度为零，加速度最大，因此，a、b和c三点，a点的速度最大，c点的加速度最大，从该时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是c点；由图像可知，波长，由题中条件可知周期，则此波的波速为。

【考点】本题考查了机械波传播的特点和波速的计算。

8. （6分）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2Hz

C．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

【答案】D

【解析】相邻两个波峰或者波谷之间的距离就是一个波长，b和c之间的距离就是一个波长即5m。答案A错。而ab之间距离为半个波长，振动步调相差半个周期即0．5s，所以周期为1s，频率为1hz答案B错。波速为波长和周期比值即5m/s答案C错。质点b的起振时刻比质点a延迟，说明波是从a向b传播即x轴正向，答案D对。

【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象

9. （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，则下列说法正确的是

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．质点P的振动位移随时间变化的关系式为

E．0至0．9s时间内P点通过的路程为0.9 m

【答案】BC(6分,少选得3分，有选错的得0分)

【解析】由题意质点Q恰在平衡位置且向上振动，可知波沿x轴正方向传播，故选项A错误．由题，图示时刻再过0.2 s，质点Q第一次到达波峰，则周期T=0.8s，由图读出波长为λ="24" m，则波速为v==30m/s，故选项B正确．t=1s=1.25T，则1s末质点P到达平衡位置，其位移为零，故选项C正确．图示时刻质点P的振动位移为y=0.2m，根据数学知识可知其振动方程是余弦方程，即y=0.2cos（t）m=0.2sin（2.5πt+）m，故选项D错误．由D项分析可知0至0．9s时间内P点通过的路程小于0.9 m，故选项E错误。

【考点】横波的图象，波长、频率和波速的关系，折射定律，光的全反射

10. 下列四幅图的有关说法中，正确的是

A．由两个简谐运动的图像可知：它们的相位差为或者

B．当球与横梁之间存在摩擦的情况下，球的振动不是简谐运动

C．频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱

D．当简谐波向右传播时，此时质点A的速度沿y轴正方向

【答案】BC

【解析】由两个简谐运动的图像可知：它们的相位差为或者，A错误；简谐运动是一种理想运动，过程中不受摩擦力，所以B正确；频率相同的两列水波的叠加：当波峰与波峰、可波谷与波谷相遇时振动是加强的；当波峰与波谷相遇时振动是减弱的．C正确；根据走坡法可得此时A点向y轴负方向运动，故D错误；

【考点】考查了机械波基础知识

点评：波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰．当频率相同时才有稳定的干涉图样，当频率不同时不能发生干涉．

11. （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。某时刻的波形如图1所示，此后，若经过周期开始计时，则图2描述的是（ ）

A．a处质点的振动图象 B．b处质点的振动图象

C．c处质点的振动图象 D．d处质点的振动图象

【答案】B

【解析】由波的图像经过周期a到达波谷，b到达平衡位置向下运动，c到达波峰，d到达平衡位置向上运动，这是四质点在0时刻的状态，只有b的符合振动图像，答案B。

12. 一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图所示，介质中质点、分别位于、处。从时刻开始计时，当时质点刚好第4次到达波峰。

①求波速。

②写出质点做简谐运动的表达式（不要求推导过程）

【答案】（1）（2）

【解析】①设简谐横波的波速为，波长为，周期为，有图像知，。

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高三物理横波的图象试题答案及解析

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1. 某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P的横坐标x=0.32m．从此时刻开始计时

若P点经0.4s第一次到达最大正位移处，求波速大小．

若P点经0.4s到达平衡位置，波速大小又如何？

【答案】（1）0.3m/s；（2）（0.8+n）m/s（n=0，1，2，3…）

【解析】

（1）若P点经0.4s第一次到达最大正位移处，知波形移动的距离△x=0.32-0.2m=0.12m．

则波速．

（2）若P点经0.4s到达平衡位置，则波形移动的距离，（n=0，1，2，3…）

则波速，（n=0，1，2，3…）

【考点】机械波的传播.

2. 一列简谐横波以1m/s的速度沿x轴正方向传播，t=0时刻波形如图所示。在x=1.0m处有一质点M，该波传播到M点需要的时间t=s，波动周期T= s；若在x=2.0m处的波源产生了频率等于2.0Hz且沿x轴负方向传播的简谐横波，则这两列波相遇时（选填“能”或“不能”）发生干涉，其原因是。

【答案】0.6、0.4、不能、频率不同

【解析】该波传播到M点需要向右传播0.6m，所以经历的时间为，从图中可得波的波长，所以波的周期为，频率为，两列波发生干涉的条件是频率相同，由于频率不同，所以不能发生干涉

【考点】考查了横波图像，波的干涉，波长频率波速关系的应用

3. 如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播在t=0时刻的波形图，已知甲波向右传，乙波向左传．以下说法正确的是

A．甲波的频率比乙波的频率大

B．两列波同时传到坐标原点

C．由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象

D．处的质点开始振动时的方向向方向 【答案】BD

【解析】根据相邻波峰或波谷间的距离等于波长，读出两列波的波长都为λ=2cm．波速是由介质决定的，可知两列波的波速相等，由波速公式v=λf分析得知，两列波的频率相等．A错误．由于波速相等，所以两列波同时传到坐标原点．B正确．两波振幅不等，但频率相等，满足干涉的条件，故两列波相遇时会发生干涉现象．C错误． 乙波向左传播，图中x=1cm处质点的振动方向沿+y轴方向，所以x=0.5cm处的质点开始振动时的方向向+y方向．

高三物理描述圆周运动的物理量试题答案及解析

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1. 现在许多汽车都应用了自动无级变速装置，不用离合器就可连续变换速度；如图所示为截锥式变速模型示意图，主动轮、从动轮之间有一个滚动轮，它们之间靠彼此的摩擦力带动。当滚动轮处于主动轮直径为D1、从动轮直径为D2的位置时，主动轮转速n1与从动轮转速n2的关系是（ ）

A． B． C． D．

【答案】A

【解析】两轮之间相同的线速度相同，对于主动轮，同理对于从动轮，所以即；A正确；

【考点】考查了匀速圆周运动规律的应用

2. 如右图所示，自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB＝4RA、RC＝8RA，如图所示.当自行车正常骑行时A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比aA∶aB∶aC等于

A．1∶1∶8 B．4∶1∶4 C．4∶1∶32 D．1∶2∶4

【答案】C

【解析】小齿轮A和大齿轮B通过链条连接，线速度相等，即，小齿轮A和后轮C同轴转动角速度相等，有，向心加速度可判断，同时向心加速度有可以判断，所以有，C正确。

【考点】考查了角速度，线速度，向心加速度之间的关系

3. 如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球.给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ.下列说法中正确的是( )

A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用

B．小球做圆周运动的半径为L

C．θ 越大，小球运动的速度越大

D．θ 越大，小球运动的周期越大 【答案】C

【解析】小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力,A错误; 小球做圆周运动的半径为：r=Lsinθ,B错误；由牛顿第二定律得：得到线速度：由此可见，θ越大，sinθ、tanθ越大，小球运动的速度越大，C正确；小球运动周期：，θ越大，小球运动的周期越小， D错误．

高三物理抛体运动的规律试题答案及解析

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1. 在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，她们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为

A． B． C． D．

【答案】A

【解析】不计空气阻力，根据动能定理有竖直向上抛出的小球，竖直向下抛出的小球，整理可得两个小球落地的末速度。不计空气阻力，两个小球都是匀变速直线运动，加速度都等于重力加速度，以竖直向下为正，对竖直向上抛出的小球有，对竖直向下抛出的小球有，整理可得。

【考点】抛体运动

2. 如图所示，从水平地面上的A点，以速度v1在竖直平面内抛出一小球，v1与地面成θ角。小球恰好以v2的速度水平打在墙上的B点，不计空气阻力，则下面说法中正确的是

A．在A点，仅改变θ角的大小，小球仍可能水平打在墙上的B点

B．在A点，以大小等于v2的速度朝墙抛向小球，它也可能水平打在墙上的B点

C．在B点以大小为v1的速度水平向左抛出小球，则它可能落在地面上的A点

D．在B点水平向左抛出小球，让它落回地面上的A点，则抛出的速度大小一定等于v2

【答案】D

【解析】本题可以逆向思维，将它看作一个平抛运动的逆过程。在B处以不同速度水平抛出小球，落地点不会再A点，因此在A点改变速度方向，不能回到B点，所以A错。V1速度大于v2，因此在A点若以V2速度抛出，不可能回到B点，所以B错。同理在B点以速度v1抛出，落地点不会是A，所以C错。只有在B点水平向左抛出小球，让它落回地面上的A点，则抛出的速度大小一定等于v2。

【考点】平抛运动规律

点评：此类题型考察的本质属于平抛运动规律，但是用到了逆向思维，即本题所用的方法是把一个平抛运动问题倒过来看，这样就容易得出结论。

3. 在水平地面上M点的正上方某一高度处，将S1球以初速度v1水平向右抛出，同时在M点右方地面上N点处，将S2球以初速度v2斜向左上方抛出，两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中（ ）

高三物理竖直上抛运动试题答案及解析

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1. 以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的图像可能正确的是

【答案】D

【解析】竖直上抛运动不受空气阻力，做向上匀减速直线运动至最高点再向下自由落体运动，图象时倾斜向下的直线，四个选项均正确表示；考虑阻力的上抛运动，上升中，随着减小，减小，对应图象的斜率减小，选项A错误。下降中，随着随着增大，继续减小。而在最高点时，，对应图与轴的交点，其斜率应该等于（此时与竖直上抛的最高点相同的加速度），即过交点的切线应该与竖直上抛运动的直线平行，只有D选项满足。故选D。

【考点】本题考查了牛顿第二定律、图象的特点、竖直上抛运动状态的判断。

2. 一物体自空中某点竖直向上抛出，1s后物体的速率为4m/s，不计空气阻力，g取10m/s2，设竖直向上为正方向，则在这1s内物体的位移可能是

A．1m B．9m C．－1m D．－9m

【答案】AB

【解析】由于向上为正方向，1s后物体的速度可能为4m/s，也可能为-4m/s，根据，若，则，这样，A 正确；若，则，这样，B正确，CD错误

【考点】竖直上抛运动

3. 在以速度匀速竖直上升的观光电梯中，一乘客竖直上抛一质量为小球，电梯内的观察者看到小球经到达最高点，而站在地面上的人看来（不计空气阻力的影响，重力加速度恒为）（ ）

A．在小球上升到最高点的过程中动量变化量大小为

B．在小球上升到最高点过程中克服重力做功为

C．电梯内观察小球到达最高点时其动能为

D．小球上升的初动能为

【答案】C

【解析】试题分析: 在电梯上人看到小球上升到最高点时，此时小球相对于电梯静止，上升速度与电梯速度相同为（向上），以地面参考，站在地面上的人此时看见小球还在上升，电梯内观者看见小球经t秒后到达最高点，故地面上的人看见上升的时间大于t，故对小球由动量定理动量变化量大于，选项A错误。升降机中的人看见球上升的最大高度为，而地面上的人看见球上升的最大高度为．则克服重力为故B错误．电梯内观察小球到达最高点，上升速度与电梯速度相同为（向上），则高点时其动能为，选项C正确。地面上的人所见球抛出时的初速度，则初动能大于， D错误。故选C。