【精选+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列(第4期)专题14 机械振动和机械波

【精选+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第4期）专题14 机械

振动和机械波

一、单项选择题

1．（安徽省六校教育研究会2012届高三上学期测试理综卷）某质点在坐标原点O处做简谐运动，其振幅为5 cm，振动周期为0.4 s，振动在介质中沿x轴正向传播，波速为1m/s。若质点由平衡位置O开始向+y方向振动，经0.2 s时立即停止振动，则振源停止振动后经0.2 s时的波形是（ ）

1.A 解析：因为机械波传播的是波源的振动形式（还有能量），根据振动图象，波源从t=0时刻开始经过0.2s，形成的波动图象是正弦图象的一部分，刚好是半个波长的图形，此后波源立即停止运动，那么波源已经形成的这种振动形式将被传播出去，即保持波形不变依次向后推进，再经过0.2s，波传播到

x=vt=1m/s×（0.2s+0.2s）=0.4m处，此时位于x=0.4m处质点的起振方向沿+y方向，据此可知，选项A

正确。本题答案为A。

2. （安徽省“江南十校”2012届高三3月联考理科综合）—列从O点沿x轴正向传播的简谐横波，在t1= 0.50s时刻的波形图如图所示，已知t0= 0时刻坐标为x = 4m的质点P刚好第一次通过平衡位置沿

y轴正方向运动，则坐标为x=24 m的质点Q开始振动的时刻t2及开始振动时的运动方向分别是（ ）

A. t2=0. 25s，沿y轴负方向 B. t2=0. 75s，沿y轴负方向 C. t2=1. 50s，沿y轴正方向 D. t2=1. 25s，沿y轴正方向

2.B 解析：由题意知，波向右传播，所以质点Q开始振动的方向是沿y 轴的负方向，选项CD错误；题目中图中所示的P点刚好振动一个周期，所以P点刚好第一次通过平衡位置沿y轴正方向运动到t1 = 0.50s的状态刚好为半个周期的时间，所以波的周期为1.0s，再过0.25 s波传到Q点，所以

t2=0.5s+0.25s=0.75s，选项A错误，B正确。本题答案为B。

3.（四川省南充市高三2012届第二次高考适应性考试）—列沿x轴负方向传播的简谐横波，某时刻

用心 爱心 专心 1

的波形如图所示，P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是（ ）

A.v变小，a变大 B. v变小，a变小 C. v变大，a变大 D. v变大，a变小 3.A 解析：质点的速度在平衡位置处最大，离平衡位置越远即位移越大速度越小，而加速度大小与位移成正比；从该时刻开始的一段极短时间内，P点沿y轴负方向向下运动，位移变大，所以其速度变小，而加速度a变大，只有选项A正确。本题答案为A。

4.（河北省衡水中学2012届高三上学期期末考试理综试题）一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播。质点A、B间的水平距离x=3m，如图所示。若t=0时质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振

5．（福建省泉州市2012届高三3月质量检查试题）一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，图中质点A的振动图象如图乙所示，则（ ）

A．这列波的波速是16 m/s B．这列波沿x轴正方向传播

用心 爱心 专心 2

C．从该时刻起经0.4 s，质点A通过的路程是16 cm D．从该时刻起，质点P将比质点Q先回到平衡位置

5.C 解析：根据两图可知，波长λ=20m，周期T=0.8s，所以波速v=λ/T=25 m/s，选项A错误；根据图乙可知，图甲所示时刻质点A正从平衡位置向上振动，据此可判断出，这列波沿x轴负方向传播，选项

项B错误；若已知波沿x轴正向传播，利用“带动法”可知，此时质点a向下振动，选项C正确；若已知质点b此时向上振动，可知该质点是在其左边相邻的质点的带动下才向上振动的，所以波源在左边，该波是沿x轴正方向传播的，选项D错误。本题答案为C。

7．（安徽省六校教育研究会2012届高三上学期测试理综卷）质点P以O点为平衡位置竖直向上作简谐运动，同时质点Q也从O点被竖直上抛，它们恰好同时到达最高点，且高度相同，在此过程中，两质点的瞬时速度vP与vQ的关系应该是 （ ）

A．vP＞vQ B．先vP＞vQ，后vP＜vQ，最后vP=vQ C．vP＜vQ D．先vP＜vQ，后vP＞vQ，最后vP=vQ 7.D 解析：在此过程中，质点P做加速度逐渐增大的减速运动，而质点Q做匀减速直线运动，它们的末速度均为零，运动时间相等，位移也相等，据此可在同一坐标系中作出它们的v-t图象，如上图所示，

用心 爱心 专心 3

各个质点并不随波迁移，它们只在平衡位置附近做简谐运动，所以选项B错误；c、d两点的位移大小相等，方向相反，加速度也是大小相等，方向相反，即不相同，而它们此时的速度大小和方向均相同，即速度相同，所以选项C错误，D正确。本题答案为D。

9．（四川省泸州市2012届高三第二次诊断性考试理综试题）波源为S，振动频率为2.5Hz的简谐横波以1m/s的速度向左传播，波在传播过程中将经过距波源S左边0.4m的P点。波源起振0.3s后，波源S处的质点位于平衡位置上方最大位移处，若取该时刻为计时的起点，以下描述P点的振动图象正确的是（ ）

9.B 解析：在计时的起点时刻，波传播到距波源S左边1m/s×0.3s=0.3m处，即还没有传播到P点，据此可排除选项AD；该波传播的周期T=0.4s，根据“波源起振0.3s即

34T后，波源S处的质点位于平衡

位置上方最大位移处”可知，波源的起振方向是从平衡位置向下振动，据此可排除选项C，只有选项B正

用心 爱心 专心 4

确。本题答案为B。

10．（重庆市2012届高三上学期期末考试理综卷）如左图所示为某振源的振动图象，右图为该振源振

该是周期的整数倍，选项B错误；同理，如果Q点是振源，此时原点处的质点的振动方向从平衡位置向上，所以原点处的质点至少振动了0.5T，而振源Q点至少振动了1.75T+0.5T=2.25T，选项C正确；如果t时刻P点沿y轴正向振动，说明波源在其左边，即波沿x轴正方向传播，选项D错误。本题答案为C。

11．（浙江省台州市2012届高三期末质量评估试题物理卷）一列简谐横波在x轴上传播，某一时刻的波形如图中实线所示，a、b、c三个质元，a向上运动，由此可知（ ）

A． c正向上运动 B．该波沿x轴负方向传播

C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置 D．该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处 11.C 解析：a向上运动，说明其左侧的临点靠近波源，该波沿x轴正方向传播，选项B错误；已知该波沿x轴正方向传播，利用“带动法”可判断出， b正向上运动，c正向下运动，b比c先到达平衡位置，而c比b先到达离平衡位置最远处，所以选项AD错误，C正确。本题答案为C。

12．（北京市怀柔区2012届高三下学期适应性练习理综试题）如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6 s时的波形图，波的周期T＞0.6 s，则（ ）

用心 爱心 专心 5

10

A．波的周期为2.4 s B．波的速度为 m/s

3

C．在t=0.5s时，Q点到达平衡位置 D．在t=0.5s时，Q点到达波峰位置 12.D 解析：根据题意并结合波形图可知，

34T=0.6s，波长λ=8m，所以，波的周期T=0.8s，波速

18v=λ/T=10m/s，选项AB错误；t=0时刻Q点向下振动，t=0.1s=T时，Q点到达波谷位置，再经过0.4s=

12T，

即在t=0.5s时，Q点到达波峰位置，所以选项D正确。本题答案为D。

13.（浙江省任岩松中学、龙岗高中、瑞安十中等五校2012届高三下期初联考理综试题）如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时（ ）

A．位于1cm＜x＜3cm范围内的所有质点正在向y轴的负方向运动 B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向 C．Q处的质点此时正在波峰位置 D．P处的质点此时已运动到x＜0的位置

13.B 解析：Q点在t=0时刻正从平衡位置向上振动，当此振动状态传到P点时，P点正从平衡位置向上振动，位于1cm＜x＜2cm范围内的所有质点正在向y轴的正方向运动，选项A错误；再经过

34T，

Q点将t=0时的振动状态传到P点，此时，Q点到达波谷位置，此时的加速度沿y轴的正方向，选项B正

确，C错误；各质点并不随波迁移，所以选项D错误。本题答案为B。

二、多项选择题

14.（江西省万安中学等六校2012届高三下学期3月联考理综试卷）如图甲所示，是一列沿x轴正方

用心 爱心 专心 6

向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形图，P是离原点x1 = 2 m的一个介质质点，Q是离原点x2 = 4 m的一个介质质点，此时离原点x3 =6 m的介质质点刚刚要开始振动．图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图像（计时起点相同）．由此可知 （ ）

A．这列波的波长为λ = 4 m B．这列波的周期为T = 3 s C．这列波的传播速度为v = 2 m/s D．这列波的波源起振方向为向上 E．乙图可能是图甲中质点Q的振动图像

14．ACE 解析：根据题图可知，波长λ=4m，周期T=2s，波速v=λ/T=2m/s，选项AC正确，B错误；根据图甲，t = 0时刻，离原点x3 =6 m的介质质点开始振动，已知波沿x轴正方向传播，可知该点的起振

第7s内从图示波峰位置处向下运动到平衡位置，回复力始终指向平衡位置，即与质点运动方向相同，所

用心 爱心 专心 7

以回复力做正功，选项B正确；质点C在第7s内从图示平衡位置处向上运动到波峰位置，位移增大，回复力也增大，根据牛顿第二定律可知，加速度也在增大，选项C正确；根据波形图可知，该波的波长λ=4m，又已知周期T=4s，所以波速v=λ/T=1m/s，选项D正确。本题答案为BCD。

16．（广西宾阳中学2012届高三下学期2月月考理综试题）位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动，A刚好完成一次全振动时，在介质中形成的简谐横波的波形如图所示，B是沿波传播方向上介质的一

波迁移，只在平衡位置附近做简谐运动，所以选项C错误；在一个周期时间内A的动量的改变量为零，根据动量定理，其所受回复力的冲量为零，选项D正确。本题答案为ABD。

17.（江西省南昌市2012届高三下学期第一次模拟测试）如图所示为两列分别沿绳传播的（虚线表示甲波，实线表示乙波）简谐横波在某时刻的波形图，则下列说法正确的是（ ）

A．这两列波可以发生干涉现象，x=0.1m处的质点的振动始终减弱 B．这两列波可以发生干涉现象，x= 0.2m处的质点的振动始终加强 C．甲波的速度大小v1．等于乙波的速度大小v2

用心 爱心 专心 8

D．由图示时刻开始，再经甲波周期的1/4，M将位于波峰 E．在一个周期内甲波向右传播的距离为80cm

17.ABC 解析：这两列波属于同类机械波，它们的波速相同，选项C正确；又根据波形图可知，它们的波长相同，所以它们的频率相同，它们是振动方向相同，频率也相同的相干波，所以这两列波可以发

据波形图和波的传播方向可以判断出，介质中各质点的起振方向均是向下；在t=xMQ/v=0.4s时刻，波传播到质点Q处，此时质点Q开始从平衡位置向下振动，再经过

14T=0.1s即总共经过经过0.5s质点Q第一次

到达波谷，所以选项A正确；介质中各质点并不随波迁移，只在平衡位置附近做简谐运动，所以选项B错误；若在Q处放一接收器，接到的波的频率等于2.5Hz，选项C错误；因为宽约3m的障碍物的尺寸小于波长，所以若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象，选项D正确。本题答案为AD。

19.（山东省济宁市2012届高三下学期第一次模拟考试理综试题）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，当波传到O点时开始计时，7.0s时的波形如图所示，此时波刚好传播到x=3.5m处，据此可以判定（ ）

用心 爱心 专心 9

A.该波的振动周期为5.6s B.波源的起振方向可能向上

C.该波的波速一定为0.5m/s D.再经过1.2s，x=l.5m处的质点正在向上运动 19.CD 解析：根据题意，波速v=x/t=3.5m/7.0s=0.5m/s，又由波形图可知，波长λ=2m，所以，该波的振动周期T=λ/v=4.0s，选项A错误，C正确；根据波形图和波的传播方向可判断出位于x=3.5m处质点

不随波迁移，只在平衡位置附近做简谐运动，所以选项C错误；质点Q和P的平衡位置之间的距离刚好是一个波长，它们的振动情况始终相同，选项D正确。本题答案为BD。

21．（广西区南宁市2012届高三上学期期末测试理综卷）一列横波在x轴上传播，在x=0与x=1cm的两点的振动图线分别如图中实线与虚线所示。由此可以得出（ ）

用心 爱心 专心 10

A．波长一定是4cm C．波的振幅一定是2cm

B．波的周期一定是4s D．波的传播速度一定是1cm/s

1421.BC 解析：根据题中已知条件，1cm=（n±）λ，即44n1（cm），其中n=0、1、2、„，

可见，波长不确定，选项A错误；根据振动图象可知，波的周期T=4s，振幅A=2cm，所以选项BC正确；波速v=λ/T=

14n1（cm/s），其中n=0、1、2、„，大小不确定，选项D错误。本题答案为BC。

22.（ 四川省仁寿县城区五校2012届高三第三次联考理综卷）如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t时刻的图象，已知x轴上x=6 cm处的质点P在△t = t1-t = 0.15 s内通过的路程为6 cm，则（ ）

A. 波的频率为10Hz B. 波速为60 cm/s C. 在t时刻，x=13 cm处的质点Q点的速度沿负y方向 D. 在t1时刻，x=13 cm处的质点Q点的加速度沿正y方向

22.BD 解析：根据波形图可知，该波的波长λ=12cm，振幅A=2cm，质点P从题图时刻通过6 cm的路程所需时间为

34T，所以

34T= 0.15 s，周期T=0.2 s，频率f=1/T=5Hz，波速v=λ/T=60 cm/s，所以选

项A错误，B正确；利用“带动法”可判断出，在t时刻，x=13 cm处的质点Q点的速度沿正y方向，再经过0.15s=

34T即在t1时刻，质点Q位于平衡位置下方并且正向上运动，所以加速度沿正y方向，选项C

错误，D正确。

23.（陕西安一中、高新一中、交大附中等五校2012届高三第一次模拟考试理综试题）如图所示，在某种介质中的一条直线上两个振动源A、B相距6m，振动频率相等，C为AB中点，D距B点1.5m。t0=0

用心 爱心 专心 11

时刻A、B开始振动，振幅相等，振动图象如下图所示。若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.3s时相遇，则（ ）

A．t1=0.3s时刻C点经过平衡位置且振动方向向上 B．在两列波相遇过程中，C质点总是比D质点位移大 C．两列波在A、B间的传播速度均为10m/s D．两列波的波长都是4m

23. AC 解析：两列波在相同时间内传播的距离相同，所以波速相同，都是v=x/t=10 m/s，选项C正确；根据振动图象，两列波的振源的起振方向均是向上，在t1=0.3s时刻两列波在C点单独引起的分振动

轴负方向传播，选项A错误；根据振动图象可知，振动周期T=4 s，设波长为λ，则xab=（n+

14）λ或者

用心 爱心 专心 12

（n+

34）λ，其中n=0、1、2、„，所以波长244n1或者

244n3（m），波速v=λ/T=

n1或者

n3（m/s），其中n=0、1、2、„，经检验，选项BD正确，C错误。本题答案为BD。

25.（江西省重点中学协作体2012届高三第二次联考理综卷）如图所示。曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min。则：（ ）

A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s B．当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz C．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大 D．当转速减小时，弹簧振子的振幅增大

25.BD 解析：匀速转动摇把时，振子做受迫振动，当振子稳定振动时，它的振动频率等于驱动力的频率，而与振子的固有频率无关，即f=n=240r/min=4r/s=4Hz，选项A错误，B正确；因为驱动力的频率越

用心 爱心 专心 13

点B处于波谷，设波长为λ，则xn14（n=0、1、2、3„），所以该波波长为：4x4n11n1m，

因为有λ>3.0m的条件，所以取n=0，1： 当n=0时，116m，波速v11T 40m/s；当n=1时，13.2m，波速v22T8.0m/s。

27.（河南省平顶山许昌新乡2012届高三第二次调研考试）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，波速大小为0.6 m/s。P质点的平衡位置坐标为 x =0.96m。从该时刻（图中状态，

用心 爱心 专心 14

的图像知，从P点起振到第一次到达波峰历时为：△ t = t -（0.96 -0.24）/0.6 =1.5 -1.2 =0.3s=所以P通过的路程为：S =3 A =3×0.05 m=0.15m。

34T，

用心 爱心 专心 15