2011高考物理熱點預測專題6機械振動與機械波

1、2011高考物理熱點預測專題6·機械振動與機械波高考預測機械振動和機械波是每年高考的必考內(nèi)容，分值為6分，著重考查基礎知識，復習時深度不宜過深。從近三年高考試題發(fā)展趨勢來看，2010年高考中本專題可能會以下列題型出現(xiàn)：1選擇題。它可能把波的圖象、頻率、波長、波速的關系，質(zhì)點振動方向和波傳播方向的關系，及單擺的周期、機械能守恒等知識有機整合成一道選擇題。 2實驗題和填空題?？梢钥疾椤坝脝螖[測重力加速度”、“回聲測距離”等。 3計算題。計算題中可能會求考查波速與周期、波長的關系、振動圖象、波的圖象等知識。 一、選擇題（本題共10小題，每小題6分，共60分。在每小題給出的四個選項中，有的小

2、題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的或不答的得0分。）1. 如圖6-16所示，兩個單擺的擺長相同，平衡時兩擺球剛好接觸?，F(xiàn)將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開一個小角度后釋放，碰撞后，兩擺球分開各自做簡諧運動, 以mA、mB分別表示A、B兩球的質(zhì)量，則( )A.如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B.如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)C.無論兩擺球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右側(cè)D.無論兩擺球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)2. 在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡諧橫波。一頂點由平衡位置豎直向上運

3、動，經(jīng)0.1 s到達最大位移處在這段時間內(nèi)波傳播了0.5 m。則這列波（ ）A周期是0.2 sB波長是0.5 mC波速是2 m/sD經(jīng)1.6 s傳播了8 mD 解析：波速，故選項C不正確；質(zhì)點由平衡位置開始運動，經(jīng)0.1 s達到最大位移處，則（n=0, 1,2）或（n=0, 1,2），即（n=0, 1,2）或（n=0, 1,2），故選項A不正確；由公式，則，所以（n=0, 1,2）或（n=0, 1,2）故選項B不正確；1.6 s內(nèi)波傳播的距離，故選項D正確。3.公路上勻速行駛的貨車受一擾動，車上貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板。一段時間內(nèi)貨物在豎直方向的振動可視為簡諧運動，周期為T，取豎直向

4、上為正方向。以某時刻作為計時起點，即t0，其振動圖像如圖6-17所示，則( )A時，貨物對車廂底板的壓力最大B時，貨物對車廂底板的壓力最小C時，貨物對車廂底板的壓力最大D時，貨物對車廂底板的壓力最小4. A、B兩列波在某時刻的波形如圖6-18所示，經(jīng)過tTA時間（TA為波A的周期），兩波再次出現(xiàn)如圖波形，則兩波的波速之比vA： vB可能是( )A. 1：3B. 1：2C. 2：1D. 3：15一簡諧波在圖6-19中x軸上傳播，實線和虛線分別是t1和t2時刻的波形圖。已知t2t11.0s。由圖3判斷下列哪一個波速是不可能的（ ）A. 1m/sB. 3m/sC. 5m/sD. 10m/s6如圖6-

5、20所示的單擺，擺球a向右擺動到最低點時，恰好與一沿水平方向向左運動的粘性小球b發(fā)生碰撞，并粘在一起，且擺動平面不變。已知碰撞前a球擺動的最高點與最低點的高度差為h，擺動的周期為T，a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的5倍，碰撞前a球在最低點的速度是b球速度的一半。則碰撞后( )A擺動的周期為B擺動的周期為C擺球最高點與最低點的高度差為0.3hD擺球最高點與最低點的高度差為0.25h7一列橫波在x軸上傳播，在x0與x1 cm的兩點的振動圖線分別如圖6-21中實線與虛線所示。由此可以得出( ) A波長一定是4 cm B波的周期一定是4 s C波的振幅一定是2 cm D波的傳播速度一定是1 cm/s8如圖6-22

6、所示，位于介質(zhì)I和II分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負方向與正方向傳播的機械波。若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則( )Af12f2，v1v2 Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df10.5f2，v1v29如圖6-23所示，S1和S2是兩個相干波源，由它們發(fā)生的波相互疊加，實線表示波峰，虛線表示波谷，對于a、b、c三點的振動情況，下列判斷中正確的是( )Ab處的振動永遠互相減弱 Ba處永遠是波峰與波峰相遇Cb處在此時刻是波谷與波谷相遇 Dc處的振動永遠互相減弱10一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在某時刻（設該時間為t=0時刻）的波形如圖18所示

7、，在0.7s末，質(zhì)點P恰好第二次到達波峰，則下列說法正確的是（ ）2-44-2-60x/myQP圖6-24A在該列波的傳播速度是10m/sB在0.9s末，質(zhì)點Q第一次到達波峰C如果x=5m處就是波源，則它剛開始起振的方向是y軸的正方向D當質(zhì)點Q到達波峰時，質(zhì)點P到達波谷 二、填空和實驗題(本題共3小題，共24分，把正確的答案填在下面的橫線上，或按要求答題。）11用單擺測定重力加速度的實驗中，有如下器材供選用，請把應選用的器材填在橫線上_ (填字母)。 A1m長的粗繩 B1m長的細線C半徑為lcm的小木球 D半徑為lcm的小鉛球 E時鐘 F. 秒表 C最小刻度為mm的米尺 H最小刻度為cm的米尺

8、 I鐵架臺 J. 附砝碼的天平，12 一位同學用單擺做測定重力加速度的實驗, 他將擺掛起后，進行了如下步驟： A. 測擺長l ：用米尺量出擺線的長度； B測周期T ：將擺球拉起，然后放開，在擺球某次通過最低點時，按下秒表開始計時，同時將此次通過最低點作為第1次，接著一直數(shù)到擺球第60次通過最低點時，按下秒表停止計時，讀出這段時間t ，算出單擺的周期 T = t /60 ； C將所測得的l和T代人單擺的周期公式 ，算出g填入報告冊. 指出上面步驟中遺漏或錯誤的地方，寫出該步驟的字母，并加以改正 (不要求進行誤差計算)。13沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時的波形如圖6-25所示，P、Q兩個質(zhì)點的

9、平衡位置分別位于x3.5 m和x6.5 m處。在t10.5 s時，質(zhì)點P恰好此后第二次處于波峰位置；則t2_s時，質(zhì)點Q此后第二次在平衡位置且向上運動；當t10.9 s時，質(zhì)點P的位移為_cm。 14一列間諧橫波，沿x軸正向傳播。位于原點的質(zhì)點的振動圖象如圖6-26所示。該振動的振幅是  _cm；振動的周期是 s ；在t等于周期時，位于原點的質(zhì)點離開平衡位置的位移是 cm。圖6-27為該波在某一時刻的波形圖，點位于x=0.5m處。該波的傳播速度為 m/s；經(jīng)過周期后，點離開平衡位置的位移是 _ cm。三、計算題（本題共3小題，每小題12分，共36分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和

10、重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）15.某實驗室中懸掛著一彈簧振子和一單擺，彈簧振子的彈簧和小球（球中間有孔）都套在固定的光滑豎直桿上某次有感地震中觀察到靜止的振子開始振動4.0 s后，單擺才開始擺動此次地震中同一震源產(chǎn)生的地震縱波和橫波的波長分別為10 km和5.0 km，頻率為1.0 Hz假設該實驗室恰好位于震源的正上方，求震源離實驗室的距離 解析：地震縱波傳播速度為：vPfP，地震橫波傳播速度為：vSfS震源離實驗室距離為s，有： 解得：16圖6-29為某波動在t =10s時的圖像，圖6-30為圖1中x =10cm處P點的振動圖像。根

11、據(jù)圖示信息回答下列問題。(1) 該波動的振幅、波長、周期、頻率是多少？(2) 波向哪個方向傳播？速度是多少？(3) 畫出圖6-29中x =20cm處Q點的振動圖像。17在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上，有相距0.4m的B、C兩質(zhì)點,t1=0時，B、C兩質(zhì)點的位移為正的最大值，而且B、C間有一個波谷。當t2=0.1s時，B、C兩質(zhì)點的位置剛好在各自的平衡位置，并且這時B、C間呈現(xiàn)一個波峰一個波谷，波谷到B點的距離為波長的四分之一，試求：(1)該簡諧橫波的周期、波速各為多少？(2)若波速為27m/s，則t3=0.3s時質(zhì)點C的振動方向怎樣？參考答案：一、選擇題5解析：由波動圖像可知波長4m。(1)

12、若波沿x軸正方向傳播：x（n +1/4）(4n+1)m n=1、2、3波速（4n+1）m/s 波速可能值為1 m/s，5 m/s，9 m/s，13 m/s(2)若波沿x軸負方向傳播x（n +3/4）(4n+3)m n=1、2、3 波速（4n+3）m/s 波速可能值為3 m/s，7 m/s，11m/s，15 m/s由此可知波速不可能為10m/s，該題應選D 。6解析：碰撞后由可知，擺長不變周期不變，碰撞過程動量守恒結(jié)合可得，選項D對。7解析：由圖像可知T=4s,A=2cm,若波沿x軸正向傳播，則二者間距為,若波沿x軸負向傳播，則二者間距為，所以波長為4cm只是波沿x軸正向傳播的一種可能，所以BC

13、對。8解析：由圖像可知 而波的頻率由波源決定與介質(zhì)無關 故，由故v1=2v2，所以選項C正確。9解析：兩個相干波源形成的干涉圖樣是穩(wěn)定的，加強區(qū)永遠是加強區(qū)減弱區(qū)永遠是減弱區(qū)（a、b處永遠是加強區(qū)，c永遠是減弱區(qū)），加強區(qū)部分（如圖中的a、b兩點）的質(zhì)點是振動的幅度加大而不會永遠是波峰與波峰相遇。減弱區(qū)部分（圖中c點）振動的振動的幅度減小有兩列波的振幅相同時，減弱區(qū)才會出現(xiàn)疊加后合振幅為零，選項CD對。10解析：由題意 則 跟據(jù)波形平移法，波峰“移”至Q點時，經(jīng)過的路程是0.9m。v=10m./s所需時間為0.9s。從-1處質(zhì)點的起振方向可知波源的起振方向為向下，0.9s之后P點處于波谷，故選

14、ABD。二、填空和實驗題11.解析： 測擺長時是從懸點到球心的距離，若用粗繩，粗繩質(zhì)量不能忽略，則擺長無法測定，故選B ，鉛球密度大，擺動中阻力的影響相對小些，擺長的測定也相對準確，故選D. 計時使用秒表方便，故選F測長度應準確到mm ，故選C ，本實驗中不需測質(zhì)量，但必須將小球懸掛，故選I 。答案 B、D、F、C、I 12解析： A. 要用卡尺測擺球直徑d ，擺長l等于擺線長加上d2 B. 周期T = t /29.5, Cg應多測量幾次，然后取g的平均值作為實驗的最后結(jié)果13解析：在t10.5 s時，質(zhì)點P恰好此后第二次處于波峰位置，P質(zhì)點,Q點t=0時刻振動方向向下，所以t2=0.6s時，質(zhì)點Q第二次通過平衡位置向上振動。t10.9 s時質(zhì)點P位處波峰故位移為2cm。答案 0.6 214答案： 8 0.2 0 10 8三、計算題15解析：A0.1 m 0.10.20.30.40.50.