专题16 高考试题汇编 机械振动与机械波(答案附后面)

专题16 选修3-4机械振动与机械波

题型一、简谐振动的规律 (1)

题型二、利用波动规律求振动参数 (3)

题型三、波形图与振动图像的综合考查 (11)

题型四、波的干涉规律 (14)

题型五、电磁波与麦克斯韦方程 (16)

题型一、简谐振动的规律

1.（2019全国3）水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是________。（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，最低得分为0分）

A．不同质点的振幅都相同

B．不同质点振动的频率都相同

C．不同质点振动的相位都相同

D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同

E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化

2.（2019全国2）如图，长为l的细绳下方悬挂一小球a。绳的另一端固定在天花板上O点处，在O点正下方3 4 l

的O 处有一固定细铁钉。将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（约为2°）后由静止释放，并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x，向右为正。下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是_____。

A. B. C. D.

3.（2018天津）一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m，t=1 s时位移为0.1 m，则（）

A. 若振幅为0.1 m，振子的周期可能为

B. 若振幅为0.1 m，振子的周期可能为

C. 若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 s

D. 若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s

题型二、利用波动规律求振动参数

4.(2017·全国3)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。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是________。

A．波长为2 m

B．波速为6 m/s

C．频率为1.5 Hz

D．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

5.（2019北京）一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（）

A. 此刻a的加速度最小

B. 此刻b的速度最小

C. 若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动

D. 若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置

6.（2018全国3）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。己知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是______

A．波速为0.40 m/s

B．波长为0.08 m

C．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

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

7.（2018北京）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 m

B. 0.30 m

C. 0.20 m

D. 0.15 m

8.(2015全国2）甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为25m/s，两列波在t=0时的波形曲线如图所示,求

（1）t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点

的x坐标

（2）从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm

的质点的时间

9.（2015全国2）平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：

（1）P、Q之间的距离

（2）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。

10.（2015北京）周期为2.0s 的简谐横波沿x 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波（）

A．沿x 轴正方向传播，波速v = 20 m/s

B．沿x 轴正方向传播，波速v =10 m/s

C．沿x 轴负方向传播，波速v = 20m/s

D．沿x 轴负方向传播，波速v =10 m/s

11.（2015海南）（1）一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m.。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s 。下列说法正确的是(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选3个得4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分)。

A. 波速为4m/s

B. 波的频率为1.25Hz

C. x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷

D. x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰

E. 当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷

12.（2012四川）在XOY平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2/

m s，振幅为A。M、N 是平衡位置相距2m的两上质点，如图所示。在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s。则（）

A．该波的周期为3 5 s

B．在

1

3

t s

=时，N的速度一定为2/

m s

C．从t=0到t=1s，M向右移动了2m

D．从

1

3

t s

=到

2

3

t s

=，M的动能逐渐增大

13.（2012山东）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x=2m、x=4m处。从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点Q刚好第4次

到达波峰。

（1）求波速。

（2）写出质点P做简谐运动的表达式（不要求推导过程）。

0.2

-0.2

y/m

x/m

v

P

1 2 3 4 5

Q