高考物理真題分類匯編-機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波

避躲市安閑陽(yáng)光實(shí)驗(yàn)學(xué)校高考物理真題分類匯編：機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波(2015新課標(biāo)I-34（2）)【物理—選修3-4】（10分）甲乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿軸正向和負(fù)向傳播，波速均為25m/s，兩列波在t=0時(shí)的波形曲線如圖所示,求（=1\*romani）t=0時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)（=2\*romanii）從t=0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間【答案】（i）X=(50+300n)cmn=0,±1,±2······（ii）t=0.1s【考點(diǎn)】橫波的圖像;波速、波長(zhǎng)和頻率（周期）的關(guān)系【解析】（i）t=0時(shí)，在x=50cm處兩列波的波峰相遇，該處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為16cm,兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移均為16cm。從圖線可以看出，甲、乙兩列波的波長(zhǎng)分別為：λ1=50cm,λ2=60cm·······eq\o\ac(○,1)(2分)乙兩列波波峰的x坐標(biāo)分別為：X1=50+k1λ1,k1=0,±1,±2······eq\o\ac(○,2)(1分)X2=50+k2λ2,k2=0,±1,±2······eq\o\ac(○,3)(1分)由eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)式得，介質(zhì)中偏離平衡位置為16cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為：X=(50+300n)cmn=0,±1,±2······eq\o\ac(○,4)(2分)（ii）只有兩列波的波谷相遇處的質(zhì)點(diǎn)的位移為-16cm,t=0時(shí)，兩列波谷間的x坐標(biāo)之差為：Δx/=[50+(2m2+1)λ12]······eq\o\ac(○,5)(1分)式中m1和m2均為整數(shù)，將eq\o\ac(○,1)代入eq\o\ac(○,5)式得：Δx/=10(6m2–5m1)+5·······eq\o\ac(○,6)由于m1和m2均為整數(shù)，相向傳播的波谷間的距離最小為：Δx/=5cm······eq\o\ac(○,7)(1分)從t=0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為：t=?x0/2v·······eq\o\ac(○,8)代入數(shù)值得：t=0.1s······eq\o\ac(○,9)(1分)【2015新課標(biāo)II-34】（2）（10分）平衡位置位于原點(diǎn)O的波源發(fā)出簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個(gè)點(diǎn)（均位于x軸正向），P與Q的距離為35cm，此距離介于一倍波長(zhǎng)與二倍波長(zhǎng)之間，已知波源自t=0時(shí)由平衡位置開始向上振動(dòng)，周期T=1s，振幅A=5cm。當(dāng)波傳到P點(diǎn)時(shí)，波源恰好處于波峰位置；此后再經(jīng)過5s，平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置，求：（ⅰ）P、Q之間的距離（ⅱ）從t=0開始到平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時(shí)，波源在振動(dòng)過程中通過路程。【答案】(1)133cm；（2）125cm考點(diǎn)：波的傳播【2015重慶-11（2）】（6分）題11圖2為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為0.4s.求該波的波速并判斷P點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向。【答案】；P點(diǎn)沿y軸正向振動(dòng)考點(diǎn)：本題考查橫波的性質(zhì)、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的關(guān)系。（2015四川-2）．平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌ǎM波），在波的傳播方向上有相距3m的甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動(dòng)，測(cè)得兩個(gè)小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時(shí)，乙在波峰，且兩木塊之間有一個(gè)波峰。這列水面波A．頻率是30HzB．波長(zhǎng)是3mC．波速是1m/sD．周期是0.1s【答案】C考點(diǎn)：對(duì)機(jī)械波、機(jī)械振動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律的理解與應(yīng)用?！?015山東-38（1）】.【物理-物理3-4】如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向，物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.1sin(2.5πt)m。t=0時(shí)刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t=0.6s時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小為g=10m/s2.以下判斷正確的是______（雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)）a.h=1.7mb.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8sc.0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是0.2md.t=0.4s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反【答案】ab考點(diǎn)：簡(jiǎn)諧振動(dòng).【2015福建-16】16．簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v。若某時(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，下列四副波形中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是（）【答案】：D【2015北京-15】．周期為2.0s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖像如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波（）A．沿x軸正方向傳播，波速v=20m/sB．沿x軸正方向傳播，波速v=10m/sC．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=20m/sD．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=10m/s【答案】B【難度】★【考點(diǎn)】機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波【解析】機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波為每年必考題目，難度都不大。根據(jù)機(jī)械波的速度公式,由圖可知波長(zhǎng)為20m，再結(jié)合周期為2s，可以得出波速為10m/s。應(yīng)用“同側(cè)法”等方法判斷波沿x軸正方向傳播。因此答案為B?！?015北京-21（2）】用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)如圖2所示。①組裝單擺時(shí)，應(yīng)在下列器材中選用（選填選項(xiàng)前的字母）。A.長(zhǎng)度為1m左右的細(xì)線B.長(zhǎng)度為30cm左右的細(xì)線C.直徑為1.8cm的塑料球D.直徑為1.8cm的鐵球②測(cè)出懸點(diǎn)O到小球球心的距離（擺長(zhǎng)）L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t。則重力加速度g=（用L，n，t表示）③下表是某同學(xué)記錄的3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了部分計(jì)算處理。組次123擺長(zhǎng)L/cm80.0090.00100.0050次全振動(dòng)時(shí)間t/s90.095.5100.5振動(dòng)周期T/s1.801.91重力加速度g/（m·s-2）9.749.73請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中的T=s，g=m/s2④用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出T2-L圖像，也可以求出重力加速度g，已知三位同學(xué)做出的T2-L圖線的示意圖如圖3中的a，b，c所示，其中a和b平行，b和c都過原點(diǎn)，圖線b對(duì)應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對(duì)于圖線b，下列分析正確的是（選填選項(xiàng)前的字母）()A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)LB.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次C.圖線c對(duì)應(yīng)的g值小于圖線b對(duì)應(yīng)的g值⑤某同學(xué)在家里測(cè)重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個(gè)單擺，如圖4所示，由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺，于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記，使得選點(diǎn)O到A點(diǎn)間的細(xì)線長(zhǎng)度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長(zhǎng)度不變，通過改變O、A間細(xì)線長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)O、A間細(xì)線的長(zhǎng)度分別為l1、l2時(shí)，測(cè)得相應(yīng)單擺的周期為T1、T2，由此可得重力加速度g=（用l1、l2、T1、T2表示）【答案】①AD②③2.01，9.76④B⑤【難度】★★【考點(diǎn)】單擺測(cè)重力加速度【解析】①單擺要求擺線盡量長(zhǎng)，擺球盡量選擇較重較小的單擺。所以選擇AD;②利用單擺公式計(jì)算可得結(jié)果；③T=t/50，利用單擺周期公式計(jì)算得出結(jié)果；④由公式，c圖像斜率偏小可知周期偏小或者擺長(zhǎng)偏大，故選B；⑤可以得出結(jié)果為【2015江蘇-12】B、【選修3-4】（12分）（1）一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比_________A．波速變大B．波速不變C．頻率變高D．頻率不變（2）用的超聲波檢查膽結(jié)石，該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2250m/s和1500m/s，則該超聲波在結(jié)石中的波長(zhǎng)時(shí)膽汁中的______倍。用超聲波檢查膽結(jié)石是因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)短，遇到結(jié)石時(shí)_______（選填“容易”或者“不容易”）發(fā)生衍射【2015海南-14】14如圖，位于豎直水平面內(nèi)的光滑軌道由四分之一圓弧ab和拋物線bc組成，圓弧半徑Oa水平，b點(diǎn)為拋物線頂點(diǎn)。已知h=2m,，s=。取重力加速度大小。（1）一小環(huán)套在軌道上從a點(diǎn)由靜止滑下，當(dāng)其在bc段軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，與軌道之間無(wú)相互作用力，求圓弧軌道的半徑；（2）若環(huán)從b點(diǎn)由靜止因微小擾動(dòng)而開始滑下，求環(huán)到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度的水平分量的大小。【答案】（1）（2）【解析】（1）一小環(huán)套在bc段軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，與軌道之間無(wú)相互作用力，則說明下落到b點(diǎn)時(shí)的速度，使得小環(huán)套做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡與軌道bc重合，故有①，②，從ab滑落過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得③，聯(lián)立三式可得（2）下滑過程中，初速度為零，只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理可得④因?yàn)槲矬w滑到c點(diǎn)時(shí)與豎直方向的夾角等于（1）問中做平拋運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角相等，設(shè)為，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知⑤，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可得⑥聯(lián)立①②④⑤⑥可得【2015海南-16】16、模塊3-4試題。（1）一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)譜橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3m.。已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4s。下列說法正確的是A.波速為4m/sB.波的頻率為1.25HzC.x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時(shí)恰好位于波谷D.x的坐標(biāo)為22m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時(shí)恰好位于波峰E.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí)，x坐標(biāo)為17m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷【答案】BDE【解析】任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4s，則，解得從圖像中可知，所以根據(jù)公式，故A錯(cuò)誤；根據(jù)公式可得波的頻率為1.25Hz，B正確；x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點(diǎn)和x坐標(biāo)為3m的質(zhì)點(diǎn)相隔12m，為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即兩質(zhì)點(diǎn)為同相點(diǎn)，而x坐標(biāo)為3m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期振動(dòng)到平衡位置，所以x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時(shí)振動(dòng)到平衡位置，C錯(cuò)誤；x的坐標(biāo)為22m的質(zhì)點(diǎn)和x的坐標(biāo)為2m的質(zhì)點(diǎn)為同相點(diǎn)，x的坐標(biāo)為2m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐標(biāo)為22m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時(shí)恰好位于波峰，D正確；當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí)，經(jīng)過了半個(gè)周期，而x坐標(biāo)為17m的質(zhì)點(diǎn)和x坐標(biāo)為1m的質(zhì)點(diǎn)為同相點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期x坐標(biāo)為1m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷，E正確；【2015天津-3】3、圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x=2m和x=6m，圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是A．該波沿+x方向傳播，波速為1m/sB．質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動(dòng)的路程為4mC．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向D．質(zhì)點(diǎn)a在t=2s時(shí)速度為零【答案】D【2015天津-9】(2)某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度①為了使測(cè)量誤差盡量小，下列說法正確的是A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B．組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線C．實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)D．?dāng)[長(zhǎng)一定的情況下．?dāng)[的振幅盡量大eq\o\ac(○,2)如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有