高考题 机械振动与机械波

考点 机械振动与机械波

一、选择题

1.(2016·全国卷I ·T34（1）) 某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8m/s 的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s 。下列说法正确的是 ( ) A.水面波是一种机械波 B.该水面波的频率为6 Hz C.该水面波的波长为3 m

D.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去

E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 【解析】选A 、C 、E 。水波是机械振动在介质中传播形成的,A 对;由题意可知

s 3

5

s 915==

T ,f=0.6Hz,波长λ=vT=3m,B 错、C 对;波传播时将振源能量向外传播,而振动的质点并不随波迁移,D 错、E 对。故选A 、C 、E 。

2.(2016·全国卷III ·T34（1）)由波源S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20Hz,波速为16 m/s 。已知介质中P 、Q 两质点位于波源S 的两侧,且P 、Q 和S 的平衡位置在一条直线上,P 、Q 的平衡位置到S 的平衡位置之间的距离分别为15.8m 、14.6 m 。P 、Q 开始振动后,下列判断正确的是

( )

A.P 、Q 两质点运动的方向始终相同

B.P 、Q 两质点运动的方向始终相反

C.当S 恰好通过平衡位置时,P 、Q 两点也正好通过平衡位置

D.当S 恰好通过平衡位置向上运动时,P 在波峰

E.当S 恰好通过平衡位置向下运动时,Q 在波峰

【解析】选B 、D 、E 。由题意知T=0.05s,v=16m/s,故波长λ=vT=0.8m,找P 点关于S 的对称点P 1,由对称性可知P 1和P 的振动情况完全一致,P 1Q 两点相距

λλ2

38.06.14-8.08.15x ==∆）（,为半波长的整数倍,所以P 1、Q 两点的振动方向始终相

反,P 、Q 两点的振动方向也始终相反,A 错误,B 正确;P 点距离S 点x=

λ8

08

15..= 194

3λ,当S 恰好通过平衡位置向上运动时,P 在波峰,同理Q 点距离S 点x 1=

λ80614..=184

1

λ,当S 恰好通过平衡位置向下运动时,Q 在波峰,C 错误,D 、E 正确。 3.(2016·天津高考·T1)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10m 范围内,则对该无线电波的判断正确的是 ( )

A.米波的频率比厘米波频率高

B.和机械波一样须靠介质传播

C.同光波一样会发生反射现象

D.不可能产生干涉和衍射现象

【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析: (1)波速、波长和频率的关系v=λf 。

(2)机械波及电磁波的传播条件:机械波需要介质传播、电磁波不需要介质。 (3)干涉、衍射是波的特有属性。

【解析】选C。由v=λf知,波的波长越长频率越低,故米波的频率比厘米波频率低,选项A错误;机械波的传播需要能够传播机械振动的介质,而电磁波可以在真空中传播,选项B错误;电磁波具有波的一切特性,能够发生反射、折射、干涉、衍射等现象,故选项C正确、选项D错误。

4. (2016·天津高考·T7)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y=5sin(

2

πt),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=12m处,波形图象如图所示,则( )

A.此后再经6s该波传播到x=24m处

B.M点在此后第3s末的振动方向沿y轴正方向

C.波源开始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=-3m处所需时间是2 s

【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:

(1)机械波波长、周期、波速之间的关系v=

T

λ。

(2)机械波的传播特点:波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同。

【解析】选A、B。波的周期T=

2

2

π

πs=4 s,波长λ=8m,波速v=

T

λ=2m/s,则再经过6s,波传播的距离为x=vt=12m,故该波传到x=24m处,选项A正确;M点在此时振动方向向下,则第3秒末,即经过了0.75T,该点的振动方向沿y轴正向,选项B正确;因波传到x=12m处时,质点向y轴正向振动,故波源开始振动时的运动方向沿

y轴正方向,选项C错误;题图中M点振动方向沿y轴负方向,M点第一次到达y=-3m位置所需要的时间小于半个周期,即小于2s,选项D错误。

5.（2016·海南高考·T16（1））下列说法正确的是( )

A.在同一地点,单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比

B.弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变

C.在同一地点,当摆长不变时,摆球质量越大,单摆做简谐振动的周期越小

D.系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率

E.已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,就可知振子在任意时刻运动速度的方向

【解析】选A、B、D。根据单摆周期公式:L

=π可以知道,在同一地点,重力

T2

g

加速度g为定值,故周期的平方与其摆长成正比,故选项A正确;弹簧振子做简谐振动时,只有动能和势能参与转化,根据机械能守恒条件可以知道,振动系统的势能与动能之和保持不变,故选项B正确;根据单摆周期公式:L

=π可以知道,

T2

g

单摆的周期与质量无关,故选项C错误;当系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率,选项D正确;已知弹簧振子初始时刻的位置和振动方向及其振动周期,才能知道振子在任意时刻运动速度的方向,选项E错误。

6.(2016·北京高考·T15) 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轴正方向。若振子位于N点时开始计时,则其振动图象为( )