《高考物理一轮复习压轴题剖析（力学部分）》专题11 机械波（解析版）

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专题 11 机械波压轴题

一、多选题

1．沿 x轴正方向传播的一列简谐横波在 t=0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播

速度为 40m/s，则时（）

A．质点 M对平衡位置的位移一定为负值

B．质点 M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同

C．质点 M的加速度方向与速度方向一定相同

D．质点 M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反

【答案】CD

【解析】由图读出波长为 λ=4m，则该波的周期为

t=0时刻质点 M向上运动，则在时刻，质点 M正从波峰向平衡位置运动，所以其速度增大，加

速度减小。位移为正，质点 M的速度沿 y轴负方向，加速度沿 y轴负方向，所以加速度方向与速度方向

相同，速度方向与位移方向相反，质点 M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，故 CD 正确，AB

错误。

故选 CD。

2．如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中 x＝2m 处的质点 P以此时刻为计时起点的

振动图像．下列说法正确的是（）

A．这列波的传播方向是沿 x轴正方向

B．这列波的传播速度是 20 m/s

C．经过 0.15 s，质点 P沿x轴的正方向传播了 3 m

D．经过 0.1 s，质点 Q的运动方向沿 y轴正方向

E.经过 0.35 s，质点 Q距平衡位置的距离小于质点 P距平衡位置的距离

【答案】ABE

【解析】由振动图象读出 t=0 时刻 P点的振动方向，判断波的传播方向．由波动图象读出波长，由振动图

象读出周期，可求出波速．分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断 Q点的运动方向．

由乙图读出，t=0 时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿 x轴正方向传播，A正确；由

图知：λ=4m，T=0.2s，则波速，B正确；简谐横波中质点在平衡位置附近振

动，并不随着波迁移，C错误；图示时刻 Q点沿 y轴正方向运动，，质点 Q的运动方向沿 y

轴负方向，D错误；t=0.35s=1.75T，经过 0.35 s 时，质点 P到达波峰，而质点 Q位于平衡位置与波谷之间，

故质点 Q距平衡位置的距离小于质点 P距平衡位置的距离，E正确．

3．图（a）是一列简谐横波在 t=0.10s 时刻的波形图，P是平衡位置在 x=1.5m 处的质点，Q是平衡位置在

x=12m 处的质点；图（b）为质点 Q的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A．这列波沿 x轴正方向传播

B．在 t=0.25s 时，质点 P的加速度方向沿 y轴负方向

C．从 t=0.10s 到t=0.25s 的过程中，质点 Q的位移大小为 0.30m

D．从 t=0.10s 到t=0.25s，回复力对质点 P的冲量为零

E.质点 Q简谐运动的表达式为 y=0.10sin10πt（m）

【答案】ABE

【解析】A. 根据振动图像可知 t=0.10s 时刻质点 Q向下振动，在波动图像中根据“同侧法”知波沿 x轴正方

向传播，A正确；

B. 由振动图像读出周期 T=0.2s，从 t=0.10s 到t=0.25s 经过的时间为

△t=0.15s= T

则在 t=0.25s 时，质点 P位于 x轴上方，加速度方向沿 y轴负方向，B正确；

C. 从t=0.10s 到t=0.25s 经过的时间为个周期，t=0.25s 时刻质点 Q位于波峰，质点 Q的位移大小为

0.10m，路程为 0.30m，C错误；

D. 从t=0.10s 到t=0.25s 经过的时间为个周期，t=0.10s 和t=0.25s 质点 P的瞬时速度不相同，由动量定理

回复力对质点 P的冲量不为零，D错误；

E.由振动图像和波动图像可知

质点 Q简谐运动的表达式为

E正确。

故选 ABE。

4．甲、乙两列简谐横波在同种均匀介质中传播，如图所示为 t=0 时刻两列波恰好在坐标原点相遇时的波

形图，甲波的频率为 2Hz，沿 x轴正方向传播，乙波沿 x轴负方向传播，则（）

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