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1、学习好资料欢迎下载专题十九、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
2、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(34TtT) ,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。精选学习资料 - - - - -
3、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页学习好资料欢迎下载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
4、 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4s D. 在 4st6s 的时间间隔内
5、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=24m=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 4st” 、 “ ” 、 “ ”或 “=” ) ,34. ( 1)(3 分 ) (2分) 【命题意图】
6、 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,AA0,周期减小, TT0。【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12Tg,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
7、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 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页学习好资料欢迎下载(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T e. 拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于
8、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50tT【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
9、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页学习好资料欢迎下载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4cm B 这列波的周期为1s C 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
10、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AbxaBcxbCdxcDexd12.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exd,选项D正确。13(201
11、3 高考山东理综第37(1)题)( 1)如图甲所示,在某一精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页学习好资料欢迎下载均匀介质中, 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。
12、14. ( 20 分)(2013 高考安徽理综第24 题)如图所示,质量为倾角为 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
13、什么条件 (假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)?【 解析】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页学习好资料欢迎下载(1) 设物块在斜面上平衡时, 弹簧伸长量为L, 有mgsin -k L=0, 得:L=sinmgk, 此时弹簧的长度为L+ L=L+sinmgk。. (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sin=4LmgAk, 由对称性可知, 最大伸长量为2sin4Lmgk, (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:2NfF=cossink xMgmgkx。当 x=-A 时上式右端达到最大值,于是有:2+4sincos44cossinkLmgMgmgkL。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页
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