专题17 机械振动机械波-十年（2012-2021）高考物理真题分项汇编（山东专版）

十年（2012-2021）高考物理真题分项详解（山东专版） 专题17 机械振动机械波 1、 山东省最近10年高考物理分析： 2021年，单独命题，单科 2020年，单独命题，单科 2019年，全国I卷，理综物理 2018年，全国I卷，理综物理 2017年，全国I卷，理综物理 2016年，全国I卷，理综物理 2015年，单独命题，理综物理 2014年，单独命题，理综物理 2013年，单独命题，理综物理 2012年，单独命题，理综物理 二、2012-2021年高考物理试题全解全析： 1、（2012·山东卷·T37）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）． 【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有 【分析】（1）根据波形图得到波长；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，判断出周期；然后根据计算波速； （2）根据波形图得到振幅A，然后根据公式y＝Asinωt列式求解． 【解析】①根据波形图得到波长λ＝4m； t＝0时刻，质点Q正向下运动；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，故有 3T+＝t 解得 T＝ 故波速为； ②t＝0时刻，质点P正在向上运动，振幅为：A＝0.2m； 角频率为：ω＝rad/s 故质点P做简谐运动的表达式为：y＝0.2sin m； 答：①波速为1m/s； ②点P做简谐运动的表达式为y＝0.2sin m． 【点评】本题综合考查了质点的振动和波动，关键是要能从波速方向判断出质点的振动方向，同时要能从图象得到波长并进一步求解波速． 2、（2013•山东）如图所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式为x＝0.1πsin（20πt）m，介质中P点与A、B两波源间距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s． ①求简谐横波的波长． ②P点的振动　　（填“加强”或“减弱”） 【考点】波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有 【分析】①由简谐运动表达式为x＝0.1πsin（20πt）m，读出ω，由T＝求得波的周期T，由v＝求解波长； ②根据P点与A、B两波源的路程差与波长的关系，分析P点的振动情况，若路程差是波长的整数倍，则振动加强；若路程差是半个波长的奇数倍，则振动减弱． 【解析】①由简谐运动表达式为x＝0.1πsin（20πt）m知，角频率ω＝20πrad/s，则周期为T＝＝0.1s，由v＝得，波长λ＝vT＝1m； ②△S＝5m﹣4m＝1m＝λ，故P点的振动加强． 故答案为：①λ＝1m，②加强 【点评】本题要掌握简谐运动的表达式x＝Asinωt，即可读出ω，求出周期和波长．根据路程与波长的关系，确定质点的振动强弱是常用的方法． 3、（2014·山东卷·T38）一列简谐波沿直线传播，以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图所示，已知O，A的平衡位置相距0.9m，以下判断正确的是（　　） A．波长为1.2m B．波源起振方向沿y轴正方向 C．波速大小为0.4m/s D．质点A的动能在t＝4s时最大 【考点】简谐运动的振动图象；波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有 【分析】首先明确其图象是振动图象，并可知周期为4s和起振方向即A的振动情况；据波速公式即变形式即可求解． 【解析】AC、据图象可知：A比波源晚振动3s，其周期为4s，所以波速为：v＝＝0.3m/s。 在据波速公式得：λ＝vT＝0.3×4m＝1.2m 故A正确；C错误； BD、据波的传播特点，各质点的起振方向与波源的起振方向相同；据图象可知，起振方向沿y 轴的正方向，质点A在4s时位于最大位移处，速率为零，动能为零，故B正确，D错误。 故选：AB。 【点评】灵活应用波的传播特点是解题的关键，即波的起振方向与各质点的起振方向相同；注意求波速的方法及波速公式的应用． 4、（2015·山东卷·T38）如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin（2.5πt）m．t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下：t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g＝10m/s2．以下判断正确的是（　　） A．h＝1.7m B．简谐运动的周期是0.8s C．0.6s内物块运动的路程是0.2m D．t＝0.4s时，物块与小球运动方向相反 【考点】简谐运动的回复力和能量．菁优网版权所有 【分析】由振动公式可明确振动的周期、振幅及位移等；再结合自