1、专题04 选择题振动和波部分【2019东城二模】16如图，细绳一端固定于悬挂点O，另一端系一小球。在悬挂点正下方A点处钉一个钉子。小球从B点由静止释放，摆到最低点C的时间为t1，从C点向右摆到最高点的时间为t2。摆动过程中，如果摆角始终小于5，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A、 t1= t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小B、 t1 t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小C、 t1 t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变D、 t1= t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变【答案】：C【考点】：简谐运动单摆模型中的周期、速率变化情况的考查。【解析】：因为摆角始终小于5，所以此单摆的运动
2、可以看作是简谐运动。小球被钉子挡住前后，可以看成是两个不同摆长的单摆。显然，和分别为对应单摆的四分之一周期，钉子挡住前的摆长大于挡住后的摆长，由单摆的周期公式可知。摆线被钉子挡住的前后瞬间，虽然受到钉子的作用力，但该力对小球不做功，因此小球的速率不变。所以该题正确答案选C。【2019朝阳二模】15一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移x与时间t的关系图线如图所示，由图可知（ ） A质点振动的频率为1.6HzB质点的振幅为4.0cmC在0.3s和0.5s两时刻，质点的速度方向相同D在0.3s和0.5s两时刻，质点的加速度方向相同【答案】：D 【考点】：振动图像。【解析】：由图像可知质点的振动周
3、期，则频率，A选项错误。由图像可知质点的振幅为2.0cm，B选项错误。0.3s时刻，质点的速度方向沿x轴向上，0.5s时刻，质点的速度方向沿x轴向下，两质点的速度方向不相同，C选项错误。在0.3s和0.5s两时刻，质点的回复力方向都向下，加速度方向也都向下，方向相同，D选项正确。【2019丰台二模】16如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播。某时刻波上质点P正通过平衡位置，经过一段时间，波向前传播了距离d，P点第一次达到波谷，则该横波的波长为（ ） PA BCD【答案】：A【考点】：机械横波中质点的振动方向与波的传播方向的关系、波长的计算。【解析】：由波沿x轴正方向传播、该时刻质点P位于平衡位
4、置可推知，该时刻质点P的运动方向竖直向下，又因为经过一段时间，P点第一次达到波谷，由此可知，经过的时间为。又因为波是向前匀速传播的，所以向前传播的距离，由得，所以A选项正确，其它选项错误。【2019昌平二模】15用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐波。某一时刻的波形如图2所示，绳上的a质点处于平衡位置、b质点处于波峰位置，a、b两质点间的水平距离为L。下列说法正确的是（ ） A该简谐波是纵波B该简谐波的波长为2LC此时刻a质点的振动方向向上D此时刻b质点的加速度方向向下【答案】：D【考点】：机械波的性质及描述机械波的物理量。【解析】：该简谐波中的质点振动方向和波的传播方向相互垂直，
5、符合这样特点的简谐波属于横波，如果二者方向一致则属于纵波，所以A选项错误。a、b两质点间的水平距离L为四分之一波长，即，则，B选项错误。因为波向右传播，根据横波的特点可知，此时刻a质点的振动方向向下，C选项错误。此时刻b质点的处于波峰位置，受到回复力向下，加速度方向与回复力方向相同，所以D选项正确。【2019房山二模】16简谐横波在同一均匀介质中沿x轴高三理综试卷第6页（共18页）正方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷。下列四幅波形图中，质点a从该时刻起最先到达波谷的是（ ） 【答案】：D【考点】：机械波的图像。【解析】：A
6、选项，则，周期，由波沿x轴高三理综试卷第6页（共18页）正方向传播可知，质点a该时刻的振动方向沿y轴正方向，经过四分之三周期到达波谷，即；B选项，则，周期，由波沿x轴高三理综试卷第6页（共18页）正方向传播可知，质点a该时刻的振动方向沿y轴负方向，经过四分之一周期到达波谷，即；C选项，则，周期，由波沿x轴高三理综试卷第6页（共18页）正方向传播可知，质点a该时刻的振动方向沿y轴正方向，经过四分之三周期到达波谷，即；D选项，则，周期，由波沿x轴高三理综试卷第6页（共18页）正方向传播可知，质点a该时刻的振动方向沿y轴负方向，经过四分之一周期到达波谷，即。由以上分析可知：，正确答案选D，A、B、C
7、错误。【2019顺义二模】17如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时，该波恰好传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处。在t=0.6s时， 质点A恰好第二次出现在正的最大位移处，则（ ） A该波的周期为0.6sB该波的波速等于4m/sCt=0.6s时，质点B在平衡位置处且向上运动D t=0.6s时，质点C在平衡位置处且向上运动 【答案】：D【考点】：机械波的图像【解析】：由“t=0.6s时，质点A恰好第二次出现在正的最大位移处”可知，则，A选项错误；由图可知，结合可知，B选项错误；因为波沿x轴正方向传播，t=0时质点B在平衡位置处向上运动，所以t=0.6s时，质点B在平衡位置处
8、且向下运动，C选项错误；波的形式从t=0时的B点处，经过半个周期（）传到C，C点从平衡位置开始向上运动，再经过一个周期（），即t=0.6s时，质点C回到平衡位置处且向上运动，所以D选项正确。【2019西城二模】16如图所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形，虚线是该波在t = 0.20s时刻的波形，则此列波的周期可能为（ ） A0.10s B0.20s C0.40s D0.80s【答案】：D【考点】：机械波图像的周期性【解析】：因为该机械波沿x轴正方向传播，从实线波形到虚线波形对应的时间是0.20s，至少是四分之一周期。根据波的周期性有：，其中n=0、1、2，所以，当
9、n=0时，所以选项D正确，A、B、C错误。【2019海淀二模】16图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图象，图2所示为该波中x=2m处质点P的振动图象，下列说法正确的是（ ） A该波的波速为2m/sB该波沿x轴负方向传播Ct= 1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大D在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度方向均未发生改变【答案】：C【考点】：振动图像和波动图像的综合应用【解析】：由图1读出波长，由图2读出，因此该波的波速，选项A错误。由图2可以看出，质点P在时向上振动，再回到图1中，结合横波的特点：质点的振动方向和波的传播方向相互垂直，可知该波沿x轴正方向传播，选项B错误。由
10、图2可知，时，质点P位于波峰位置，速度最小，加速度最大，所以选项C正确。从到是半个周期，质点P从平衡位置向上振动到波峰位置，然后再回到平衡位置，它的速度方向先向上再向下，加速度方向是由回复力方向决定的，该过程中，回复力的方向一直向下，所以加速度方向一直向下，因此选项D错误。【2019海淀二模反馈】16图1所示为一列简谐横波在某时刻的波动图象，图2所示为该波中x=1.5m处质点P的振动图象，下列说法正确的是 （ ） A该波的波速为2m/s B该波一定沿x轴负方向传播 Ct= 1.0s时，质点P的加速度最小，速度最大D图1所对应的时刻可能是t=0.5s【答案】：D【考点】：振动图像和波动图像的综合应用【解析】：由图1读出波长，由图2读出，因此该波的波速，选项A错误。题中没有给出波动图像的具体时刻，所以无法在图2中找到P点对应的时刻来判断P点的振动方向，那么波的传播方向也就不得而知了，B选项错误。由图2可知，时，质点P位于波峰位置，速度最小，加速度最大，所以选项C错误。因为不知道波的传播方向，所以由图1中P点的位置结合图2可知，对应的时刻为：t=（0.54n）s或者t=（1.54n）s，其中n=0、1、2、3，当波向x轴正方向传播，n=0时，t=0.5s，D选项正确。 6