2013高考物理 真题分类解析 专题19 机械振动机械波.doc

2013高考物理分类解析2013高考物理分类解析专题十九、机械振动机械波1. （2013高考福建理综第16题）如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是答案：C解析：波源振动在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t=0.6时沿x轴正、负两方向各传播1.5个波长，能够正确表示t=0.6时波形的图是C。2（2013高考上海物理第4题）做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(A)位移(B)速度(C)加速度(D)回复力答案：B解析：做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，位移相同，加速度相同，位移相同，可能不同的物理量是速度，选项B正确。3（2013高考上海物理第14题）一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t(TtT)，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在2t时，该点位于平衡位置的(A)上方，且向上运动(B)上方，且向下运动(C)下方，且向上运动(D)下方，且向下运动答案：B解析：由于再经过T时间，该点才能位于平衡位置上方的最大位移处，所以在2t时，该点位于平衡位置的上方，且向上运动，选项B正确。4（2013全国高考大纲版理综第21题）在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（ ）A2 B4 C6 D8答案：B解析：向某一端点每缓慢行进2.5m，他距离两波源的路程差为5m，听到扬声器声音强，缓慢行进10 m，他听到扬声器声音由强变弱的次数为4次，选项B正确。5（2013全国新课标理综1第34题）(1) (6分)如图，a. b, c. d是均匀媒质中x轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为2m、4m和6m一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对I个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错I个扣3分，最低得分为0分)A在t=6s时刻波恰好传到质点d处B在t=5s时刻质点c恰好到达最高点C.质点b开始振动后，其振动周期为4sD.在4s<t<6s的时间间隔内质点c向上运动E.当质点d向下运动时，质点b一定向上运动答案：ACD解析：根据题述“在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点”可知周期为T=4s。波长=vT=2×4m=8m。在t=6s时刻波恰好传到质点d处，选项A正确。在t=3s时刻波传播到质点C，在t=5s时刻质点c恰好回到平衡位置，在t=6s时刻到达最高点，选项B错误。质点b开始振动后，其振动周期为4s，选项C正确。在4s<t<6s的时间间隔内质点c向上运动，选项D正确。质点b和质点d相距10m，当质点d向下运动时，质点b不一定向上运动，选项E错误。6 （2013高考天津理综物理第7题）一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如右图所示下列描述该波的图象可能正确的是答案：AC解析：由振动图象可知，在t=0时，质点a处在波峰位置，质点b处在平衡位置且向下运动。当简谐横波沿直线由a向b传播，有，+n=9，解得波长的表达式：=m，（n=0,1,2,3，4···），其波长可能值为12m，5.14m，···，选项C正确。当简谐横波沿直线由b向a传播，有，+n=9，解得波长的表达式：=，（n=0,1,2,3，4···），其波长可能值为36m，7.2m，4m，···，选项A正确。7(2013高考江苏物理第12B题)（1）如题12B-1图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz。 现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为_。（A）1Hz（B）3Hz（C）4Hz（D）5Hz答案：B. (1)A解析：根据受迫振动的频率等于驱动力的频率，把手转动的频率为1Hz，选项A正确。8（2013高考上海物理第23题）如图，在：半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距最低点高度差H为1cm。将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短时间为s，在最低点处的加速度为m/s2。(取g10m/s2)答案：0.785 0.08解析：小环运动沿圆弧的运动可类比于单摆的简谐运动，小环运动到最低点所需的最短时间为t=T/4=0.785s。由机械能守恒定律，mgH=mv2，在最低点处的速度为v=。在最低点处的加速度为a=0.08m/s2。9（2013全国新课标理综II第34题）34.（1）如图。一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平桌面上左右振动。振幅为A0，周期为T0.,。当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则：A A0（填“>”、“ <”或 “=”）， T T0（填“>”、“ <”或 “=”），34.（1）<(3分) <(2分)【命题意图】本题考查弹簧振子的机械振动及其相关知识点，意在考查考生灵活应用知识分析问题的能力。【解题思路】小球通过平衡位置时弹性势能为零，动能最大。向右通过平衡位置，a由于受到弹簧弹力做减速运动，b做匀速运动。小物块a与弹簧组成的系统机械能小于原来系统，所以小物块a的振幅减小，A<A0，周期减小， T<T0。【快速解题】根据系统能量减小得到振幅减小，根据振子质量减小可知加速度增大，周期减小，从而快速解题。10.（5分）（2013高考安徽理综第21题I）根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。（1） 用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_mm。（2） 以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_。a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔t即为单摆周期Te.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期 【答案】18.6mm abe 【 解析】（1）根据游标卡尺读数规则，游标卡尺的读数：18mm+0.1×6mm=18.6mm；（2）abe摆线要选择细些可减小阻力；伸缩性小些的，保证摆长不变；并且尽可能长一些，在合适的振幅下，摆角小。所以摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，选项a正确。摆球尽量选择质量大些、体积小些的，可减小空气阻力的影响，选项b正确。为了使摆的周期大一些，以方便测量，可增大摆长。开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度，可能导致摆角大于10°，使误差增大，选项c错误。拉开摆球，使摆线偏离平衡位置小于5度，在摆球通过平衡位置的同时开始计时，测量单摆运动50个周期的时间t，则单摆周期T=t/50，选项d错误e正确。11 .(2013高考北京理综第15题) 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是A 这列波的振幅为4cmB 这列波的周期为1sC 此时x=4m处质点沿y轴负方向运动D 此时x=4m处质点的加速度为0答案：D解析：这列波的振幅为2cm，波长=8cm，这列波的周期为T=/v=2s，选项AB错误。此时x=4m处质点沿y轴正方向运动，加速度为零，选项C错误D正确。12（2013高考四川理综第5题）图1是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振。则图2所示振动图像对应的质点可能位于ABCD 12.D 解析：根据题述“C位置的质点比a位置的晚0.5s起振”可知波动周期为1s，波沿x轴正方向传播。画出t=0时的波形图如图。则图2所示振动图像对应的质点可能位于，选项D正确。13（2013高考山东理综第37（1）题）（1）如图甲所示，在某一均匀介质中，AB是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x=0.1sin(20t)m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为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。求简谐横波的波长。P点的振动 （填写“加强”或“减弱”）（2）解析：设简谐横波的波速为v，波长为，周期为T，由题意知T=0.1s，由波速公式v=/T，代入数据得：=1m。加强。14.（20分）（2013高考安徽理综第24题）如图所示，质量为M倾角为的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为3L/4时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为g。（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；（3）求弹簧的最大伸长量；（4）为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？【 解析】(1) 设物块在斜面上平衡时,弹簧伸长量为L,有mgsin-kL=0,得：L=,此时弹簧的长度为L+L=L+。.（2）当物块位移为x时，弹簧伸长量为x+L，物块所受合力为F合=mgsin-k(x+L)联立以上各式解得F合=-kx，可知物块做简谐运动。 (3)物块做简谐振动的振幅为,由对称性可知,最大伸长量为,（4）设物块位移x为正，则斜面体受力情况如图所示。由于斜面平衡，所以有：水平方向：f+FN1sin-Fcos=0，竖直方向：FN2-Mg-FN1cos-F sin=0，又F=k(x+L)，FN1=mgcos，联立解得：f=kxcos，FN2=Mg+mg+kxsin。为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有f FN2，所以：=。当x=-A时上式右端达到最大值，于是有：。9