2021年2022年高考物理真题分类汇编:机械振动机械波.pdf
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1、2021、2022年高考物理真题分类汇编1 7机械振动机械波2022年高考真题1、(2 0 2 2 湖 南 卷 T 1 6 (D)下端附着重物的粗细均匀木棒,竖直浮在河面,在重力和浮力作用下,沿竖直方向做频率为1 H z 的简谐运动:与此同时,木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动,如 图(a)所示。以木棒所受浮力尸为纵轴,木棒水平位移x 为横轴建立直角坐标系,浮力F随水平位移x 的变化如图(b)所示。已知河水密度为,木棒横截面积为S,重力加速度大小为g。下列说法正确的是()图(a)图(b)A.x 从0.0 5 m到().1 5 m 的过程中,木棒的动能先增大后减小B.x从0.2 1 m到0.2
2、 5 m的过程中,木棒加速度方向竖直向下,大小逐渐变小C.x=0.3 5 m和 x=0.4 5 m时,木棒的速度大小相等,方向相反D.木棒在竖直方向做简谱运动的振幅为广台2pSgE.木棒的运动为向x 轴正方向传播的机械横波,波速为0.4 m/s【答案】A B D【解析】A.由简谐运动的对称性可知,0.1 m、0.3 m、0.5 m时木棒处于平衡位置;则x 从0.0 5 m到0.1 5 m的过程中,木棒从平衡位置下方向上移动,经平衡位置后到达平衡位置上方,速度先增大后减小,所以动能先增大后减小,A正确;B.x 从0.2 1 m到0.2 5 m的过程中,木棒从平衡位置上方靠近最大位移处向下运动(未
3、到平衡位置),加速度竖直向下,大小减小,B正确;C.x=0.3 5 m和 x=0.4 5 m时,由图像的对称性知浮力大小相等,说明木棒在同一位置,竖直方向速度大小相等,速度方向相反,而两时刻木棒水平方向速度相同,所以合速度大小相等,方向不是相反,C错误:D.木棒在竖直方向的简谐运动可类比于竖直方向的弹簧振子,设木棒长度为L,回复力系数为 k,平 衡 位 置 时 木 棒 重 心 在 水 面 下 方 则 有p g S +x =Mg木棒重心在平衡位置上方最大位移A处时M g-F2=M g-pgS(+x()-A =kA木棒重心在平衡位置下方最大位移A处时6-Mg pgS(+/x0+A-Mg=kA可解得
4、k=PgS,八二D正确;E.木棒上各质点相对静止随木棒一起运动,不能看成向x 轴正方向传播的机械横波,E错误。2、(2 0 2 2 山 东 卷 T 9)一列简谐横波沿x 轴传播,平衡位置位于坐标原点。的质点振动图像如右图所示。当1 =7 s 时,简谐波的波动图像可能正确的是()【解析】由。点的振动图像可知,周期为T=1 2 s,设原点处的质点的振动方程为.Z 2TC、y=A s i n(,+0)则1 0=2 0 s i n0解得在t=7s时刻=2 0 s i n(-x7 +)=-l()V3 cm -1 7.3 cm1 2 6则在z=7 s时刻质点在),轴负向向下振动,根 据“同侧法”可判断若波
5、向右传播,则波形为C所示;若波向左传播,则波形如A所示。3、(2 0 2 2 浙 江6月 卷 T 1 6)位于x=0.2 5 m的波源尸从,=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在r =2.0 s时波源停止振动,f =2.1 s时的部分波形如图所示,其中质 点 的 平 衡 位 置1.7 5 m,质点6的 平 衡 位 置/=-0.5 m。下列说法正确的是(),1.25/-0.75A.沿X轴正负方向传播的波发生干涉B.f =0.4 2 s时,波源的位移为正C.f =2.2 5 s时,质点”沿y轴负方向振动I).在0到2 s内,质点6运动总路程是2.5 5 m【答案】B D【解析】A.
6、波从波源发出后,向x轴正负方向传播,向相反方向传播的波不会相遇,不会发生干涉,故A错误;B.由图可知,波的波长%=1 m由题意可知0.1 s内波传播四分之一波长,可得T-=0.1 s4解得T =0.4 s根据同侧法可知,波源的振动方向向上,/=0.4 2$即7,一时,波源向上振动,位移为4正,故 B正确;C.波的波速v=2.5 m/sT波源停止振动,到质点a停止振动的时间1.75 0.2 5 八t.=-s -0.6s 0.2 5 s1 2.5即质点。还在继续振动,f=2.1 s 到f=2.2 5 s 经过时间f2=0 4 5 s 即:,2(,结合图象可知质点。位移为正且向y 轴正方向运动,故
7、c错误;D.波传到点所需的时间,30.75s =0.3 s在。到 2 s 内,质点b 振动的时间为1 7r4=2 s-0.3 s =1.7s =T4质点。运动总路程iV=17A=17x0.15m=2.25m故 D正确。酊而:0:丽:碑UUUUUUUUUUU/2-10)m则波从AE波面传播到C 的时间为X,rt=1.7s则 f=1 0 s时,C 处质点动了 8.3 s,则此时质点位于z 轴上方,回复力方向向下,D 错误;E.由选项A 知T=4 s,=3T一个周期质点运动的路程为4 c m,则 3T质点运动的路程为12cm,E 正确。3.(2021.浙江卷)为了提高松树上松果的采摘率和工作效率,工
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