高考物理试题分类汇编机械振动和机械波选修34.docx

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高考物理试题分类汇编机械振动和机械波选修34

专题13机械振动机械波

（2012上海24.如图,简单谐横波在t时刻的波形如实线所示,经过∆t=3s,其波形如虚线所示。

已知图中x1与x2相距1m,波的周期为T,且2T<∆t<4T。

则可能的最小波速为__________m/s,最小周期为__________s。

24.【考点】本题考查波动图像和多解问题

【解析】由图可知波长为7mλ=。

若波向右传播,则17

tTnT∆=

+,故17

tTn∆=+,结合题目可知n=2,

3;若波向左传播,则67

tTmT∆=

+,故67

tTm∆=+

结合题目可知m=2,3。

当波向左传播时,且n=

2时,周期T最大,且T=75s,波速最小,最小波速为7

5/7

5

vmsTλ===。

当波向左传播,且m=3时,

周期最小,最小周期为7

9

Ts=

【答案】5,7

9

【误区警示】涉及到波的传播问题时,需要注意题目的多解性。

一个是传播距离的多解性;一个是传播方向的多解性。

（2012上海29.（8分在“利用单摆测重力加速度:

的实验中

（1某同学尝试用DIS测量周期。

如图,用一个磁性小球代替原先的摆球,在单摆下方放置一个磁传感器,其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。

图中磁传感器的引出端A应接到__________。

使单摆做小角度摆动,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于__________。

若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t,则单摆周期的测量值为__________（地磁场和磁传感器的影响可忽略。

（2多次改变摆长使单摆做小角度摆动,测量摆长L及相应的周期T。

虎后,分别取L和T的对数,所得到的lgT-lgL图线为______（填“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”;读得图线与纵轴交点的纵坐标为c,由此得到该地的重力加速度g=__________。

答案:

（1数据采集器,最低点（或平衡位置,2t

N-1

（2直线,4π2/102c,

29.【考点】本题考查实验操作和数据处理【解析】（1磁传感器的引出端A应接到数据采集器,从而采集数据。

单摆做小角度摆动,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于最低点（或平衡位置。

若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t,则单摆周期的测量值为

2t

N-1

。

（2

由2T=可知2141lglglg22Tlgπ=+。

故lgT-lgL图线为直线。

由题意可知214lg2Cgπ=,故

22410

cgπ=

（2012新课标（1（6分

一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图（a所示,x=0.30m处的质点的振动图线如图（b所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”。

已知该波的波长大于0.30m,则该波的波长为_______m。

34⑴【答案】正向0.8m

【解析】⑴由b图可知,0时刻质点振动方向沿y轴正向;根据质点带动法和波向右传播,得a图知介质中各质点的振动方向如图示,由振动方程

tTAyπ2sin

=,即有tTπ2sin22=

得2sin2

tTπ=,又因为该波长大于0.3m,所以234tTππ=,得38tT=

又0.338

xvTtTλ∆===

∆所以0.8mλ=。

（2012大纲卷20.一列简谐横波沿x轴正方向传播,图（a是t=0时刻的波形图,图（b和图（c分别是x轴上某两处质点的振动图像。

由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是

A.1m3

B.2m3

C.1m

D.4m

3

20.BD【解题思路】图（b所示质点在t=0时在正向最大位移处,图（c所示质点在t=0时,m05.0-=x,运动方向沿y轴负方向,结合波形图找到对应的点,如图所示,,若图（c所示质点若为图中左侧波峰上的点,则两点距离为m34,选项D正确;若图（c所示质点若为图中若侧波峰上的点,则两点距离为m3

2

选项B正确。

（2012北京17.一个弹簧振子沿x轴做简谐运动,取平衡位置O为x轴坐标原点。

从某时刻开始计时,经过四分之一的周期,振子具有沿x轴正方句的最大加速度。

能正确反映振子位移x与时间,关系的图像是（

17A解析:

由牛顿第二定律和回复力公式有

mkxa-

=,则在t=4T

时刻,振子具有沿x轴正方句的最

大加速度（正的最大,它的位移为沿x轴负方句的最大位移（负的最大,满足条件的图像只有A,答案A。

（2012福建13.一列简谐波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图像如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是

A.沿x轴负方向,60m/s

B.沿x轴正方向,60m/s

C.沿x轴负方向,30m/s

D.沿x轴正方向,30m/s

【考点】本题主要考查波动图象和振动图象的应用。

【解析】由甲图可知,由于P点沿y轴负方向振动,根据逆向走坡法可以判断,波沿x轴正方向传播,由波动图象可知波长m24=λ,由振动图象可知周期为T=0.4s,则波的传播速度为

smsm/60/4

.024

T

v==

=

λ

A项正确。

【答案】A。

（2012江苏（3地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3.5km/s的S波,另一种是传播速度约为7.0km/s的P波,一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3min。

假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2s,求震源与监测点之间的距离x及S波的波长λ

解析:

（3设P波的传播时间为t,则（,ttvxtvxsp∆+==解得,tvvvvxs

psp∆-=

代入数据得

kmx1260=由Tvs=λ,解得km2.4=λ

（2012山东（1一列简谐横波沿x轴正方向传播,0t=时刻的波形如图所示,介质中质点P、Q分别位于2xm=、4xm=处。

从0t=时刻开始计时,当15ts=时质点刚好第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。

【答案】（1①1m/s②0.2sin（0.5πtm

（1○1设简谐横波的波速为v,波长为λ,周期为T,有图像知,4mλ=。

由题意得

3

34tTT=+○1

vT

λ=

○

2

联立○1○2式,代入数据得

1/vms

=

○

3○

2质点P做简谐运动的表达式为

0.2sin（0.5ytm

π=

○

4

（2012四川19.在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2m/s,振幅为A。

M、N是平衡位置相距2m的两个质点,如图所示。

在t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处。

已知该波的周期大于1s。

则A.该波的周期为5s/3

B.在t=1s/3时,N的速度一定为2m/sC.从t=0到t=1s,M向右移动了2m

D.在t=1s/3到在t=2s/3,M的动能逐渐增大

解析:

由题意可知波源起振方向沿y轴正方向,周期大于1s,可画出t=0时的波形图如图,则波长λ=8m/3,周期T=λ/v=4/3s,则A错;质点的振动速度与波速是两个不同的概念,B错;质点不会随波迁移,C也错误;1s/3就是T/4,可以画出T/4时的波形图就可以判断只有D项正确。

正确答案:

D。

（2012天津7.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t=1/40s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

7【考点】本题考查波动图象及波动规律的应用。

【解析】由于波沿x轴正向传播，由波动与振动的关系可知，t=0时刻M点正沿+y方向振动，从图象上可l1111s时，质点振动了周期，M点经过周期，位移一定=s，t=知波长l=4m，因此周期为T=v104044为正，且M点正沿-y方向运动，速度方向与位移方向相反，A、B项错误；加速度方向总是指向平衡位置，因此此时M点的加速度也沿-y方向，C、D项正确。

【答案】CD（2012天津）（2某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。

①当他组装蛋白石，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹紧，如图所示。

这样做的目的是__________A．保证摆动过程中摆长不变B．可使周期测量得更加准确C．需要改变摆长时便于调节D．保证摆长在同一竖直平面内摆动②，他组装好单摆后自然垂悬的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径。

结果如图所示，则该摆球的直径为________mm单摆长为_______m③，下列振动图像真实地描述了对摆场约为1m的单摆进行周期测量得四种操作过程，图中横坐标远点表示计时开始，A,B,C均为30次全振动的图像，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_______（填字母代号）。

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（2）①解析：

用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线增加了线与悬挂处的摩擦保证摆长不变；改变摆长时用力拉不会将摆线拉断，方便调节摆长；AC正确。

②解析：

用10分度游标卡尺主尺读数为12mm，游标尺读数为0，则摆球的直径为12mm+0×0.1mm=12.0mm。

单摆摆长为l=L-D2=0.9990-0.0122=0.9930mm③解析：

单摆的振动在摆角小于5度才能看作简谐振动，在测量周期时计时起点应该选择在平衡位置（速度大误差小）。

根据摆角估算振幅A1=lsin5°=0.993´0.087=0.086m=8.6cm，AB振幅合理。

A1=lsin15°=0.993´0.26=0.25m=25cm，CD振幅不合理错误。

A中振动图像的计时起点在平衡位置是合理的，B中振动图像的计时起点在正的最大位置是不合理的。

答案A。

（2012浙江）16、用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。

某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波锋位置。

下列说法正确的是A.a、b两点之间的距离为半个波长B.a、b两点开始时刻相差半个周期第7页（共9页）山东世纪金榜科教文化股份有限公司

C.b点完成全振动的次数比a点多一次D.b点完成全振动的次数比a点少一次16【答案】D【考点】机械振动与机械波【解析】ab两点是波上相邻两波峰，其间距为一个波长，波在传播是在一个周期里传播一个波长，所以波的前端从a到b需要一个周期的时间，a质点比b质点提前一个周期起振，所以b比a完成的全振动少多一次。

（2012重庆）14．装有砂粒的试管竖直静立于小面，如题14图所示，将管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。

若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是14.命题透析：

结合实际模型考察机械振动图像问题答案：

D解析：

上提后释放物体从正向最大位移处开始做简写运动，符合条件的为D选项（2012海南）18.模块3-4试题（12分

（1）分）某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示.在波的传播方向上有A、B两点，（4它们到S的距离分别为45m和55m.测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s.由此可知①波长l=______m;②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是______cm.第8页（共9页）山东世纪金榜科教文化股份有限公司

【解析】

（1）由题意可知波速v=xt=10m/s，周期T=2.0s，波长l=20m，A、B相差半个波长振动情况完全相反，故B点位移为+6cm时，A点位移为-6cm。

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