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2019高考物理三轮冲刺大题提分大题精做15机械波和机械振动

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大题精做十五机械波和机械振动
1．【2018年全国模拟】一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。

求
（i）波速及波的传播方向；
（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。

【解析】（1）波沿负方向传播；（2）x Q=9 cm
本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。

（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。

由图（a）知，处，因此
④
由图（b）知，在时Q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有
⑤
由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为
⑥
1．【2018年全国模拟】一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=0 和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示．已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长
【解析】由图象可知，周期T=0.4 s
由于波长大于0.6 m，由图象可知，波从A到B的传播时间Δt=0.3 s
波速，代入数据得v=2 m/s 波长λ=vT，代入数据得λ=0.8 m
2．【河南省模拟2018】如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t=0(实线)和t=0.5s(虚线)时刻的波形图。

(1)若t=0时刻，x=2.5m处质点正沿y轴负方向振动，求该质点第一次回到t=0时刻的位置所经过的最长时间；
(2)若波动的周期T≤0.5s≤2T，则在1s内波形传播的距离为多少?
【解析】（1）已知在t=0时刻，x=2.5m处的质点向y轴负方向运动，波形向左平移，所以该波沿x轴的负方向传播。

结合图像可知，该质点回到t=0时刻的位置波形传播的最小距离为x=1m，波传播的速度（k=0，1，2，…），k=0时波速最小，最小速度为v=6m/s；x=2.5m处质点回到t=0时刻的位置所用最长时间
（2）由于T≤0.5s≤2T，若波沿x轴正向传播，则0.5s内波传播的距离为x1=5m；波在1s内传播的距离为10m；若波沿x轴负向传播，则0.5s内波传播的距离为x2=7m；波在1s内传播的距离为14m；
3．【2019届辽宁省沈阳市模拟考试】如图所示，是一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=4m/s。

②求x=2.5m，处质点在0~4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移。

②此时A质点的纵坐标为2cm，试求从图示时刻开始经过多长时间A质点第一次到达波峰？（结果保留2位有效数字）
【解析】①由图知，波长，则该波的周期为；
质点在一个周期内通过的路程是，则质点在内通过的路程为；
由题可知：时刻该质点的位移，所以时质点的位移为。

②由波动方程得：，得
所以时
则在A点左侧第一个波峰传到A点时，A点第一次出现波峰，波所传的距离为：
则A质点第一次到达波峰时间为：。

4．【2019湖北省荆门市高三年级统考】如图所示，为一列水平向右传播的简谐横波在某一时刻的波形图，图示时刻，波恰好从O点向右传播了一个波长的距离。

波速为0.6 m/s。

P质点的平衡位置坐标为x =0.96m。

从该时刻开始计时，问：
②经过多少时间，P 质点第一次到达波峰？
②P质点第一次到达波峰时，通过的路程为多少？
【解析】①质点P第一次到达波峰所需的时间，就是初始时刻x =0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间
由波的图像知：△x =0.96 -0.06 =0.9m
所以经过时间为：t =△x/v =0.9/0.6 s =1.5s
②由波的图像知，振幅A =0.05m，波长λ =0.24m
所以波上质点的振动周期T = λ /v =0.4s
由波的图像知，从P点起振到第一次到达波峰历时为：
△t =T
所以P通过的路程为：S =3 A =3×5cm=15cm.
5．【2019届四川省广安、眉山、内江、遂宁高三第一次诊断性考试】如图甲所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，在t=0时刻刚好传到坐标原点，图乙为介质中某一质点M的振动图像。

求：
(i)质点M平衡位置的坐标；
(ii)质点M在0~7s时间内的路程
【解析】（1）由图可知：
经过2s波传至M点，根据可知：经2s波沿x轴负向传播了4m，所以M点的平衡位置处于的位置
（2）在0-7s的时间内，质点M振动了5s，所以质点的路程
故本题答案是：（1）x M=-4m；（2） S=50cm；
6．【2018届普通高等学校高三招生全国统一考试】O、A两点相距x=4m，现在O处放置一个波源，某时刻波源起振形成一列沿OA方向传播的简谐横波。

经一段时间后A处质点的振动图像如图所示，t=2s时，波源从平衡位置向y轴负方向运动。

②求该简谐横波的传播速度。

②若将波源移至A处，并调整其振动频率使O处质点与波源振动同步，求此时波源的频率。

【解析】（1）由A处质点的振动图像可知其周期为T=4s，t=2s时，A处质点从平衡位置沿y轴正方向运动，而波源从平衡位置沿y轴负方向运动，故（n=0,1,2,3,…..）
又λ=vT，故该波的速度（n=0,1,2,3,…..）
（2）若O处质点与波源振动同步，则x=kλ1（k=1,2,3,…..）
又媒质没有改变，其传播速度应该相同，故有
整理可得（n=0,1,2,3,…..；k=1,2,3,…..）
7．【河北武邑中学2018高三第三次调研考试】将一个力电传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力．图甲中O点为单摆的固定悬点，现将质量为m=0.05kg的小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB=∠COB=θ；θ小于5°且是未知量．由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻．试根据力学规律和题中所给的信息求：（取g=10m/s2）
②单摆的振动周期和摆长
②摆球运动过程中的最大速度．
【解析】①摆球受力分析如图，小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，知：
T=0.4π s=1.256s
由单摆的周期公式，得：．②在最低点B，根据牛顿第二定律，有：F max-mg=m
代入数据得：v=0.2 m/s
8．【江苏省天一中学2018届高考考前热身卷】如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P 点从这一时刻起的振动图象,试讨论:
②波的传播方向和传播速度.
②求0~2.3 s内P质点通过的路程.
【解析】(1)根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，则波沿x轴正方向传播，由甲图可知，波长λ=2m，由乙图可知，周期T=0.4s，则波速
(2)由于T=0.4s，则,则路程。

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2019年高考真题物理专题15 机械振动和机械波

2019年高考真题物理专题15 机械振动和机械波


波速
，代入数据得 v=2 m/s 波长 λ=vT，代入数据得 λ=0.8 m
6．声波在空气中的传播速度为 340m/s，在钢铁中的传播速度为 4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用
锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为 1.00s。桥的长度为_______m，
若该波在空气中的波长为 λ，则它在钢铁中波长为 λ 的_______倍。
5．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 x=0 和 x=0.6 m 处的两个质点 A、B 的振动图象如图所示．已知该 波的波长大于 0.6 m，求其波速和波长
【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷） 【答案】 v=2 m/s ； λ=0.8 m 【解析】由图象可知，周期 T=0.4 s 由于波长大于 0.6 m，由图象可知，波从 A 到 B 的传播时间 Δt=0.3 s
A．该简谐波是纵波
C． t T 时，P 在平衡位置上方 8
【答案】C
B．该简谐波的最大波长为 2L D． t 3T 时，P 的速度方向竖直向上 8
【考点定位】机械振动和机械波 【名师点睛】本题应注意波的周期性，要从波长入手。
2．【2017·北京卷】某弹簧振子沿 x 轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是
【来源】2018 年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国 II 卷）
【答案】 365
（2）声音在不同介质中的频率是). 365 (2). 点睛：本题考查了波的传播的问题，知道不同介质中波的传播速度不同，当传播是的频率不会发生变化。
7．一列简谐横波在 t= 时的波形图如图（a）所示，P、Q 是介质中的两个质点，图（b）是质点 Q 的振动 图像。求
2016 年—2018 年高考试题精编版分项解析 专题 15 机械振动和机械波
历年(2019-2023)高考物理真题专项(机械振动、机械波)练习(附答案)

历年(2019-2023)高考物理真题专项(机械振动、机械波)练习(附答案)

历年（2019-2023）高考物理真题专项（机械振动、机械波）练习 一、单选题A．做匀加速直线运动B．在O点所受静电力最大C．由E到O的时间等于由．．．．2023ꞏ海南ꞏ统考高考真题）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（）A．该波的周期是5s B．该波的波速是3m/sC．4s时P质点向上振动D．4s时Q质点向上振动4．（2023ꞏ天津ꞏ统考高考真题）能说明光是横波的是（ ）．．．．2023ꞏ山西ꞏ统考高考真题）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。

声波在空气中和在水中传播时的（λ=B．声波的波长A．声波的波长15cmC．两声波的振幅之比为3:1D．两声波的振幅之比为8．（2023ꞏ湖南ꞏ统考高考真题）如图（a），在均匀介质中有动方向与平面ABD 垂直，已知波长为4m ．下列说法正确的是（ ）A ．这三列波的波速均为2m/sB ．2s =t 时，D 处的质点开始振动C ． 4.5s t =时，D 处的质点向y 轴负方向运动 D ．6s t =时，D 处的质点与平衡位置的距离是6cm9．（2023ꞏ浙江ꞏ高考真题）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO '，接入电阻R 构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。

当0R R =时，导体杆振动图像如图乙所示。

若横纵坐标皆采用图乙标度，则当02R R =时，导体杆振动图像是（ ）A ．B ．C ．D ．10．（2023ꞏ浙江ꞏ高考真题）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为340m /s ）（ ）A ．振幅为2AB ．频率为100HzC ．波长应为1.7m 的奇数倍A ．a 与b 的频率之比为2:1B ．O 与P 开始振动的时刻相同C ．a 与b 相遇后会出现干涉现象D ．O 开始振动时沿12．（2022ꞏ重庆ꞏ高考真题）某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，A ．浮标的振动周期为4C ．13t 时刻浮标沿y 轴负方向运动A．2：3 B．3：2 14．（2022ꞏ北京ꞏ高考真题）在如图所示的小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为4 A．0=t时，质点0P沿y轴负方向运动C．34t T=时，质点3P和5P相位相同15．（2022ꞏ辽宁ꞏ高考真题）一列简谐横波沿A．该时刻速度沿y轴正方向C．此后1周期内通过的路程为A．小球做简谐运动TA．甲图中的小球将保持静止B．甲图中的小球仍将来回振动C．乙图中的小球仍将来回摆动A．此波的波长为9cmC．此波的波速为0.1m/s19．（2021ꞏ江苏ꞏ高考真题）如图所示，半径为RA ．sin()2πω=-x R tB ．sin()πω=+x R tA ．15m/sB ．25m/s C ．35m/s21．（2021ꞏ天津ꞏ高考真题）一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度．B ．．D．22．（2021ꞏ北京ꞏ高考真题）一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。

2019版高考物理(5年高考+3年模拟)(江苏专版)讲义：专题十三 机械振动与机械波+PDF版含答案

2019版高考物理(5年高考+3年模拟)(江苏专版)讲义：专题十三 机械振动与机械波+PDF版含答案


ｌ ，此式只适用于摆角很小 （ θ ＜ ５ʎ ） 的情况㊂ 因此 ｇ
方向相反㊂ 振动物体在位移最大处加速度最大， 通过平衡位置 时加速度为零，此时加速度将改变方向㊂ 度的大小，这样动能随位移的变化情况可参考（２） ㊂ ㊀ （ 多选） 读下表：
０ Ｔ／ ４
（４） 动能（ 标量） ：质量一定的物体， 其动能的大小取决于速 （５） 势能（ 标量） ：随位移增大而增大，随位移减小而减小㊂
出各时刻速度的大小和方向，它们符合以甲作为速度时， 甲行所 同理，若以丙㊁乙表示位移 ｘ，同样，画出振动图像， 标出相应
若丁表示位移 ｘ，根据丁行画出振动图像，如图乙， 在图中标
二㊁单摆
Ｔ ＝ ２π
单摆的振动周期在摆角很小的条件下， 与单摆的振幅无关， 与摆 球的质量也无关㊂ 式中 ｌ 为悬点到球重心的距离， ｇ 为重力加速 度，值得注意的是等效摆长和等效重力加速度的计算㊂ １． 等效摆长 图中，三根 等 长 的 绳 ｌ １ ㊁ ｌ ２ ㊁ ｌ ３ 共 同 系 住 一 密 度 均 匀 的 小 球 ｍ，绳长为 ｌ，球直径为 ｄ， ｌ ２ ㊁ ｌ ３ 与天花板的夹角 α ＜ ３０ʎ ㊂ 若摆 球在纸面内做小角度的左右摆动， 则摆动圆弧的圆心在 Ｏ １ 处， 故等效摆长为 ｌ ＋ ｄ ， 周期 Ｔ１ ＝ ２π ２ ｄ ( ｌ＋ ２ ) ／ ｇ㊂
变化（ 注意 ｖ㊁ａ 的变化趋势相反） ㊂
（２） 运动学特征：ｘ㊁ｖ㊁ａ 均按正弦或余弦规律发生周期性的 （３） 能量特征：系统的机械能守恒，振幅 Ａ 不变㊂
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【原创】2019届高考物理一轮复习真题解析：专题(15)机械振动和机械波

【原创】2019届高考物理一轮复习真题解析：专题(15)机械振动和机械波

机械振动和机械波1．如图所示，一列简谐横波向右传播，P 、Q 两质点平衡位置相距0.15 m 。

当P 运动到上方最大位移处时，Q 刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是A. 0.60 mB. 0.30 mC. 0.20 mD. 0.15 m【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 B【解析】可以画出PQ 之间的最简单的波形，如图所示：2.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 位于最高点，P 的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是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】C3.关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系,下列说法正确的是()A.位移减小时,加速度减小,速度也减小B.位移方向总是与加速度方向相反,与速度方向相同C.物体的运动方向指向平衡位置时,速度方向与位移方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同D.物体向负方向运动时,加速度方向与速度方向相同;向正方向运动时,加速度方向与速度方向相反答案：C位移减小时,加速度减小,速度增大,A错误;位移方向总是与加速度方向相反,与速度方向有时相同,有时相反,B、D错误,C正确。

4.如图所示是某绳波形成过程的示意图,1,2,3,4……为绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向。

质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2,3,4……各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。

t=0时质点1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点5开始运动。

下列判断正确的是()A.质点6开始振动时的运动方向向下B.t=时质点6的速度方向向下C.t=时质点10的速度方向向上D.t=T时质点16开始运动答案：介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同,A不对;经过t=质点1回到平衡位置,质点9开始向上振动,质点5振动到正的最大位移处,根据带动法可知,质点6在平衡位置上方向上振动,即速度的方向向上,B错;t=时质点1振动到负的最大位移处,质点9振动到正的最大位移处,质点13开始振动,5~13之间的质点在平衡位置上方,9~13之间的质点振动方向都向上,C对;t=T时质点17开始运动,D不对。