高三物理一轮复习5年真题分类 2014年高考真题汇编 专题12 机械振动和机械波 Word版含解析

[] G 单元 机械振动和机械波G1 机械振动17．G1[2014·浙江卷] 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm ，周期为3.0 s ．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm 时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是( )A ．0.5 sB ．0.75 sC ．1.0 sD ．1.5 s17．C [解析] 本题考查简谐运动的知识点和建模能力．从平衡位置开始计时，游船的振动方程x ＝20sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3t cm ，游客要舒服地登船需满足的条件Δx ＝20－x ≤10，解得0.25 s ≤t ≤1.25 s ，故游客能舒服地登船的时间Δt ＝1.0 s ，选项C 正确．5．G1G2[2014·四川卷] 如图所示，甲为t ＝1 s 时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图像可能是( )甲 乙A BC D5．A [解析] 从甲图可以得到波长为2 m ，从乙图可以得到周期为2 s ，即波速为1 m/s ；由乙图的振动图像可以找到t ＝1 s 时，该质点位移为负，并且向下运动，距该质点Δx ＝0.5 m处的质点与该质点的振动情况相差T 4，即将乙图中的图像向左或右平移14周期即可得到距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图像，故只有A 正确．3．2014·上海13校联考 一个做简谐振动的弹簧振子，周期为T ，振幅为A ，已知振子从平衡位置第一次运动到x ＝A 2处所用的最短时间为t 1，从最大的正位移处第一次运动到x ＝A 2处所用的最短时间为t 2，那么t 1与t 2的大小关系是( )A ．t 1＝t 2B ．t 1＜t 2C ．t 1＞t 2D ．无法判断3．B [解析] 振子从平衡位置到最大位移处，速度减小，振子从平衡位置第一次运动到x ＝A 2处的平均速度大于从最大的正位移处第一次运动到x ＝A 2处的平均速度，由t ＝x v 可知，t 1＜t 2，选项B 正确．9. 2014·贵州六校联考如图X27­8所示，质量M ＝0.5 kg 的框架B 放在水平地面上．劲度系数k ＝100 N/m 的轻弹簧竖直放在框架B 中，轻弹簧的上端和质量m ＝0.2 kg 的物体C 连在一起，轻弹簧的下端连在框架B 的底部，物体C 在轻弹簧的上方静止不动．现将物体C 竖直向下缓慢压下距离x ＝0.03 m 后释放，物体C 就在框架B 中沿竖直方向做简谐运动．在运动的过程中，框架B 始终不离开地面，物体C 始终不碰撞框架B 的顶部，已知重力加速度g 取10 m/s 2.求当物体C 运动到最低点时，物体C 的加速度和此时物体B 对地面的压力．图X27­89．15 m/s 2 10 N[解析] 物体C 在轻弹簧上静止时，设弹簧的压缩量为x 0，对物体C 有mg ＝kx 0解得x 0＝0.02 m当将物体C 从静止压下距离x 后释放，物体C 就以原来的静止位置为中心上下做简谐运动，振幅A ＝x ＝0.03 m.当物体C 运动到最低点时，对物体C 有k (x ＋x 0)－mg ＝ma解得a ＝15 m/s 2.当物体C 运动到最低点时，设地面对框架B 的支持力为F ，对框架B 有F ＝Mg ＋k (x ＋x 0)解得F ＝10 N所以框架B 对地面的压力为10 N.G2 机械波14．B2 G2[2014·浙江卷] 下列说法正确的是( )A ．机械波的振幅与波源无关B ．机械波的传播速度由介质本身的性质决定C ．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D ．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14．B [解析] 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识．机械波的振幅与波源有关，选项A 错误；传播速度由介质决定，选项B 正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C 错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D 错误．5．G1G2[2014·四川卷] 如图所示，甲为t ＝1 s 时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图像可能是( )甲 乙A BC D5．A [解析] 从甲图可以得到波长为2 m ，从乙图可以得到周期为2 s ，即波速为1 m/s ；由乙图的振动图像可以找到t ＝1 s 时，该质点位移为负，并且向下运动，距该质点Δx ＝0.5 m处的质点与该质点的振动情况相差T 4，即将乙图中的图像向左或右平移14周期即可得到距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图像，故只有A 正确．18．G2[2014·全国卷] 两列振动方向相同、振幅分别为A 1和A 2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是( )A ．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A 1－A 2|B ．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A 1＋A 2C ．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D ．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅18．AD [解析]本题考查波的叠加．波峰与波谷相遇，振动方向相反，振幅等于两列波振幅之差，A 正确； 波峰与波峰相遇，振动方向相同，振幅等于两列波振幅之和，质点仍在振动而不会停在最大位移处，B 错误；无论波峰与波谷相遇处还是波峰与波峰相遇处，质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动，只是波峰与波峰相遇处质点振幅大于波峰与波谷相遇处质点振幅，C 错误，D 正确．图X27­12．2014·北京通州期末一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图X27­1所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，质点P的速度和加速度的大小变化情况是()A．v变小，a变大B．v变小，a变小C．v变大，a变大D．v变大，a变小2．A[解析] 沿x轴正方向传播的简谐横波，质点P向上振动，速度变小，加速度变大，选项A 正确．图X27­78．2014·江西九校联合如图X27­7所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是() A．该时刻位于O处的质点正处于平衡位置B．P、N两处的质点始终处在平衡位置C．随着时间的推移，M处的质点将向O处移动D．从该时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零E．O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A8. BDE[解析] 该时刻位于O处的质点正处于波谷与波谷的相遇点，非平衡位置，选项A错误；P、N两处的质点处于波峰和波谷的相遇点，二者运动的步调始终相反，合位移为0，选项B正确；质点并不随波迁移，选项C错误；从该时刻起，经过四分之一周期，两列波在M点的振动均达到平衡位置，合位移为零，选项D正确；O、M连线的中点是振动加强区的点，其振幅为2A，选项E正确.G3实验：用单摆测定重力加速度G4机械振动与机械波综合5．G4[2014·天津卷] 平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50 Hz 的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为x P＝3.5 m、x Q＝－3 m．当S位移为负且向－y 方向运动时，P、Q两质点的()A．位移方向相同、速度方向相反B．位移方向相同、速度方向相同C．位移方向相反、速度方向相反D ．位移方向相反、速度方向相同5．D [解析] 本题是对机械振动和机械波的综合考查，根据波速和频率之间的关系v ＝fλ 得该波的波长为2 m ．可知，当S 经过平衡位置向负方向运动时，距离S 为1.75个波长的P 点从最大的负位移处向平衡位置运动，距离S 为1.5个波长的Q 点经平衡位置向正方向运动，所以两质点的位移方向相反，速度方向相同，D 正确．34．[物理——选修3－4][2014·新课标全国卷Ⅰ] (1)G4图(a)为一列简谐横波在t ＝2 s 时的波形图．图(b)为媒质中平衡位置在x ＝1.5 m 处的质点的振动图像，P 是平衡位置为x ＝2 m 的质点．下列说法正确的是________．图(a) 图(b)A ．波速为0.5 m/sB ．波的传播方向向右C ．0～2 s 时间内，P 运动的路程为8 cmD ．0～2 s 时间内，P 向y 轴正方向运动E ．当t ＝7 s 时，P 恰好回到平衡位置 34．ACE [解析] 本题考查了机械振动与机械波．v ＝λT ＝24m/s ＝0.5 m/s ，A 正确．x ＝1.5 m 处的质点在t ＝2 s 时正在向下振动，根据“上坡下”法可判断机械波向左传播，B 错误；0～2 s 是半个周期，P 点运动的路程为2×4 cm ＝8 cm ，C 正确，D 错误；7 s 是此时刻再经过5 s ，即114T ，这时P 点刚好回到平衡位置，E 正确． 17．G4[2014·福建卷Ⅰ] 在均匀介质中，一列沿x 轴正向传播的横波，其波源O 在第一个周期内的振动图像如图所示，则该波在第一个周期末的波形图是( )A BC D17．D[解析] 由振动图像可知，波源的起振方向是沿y轴负方向的，由题干可知该波沿x轴正方向传播，由质点的振动方向与波的传播方向的关系可知，该波在第一个周期末的波形图如图D所示．17．G4[2014·北京卷] 一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点．图2是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是()图1图2A．t＝0时质点a的速度比质点b的大B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小C．图2可以表示质点a的振动D．图2可以表示质点b的振动17．D本题考查简谐运动的振动和波动图像．图1为波动图像，图2为振动图像．t＝0时刻，a在波峰位置，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速度最大，A、B错误．在波动图像中，根据同侧法由波传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t＝0时刻，b点在平衡位置且向下振动，故图2可以表示质点b的振动，C错误，D正确．10．2014·吉林九校摸底如图X27­9甲所示，在某介质中波源A、B相距d＝20 m，t＝0时二者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度均为v＝1.0 m/s，开始阶段两波源的振动图像如图乙所示．求：(1)距A点1 m处的质点在t＝0到t＝22 s内所经过的路程；(2)在t＝0到t＝16 s时间内从A发出的半个波在前进的过程中所遇到的波峰的个数．乙图X27­910．(1)128 cm(2)6个[解析] (1) 距A点1 m处的质点随A点振动经过的路程s1＝2×4 cm＝8 cm从B 发出的波在22 s 内传播的距离x ＝v t ＝22 m故从B 发出的波可以传播到距A 点1 m 处的质点，且该质点又振动了1.5个周期， 故此质点又振动的路程为s 2＝6×20 cm ＝120 cm总路程s ＝s 1＋s 2＝128 cm.(2)16 s 内两列波相对运动的长度Δl ＝l A ＋l B －d ＝2v t －d ＝12 m从A 发出的波的宽度a ＝λA 2＝v T A 2＝0.2 m 从B 发出的波的波长λB ＝v T B ＝2 mn ＝Δl λB＝6 即从A 发出的波经过了6个波峰．。

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专题12 机械振动与机械波1.（15北京卷）周期为2.0S 的简谐横波沿X 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波沿X 轴正方向传播，波速s m 20=υ 沿X 轴正方向传播,波速s m 10=υ沿X 轴负方向传播，波速s m 20=υ沿X 轴负方向传播，波速s m 10=υ答案:B解析：根据机械波的速度公式v=T λ,由图可知波长为 20m ，再结合周期为2.0s ，可以得出波速为 10m/s.应用“上下坡法"方法判断波沿 x 轴正方向传播.故答案为 B 选项。

2。

（15海南卷）一列沿x 轴正方向传播的简谱横波在t =0时刻的波形如图所示，质点P 的x坐标为3m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s 。

下列说法正确的是A. 波速为4m/sB. 波的频率为1。

25HzC. x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波谷D. x 的坐标为22m 的质点在t =0。

2s 时恰好位于波峰E 。

当质点P 位于波峰时，x 坐标为17m 的质点恰好位于波谷答案：BDE解析：任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0。

4s,则10.42T s =,解得0.8T s =，从图像中可知4m λ=，所以根据公式45/0.8v m s T λ===，故A 错误；根据公式1f T=可得波的频率为1.25Hz ，B 正确；x 坐标为15m 的质点和x 坐标为3m 的质点相隔12m,为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x 坐标为3m 的质点经过t =0.2s 即四分之一周期振动到平衡位置，所以x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时振动到平衡位置，C 错误；x 的坐标为22m 的质点和x 的坐标为2m 的质点为同相点，x 的坐标为2m 的质点经过t =0。

2014年高考物理真题分类汇编：牛顿运动定律17．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)．与稳定在竖直位置时相比，小球的高度()A．一定升高B．一定降低C．保持不变D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定18．[2014·北京卷] 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是() A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度19．[2014·北京卷] 伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小15．[2014·福建卷Ⅰ] 如下图所示，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零．对于该运动过程，若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图像中能正确描述这一运动规律的是()A BC D8．[2014·江苏卷] 如图所示，A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ，静止叠放在水平地面上．A 、B 间的动摩擦因数为μ，B 与地面间的动摩擦因数为12μ.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g .现对A 施加一水平拉力F ，则( )A ．当F ＜2μmg 时，A 、B 都相对地面静止B ．当F ＝52μmg 时，A 的加速度为13μgC ．当F ＞3μmg 时，A 相对B 滑动D ．无论F 为何值，B 的加速度不会超过12μg7．[2014·四川卷] 如图所示，水平传送带以速度v 1匀速运动，小物体P 、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t ＝0时刻P 在传送带左端具有速度v 2，P 与定滑轮间的绳水平，t ＝t 0时刻P 离开传送带．不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦，绳足够长．正确描述小物体P 速度随时间变化的图像可能是( )A B C D5．[2014·重庆卷] 以不同的初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体的速率成正比，下列分别用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是()A BC D22．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：图(a)图(b)(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图(b)可知，a -m 图线不经过原点，可能的原因是________．(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________，钩码的质量应满足的条件是________．24．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s ，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h 的速度匀速行驶时，安全距离为120 m ．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的25，若要求安全距离仍为120m ，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．24．C5[2014·新课标Ⅱ卷] 2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录．重力加速度的大小g取10 m/s2.(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小；(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f＝k v2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关．已知该运动员在某段时间内高速下落的v-t图像如图所示．若该运动员和所带装备的总质量m＝100 kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数．(结果保留1位有效数字)23．(18分)[2014·山东卷] 研究表明，一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0＝0.4 s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L ＝39 m，减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g取10 m/s2.求：图甲图乙(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．17．A[解析] 本题考查了牛顿第二定律与受力分析．设橡皮筋原长为l0，小球静止时设橡皮筋伸长x1，由平衡条件有kx1＝mg，小球距离悬点高度h＝l0＋x1＝l0＋mgk，加速时，设橡皮筋与水平方向夹角为θ，此时橡皮筋伸长x2，小球在竖直方向上受力平衡，有kx2sin θ＝mg，小球距离悬点高度h′＝(l0＋x2)sin θ＝l0sin θ＋mgk，因此小球高度升高了．18．D本题考查牛顿第二定律的动力学分析、超重和失重．加速度向上为超重向下为失重，手托物体抛出的过程，必定有一段加速过程，即超重过程，从加速后到手和物体分离的过程中，可以匀速也可以减速，因此可能失重，也可能既不超重也不失重，A、B错误．手与物体分离时的力学条件为：手与物体之间的压力N＝0，分离后手和物体一定减速，物体减速的加速度为g，手减速要比物体快才会分离，因此手的加速度大于g，C错误，D正确．19．A本题考查伽利略理想实验．选项之间有一定的逻辑性，题目中给出斜面上铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料，小球的位置逐渐升高，不难想象，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上运动没有能量损失，可以上升到与O点等高的位置，这是可以得到的直接结论，A 正确，B、C、D尽管也正确，但不是本实验得到的直接结论，故错误．15．B[解析] 设滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，滑块在表面粗糙的固定斜面上下滑时做匀减速直线运动，加速度不变，其加速度的大小为a ＝μg cos θ－g sin θ，故D 项错误；由速度公式v ＝v 0－at 可知，v -t 图像应为一条倾斜的直线，故C 项错误；由位移公式s ＝v 0t －12at 2可知，B 项正确；由位移公式及几何关系可得h ＝s sin θ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫v 0t －12at 2sin θ，故A 项错误．8．BCD [解析] 设B 对A 的摩擦力为f 1，A 对B 的摩擦力为f 2，地面对B 的摩擦力为f 3，由牛顿第三定律可知f 1与f 2大小相等，方向相反，f 1和f 2的最大值均为2μmg ，f 3的最大值为32μmg .故当0<F ≤32μmg 时，A 、B 均保持静止；继续增大F ，在一定范围内A 、B 将相对静止以共同的加速度开始运动，设当A 、B 恰好发生相对滑动时的拉力为F ′，加速度为a ′，则对A ，有F ′－2μmg ＝2ma ′，对A 、B 整体，有F ′－32μmg ＝3ma ′，解得F ′＝3μmg ，故当32μmg <F ≤3μmg 时，A 相对于B 静止，二者以共同的加速度开始运动；当F >3μmg 时，A相对于B 滑动．由以上分析可知A 错误，C 正确．当F ＝52μmg 时，A 、B 以共同的加速度开始运动，将A 、B 看作整体，由牛顿第二定律有F －32μmg ＝3ma ，解得a ＝μg 3，B 正确．对B 来说，其所受合力的最大值F m ＝2μmg －32μmg ＝12μmg ，即B 的加速度不会超过12μg ，D 正确．7．BC[解析] 若P在传送带左端时的速度v2小于v1，则P受到向右的摩擦力，当P受到的摩擦力大于绳的拉力时，P做加速运动，则有两种可能：第一种是一直做加速运动，第二种是先做加速度运动，当速度达到v1后做匀速运动，所以B正确；当P受到的摩擦力小于绳的拉力时，P做减速运动，也有两种可能：第一种是一直做减速运动，从右端滑出；第二种是先做减速运动再做反向加速运动，从左端滑出．若P在传送带左端具有的速度v2大于v1，则小物体P受到向左的摩擦力，使P做减速运动，则有三种可能：第一种是一直做减速运动，第二种是速度先减到v1，之后若P受到绳的拉力和静摩擦力作用而处于平衡状态，则其以速度v1做匀速运动，第三种是速度先减到v1，之后若P所受的静摩擦力小于绳的拉力，则P将继续减速直到速度减为0，再反向做加速运动并且摩擦力反向，加速度不变，从左端滑出，所以C正确．5．D[解析] 本题考查v-t图像．当不计阻力上抛物体时，物体做匀减速直线运动，图像为一倾斜直线，因加速度a＝－g，故该倾斜直线的斜率的绝对值等于g.当上抛物体受空气阻力的大小与速率成正比时，对上升过程，由牛顿第二定律得－mg－k v＝ma，可知物体做加速度逐渐减小的减速运动，通过图像的斜率比较，A错误．从公式推导出，上升过程中，|a|>g，当v＝0时，物体运动到最高点，此时a＝－g，而B、C图像的斜率的绝对值均小于g，故B、C错误，D正确22．(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量[解析] 本题考查了验证牛顿第二定律的实验．(1)根据图中描出的各点作出的图像不是一条直线，故小车的加速度和钩码的质量成非线性关系．(2)图像不过原点，小车受到拉力但没有加速度，原因是有摩擦力的影响．(3)平衡摩擦力之后，在满足钩码质量远小于小车质量的条件下，可以得出在小车质量不变的情况下拉力与加速度成正比的结论．24．2 m/s(或72 km/h)[解析] 设路面干燥时，汽车与地面的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a 0，安全距离为s ，反应时间为t 0，由牛顿第二定律和运动学公式得μ0mg ＝ma 0①s ＝v 0t 0＋v 202a 0② 式中，m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度．设在雨天行驶时，汽车与地面的动摩擦因数为μ，依题意有μ＝25μ0③设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ，安全行驶的最大速度为v ，由牛顿第二定律和运动学公式得μmg ＝ma ④s＝v t0＋v22a⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得v＝20 m/s(72 km/h)．⑥24．[答案] (1)87 s8.7×102 m/s(2)0.008 kg/m[解析] (1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t，下落距离为s，在1.5 km高度处的速度大小为v，根据运动学公式有v＝gt①s＝12gt2②根据题意有s＝3.9×104 m－1.5×103 m③联立①②③式得t＝87 s④v＝8.7×102 m/s⑤(2)该运动员达到最大速度v max时，加速度为零，根据牛顿第二定律有mg＝k v2max⑥由所给的v-t图像可读出v max≈360 m/s⑦由⑥⑦式得k＝0.008 kg/m ⑧23．[答案] (1)8 m/s2 2.5 s(2)0.3 s(3)41 5[解析] (1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v0＝20 m/s，末速度v t＝0，位移s＝25 m，由运动学公式得v20＝2as①t＝v0 a②联立①②式，代入数据得a＝8 m/s2③t＝2.5 s④(2)设志愿者反应时间为t′，反应时间的增加量为Δt，由运动学公式得L＝v0t′＋s⑤Δt＝t′－t0⑥联立⑤⑥式，代入数据得Δt＝0.3 s⑦(3)设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为F0，志愿者质量为m，由牛顿第二定律得F＝ma⑧由平行四边形定则得F20＝F2＋(mg)2⑨联立③⑧⑨式，代入数据得F0 mg＝41 5⑩。

13.选修3-41.（2014年 安徽卷）16图1是t =0图象，则该质点的x A ．0.5m B ．1.5m C 【答案】C【解析】由图2结合图1和2.5m ，而简谐横波沿x 动的质点为x 坐标值2.5m 2.（2014 北京）17.波长为λ，周期为T ,t =0波上的两个质点。

图2说法正确的是A .t =0时质点a 的速度比质点bB .t =0时质点aC .图2可以表示质点a 的振动D .图2可以表示质点b 的振动17．【答案】D【考点】机械振动、机械波【解析】由图1的波形图可知t ＝零，加速度最大；b AB 项错误；所以图2是质点b 的振动图象，3.（2014 北京）20. (n >0)。

射率可以为负值(n <0)，这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足B 图样。

图样上相邻两明纹中心间距为－4m 项A 118．【答案】AD【考点】简谐波、波的叠加【解析】根据波的叠加原理，两列波相遇互不干扰，所以波峰与波谷相遇，质点的振幅变为12A-A，A项正确；任何一点质点都不会一直处于波峰或波谷，总是在平衡位置附近往复运动，BC项错误；波峰与波峰相遇处的质点处于振动加强点，所以振幅较大，波谷与波峰处的质点处于振动减弱点，振幅偏小，D项正确。

6.（2014福建卷）13.如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是（）13.【答案】A【考点】光的折射、全反射【解析】当光从光疏介质射入光密介质，必然可以发生折射，且入射角大于折射角，B、D项错误，当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角大于临界角就会发生全反射，如A选项所示，A项正确；如果入射角小于临界角，也会发生折射，且入射角小于折射角，C项错误。

7.（2014福建卷）17.在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图像，如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是（）17．【答案】D【考点】机械振动、机械波【解析】根据振动图像可知波源起振方向向下，则每一个点起振时方向均向下，当经历一个周期时，波源仍处于平衡位置且向下振动。

机械振动 1．概念 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x－t图象)是一条正弦曲线，这样的振动叫简谐运动。

2．动力学表达式 F＝－kx。

运动学表达式x＝Asin(ωt＋φ)。

3．描述简谐运动的物理量 (1)位移x：由平衡位置指向质点所在的位置的有向线段表示振动位移，是矢量。

(2)振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，表示振动的强弱，是标量。

(3)周期T和频率f：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数，它们是表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系。

4．简谐运动的图象 (1)物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律。

(2)从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asin_ωt，图象如12－1－1甲图所示。

从正的最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acos_ωt，图象如图乙所示。

图12－1－1 5．简谐运动的能量 简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒，振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大。

1．简谐运动的五个特征： (1)动力学特征： F＝－kx，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。

(2)运动学特征： 简谐运动的加速度大小与物体偏离平衡位置的位移大小成正比，而方向与位移方向相反，为变加速运动。

远离平衡位置时，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反。

(3)运动的周期性特征： 相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同。

(4)对称性特征： 相隔或(n为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反。

如图12－1－2所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。

图12－1－2 振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间，即tPO＝tOP′。

机械振动和波1．(14年北京17)一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T ，t =0时刻的波形如图1所示，a 、b 是波上的两个质点。

图2是波上某一质点的振动图像。

下列说法正确的是 ( D )A ．t =0时质点a 的速度比质点b 的大B ．错误！未找到引用源。

时质点a 的加速度比质点b 的小C ．图2可以表示质点a 的振动D ．图2可以表示质点b 的振动2．(14年安徽16)一简谐横波沿x 轴正向传播，图1示t =0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图像，则该质点的x 坐标值合理的是 ( C )A ．0.5mB ．1.5mC ．2.5mD ．3.5m3．(14年海南16)一列简谐横波沿x 轴传播，a 、b 为x 轴上的两质点，平衡位置分别为x =0，x =x b （x b ＞0）。

a 点的振动规律如图所示，已知波速为v =10m/s ，在t =0.1s 时，b 点的位移为0.05m ，则下列判断可能正确的是 ( BC )A ．波沿x 轴正向传播，x b =0.5mB ．波沿x 轴正向传播，x b =1.5mC ．波沿x 轴负向传播，x b =2.5mD ．波沿x 轴负向传播，x b =3.5m4．(14年福建17)在均匀介质中，一列沿x 轴正向传播的横波，其波源O 在第一个周期内的振动图像，如右上图所示，则该波在第一个周期末的波形图是 ( D)A B C D5．(14年浙江17)一位游客在千岛湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。

可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm ，周期为3.0s 。

当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。

地面与甲板的高度差不超过10cm 时，游客能舒服地登船。

在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是 ( C )A ．0.5sB ．0.75sC ．1.0sD ．1.5s6．(14年山东38)一列简谐横波沿直线传播。

以波源O 由平衡位置开始振动为计时零点，质点A 的振动图像如图所示，已知O 、A 的平衡位置相距0.9m.以下判断正确的是 ( AB )A ．波长为1.2mB ．波源起振方向沿y 轴正方向.0.0-C ．波速大小为0.4m/sD ．质点A 的动能在s t 4=时最大7．(14年四川5)如图所示，甲为t = 1s 时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点△x = 0.5m处质点的振动图像可能是 ( A )8．(14年课标I34)图（a ）为一列简谐横波在t =2s 时的波形图，图（b ）为媒质中平衡位置在x =1.5m 处的质点的振动图像，P 是平衡位置为x =2m 的质点。

2014年高考理综物理试题分类汇编-(十五)机械振动、机械波1.（2014年 安徽卷）16．一简谐横波沿x 轴正向传播，图1是t =0时刻的波形图，图2是介质中某点的振动图象，则该质点的x 坐标值合理的是A ．0.5mB ．1.5mC ．2.5mD ．3.5m 【答案】C【解析】由图2结合图1可知该质点x 坐标值可能是1.5m 和2.5m ，而简谐横波沿x 轴正向传播，由图1可得向下振动的质点为x 坐标值2.5m 的质点，故C 正确。

2.（2014 北京）17.一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T,t=0时刻的波形如图1所示，a 、b 是波上的两个质点。

图2是波上某一质点的振动图像。

下列说法正确的是A.t=0时质点a 的速度比质点b 的大B.t=0时质点a 的加速度比质点b 的小C.图2可以表示质点a 的振动D.图2可以表示质点b 的振动【答案】D【考点】机械振动、机械波【解析】由图1的波形图可知t ＝0时刻，a 在波峰,速度为零，加速度最大；b 在平衡位置，速度最大，加速度为零，AB 项错误；根据上下坡法可以确定0时刻b 质点向下振动，所以图2是质点b 的振动图象，C 项错误，D 项正确。

3.（2014 北京）20. 以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)。

现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料。

位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足 但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。

若该材料对于电磁波的折射率n=-1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是【答案】B【考点】光的折射定律【解析】光从空气射入到材料中时，根据题意可知入射光线和折射光线位于法线的同侧，A 项错误；根据折射定律可知：sin 1sinri=-，可知折射角等于入射角，C 项错误；根据光路可逆，光从材料射入到空气时，同理入射光线和折射光线也位于法线的同侧，D 项错误，入射角也等于折射角，B 项正确。

2024——2025年高考物理一轮复习机械振动与机械波专练一、单选题（本大题共5小题）1．如图甲，O 点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O 点之间。

现将摆球拉到A 点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A 、C 之间来回摆动，其中B 点为运动中的最低位置，图乙表示细线对摆球的拉力大小F 随时间t 变化的曲线，图中为摆球从A 点开始运动的时刻，g 取。

下列说法正确的是（ ）A ．单摆的振动周期B ．摆长C ．摆球的质量D ．摆球运动过程中的最大速度2．一列简谐横波沿轴正方向传播，图1是波传播到的M 点时的波形图，图2是质点N （）从此时刻开始计时的振动图像，Q 是位于处的质点。

下列说法正确的是（ ）A ．这列波的传播速度是B ．时质点Q 首次到达波峰位置C ．P 点的振动方程为D ．该简谐横波的起振方向为y 轴正方向3．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A 、E 摆长相等。

先让A 摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则（ ）0t =210m /s 0.2πs0.1m0.05kg /s x 5m x =3m x =10m =x 1.25m /s8s t =()1110sin cm 22x t ππ⎛⎫=- ⎪⎝⎭A ．其它各摆振动振幅与摆动周期均与A 摆相同B ．其它各摆振动振幅大小相同，但摆动周期不同C ．其它各摆振动振幅大小不相同，E 摆振幅最大D ．其它各摆振动周期大小不同，D 摆周期最大4．如图所示，波长和振幅分别为和的简谐横波沿一条直线传播，两点的平衡位置相距。

某一时刻在a 点出现波峰，从此时刻起再经过0.2秒在b 点第一次出现波峰，则（ ）A ．若波由a 向b 传播，波的传播速度为B ．若波由b 向a 传播，波的传播速度为C ．从b 点出现波峰开始计时，内质点b 经过的路程可能为D ．从b 点出现波峰开始计时，末质点b 可能处在波谷的位置5．汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）2014年高考物理真题分类汇编：机械振动和机械波34．[物理——选修34][2014·新课标全国卷Ⅰ] (1)图(a)为一列简谐横波在t ＝2 s 时的波形图．图(b)为媒质中平衡位置在x ＝1.5 m 处的质点的振动图像，P 是平衡位置为x ＝2 m 的质点．下列说法正确的是________．图(a) 图(b)A ．波速为0.5 m/sB ．波的传播方向向右C ．0～2 s 时间内，P 运动的路程为8 cmD ．0～2 s 时间内，P 向y 轴正方向运动E ．当t ＝7 s 时，P 恰好回到平衡位置 34．ACE [解析] 本题考查了机械振动与机械波．v ＝λT ＝24m/s ＝0.5 m/s ，A 正确．x ＝1.5 m 处的质点在t ＝2 s 时正在向下振动，根据“上坡下”法可判断机械波向左传播，B 错误；0～2 s 是半个周期，P 点运动的路程为2×4 cm ＝8 cm ，C 正确，D 错误；7 s 是此时刻再经过5 s ，即114T ，这时P 点刚好回到平衡位置，E 正确． 34．[2014·新课标Ⅱ卷] [物理——选修3－4](1)图(a)为一列简谐横波在t ＝0.10 s 时刻的波形图，P 是平衡位置在x ＝1.0 m 处的质点，Q 是平衡位置在x ＝4.0 m 处的质点；图(b)为质点Q 的振动图像，下列说法正确的是________．图(a) 图(b)A ．在t ＝0.10 s 时，质点Q 向y 轴正方向运动B ．在t ＝0.25 s 时，质点P 的加速度方向与y 轴正方向相同C ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，该波沿x 轴负方向传播了6 mD ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，质点P 通过的路程为30 cmE ．质点Q 简谐运动的表达式为y ＝0.10sin 10πt (国际单位制)16．[2014·安徽卷] 一简谐横波沿x 轴正向传播，图1是t ＝0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图像，则该质点的x 坐标值合理的是( )图1图2A ．0.5 mB ．1.5 mC ．2.5 mD ．3.5 m16．C [解析] 本题考查机械振动与机械波综合知识及图像分析能力．根据振动图像可知某质点在t ＝0 s 的位移为负，与此符合的是B 、C 选项，此时该质点的振动方向向下，根据机械波的传播方向分析B 、C 选项中每个质点的振动方向可知，此时横坐标x ＝1.5 m 的质点的振动方向向上，而横坐标x ＝2.5 m 的质点的振动方向向下，选项B 错误，C 正确．14．[2014·安徽卷] 在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l ，引力常量为G ，地球质量为M ，摆球到地心的距离为r ，则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为( )A ．T ＝2πrGM l B ．T ＝2πr l GM C ．T ＝2πr GM l D ．T ＝2πl r GM14．B [解析] 本题考查单摆周期公式、万有引力定律与类比的方法，考查推理能力．在地球表面有G Mm r 2＝mg ，解得g ＝G Mm r2.单摆的周期T ＝2π·l g ＝2πr l GM ，选项B 正确． 17． [2014·北京卷] 一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T .t ＝0时刻的波形如图1所示，a 、b 是波上的两个质点．图2是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是( )图1 图2A ．t ＝0时质点a 的速度比质点b 的大B ．t ＝0时质点a 的加速度比质点b 的小C ．图2可以表示质点a 的振动D ．图2可以表示质点b 的振动17．D本题考查简谐运动的振动和波动图像．图1为波动图像，图2为振动图像．t ＝0时刻，a在波峰位置，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速度最大，A、B错误．在波动图像中，根据同侧法由波传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t ＝0时刻，b点在平衡位置且向下振动，故图2可以表示质点b的振动，C错误，D正确．18．[2014·全国卷] 两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是()A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅18．AD[解析]本题考查波的叠加．波峰与波谷相遇，振动方向相反，振幅等于两列波振幅之差，A正确；波峰与波峰相遇，振动方向相同，振幅等于两列波振幅之和，质点仍在振动而不会停在最大位移处，B错误；无论波峰与波谷相遇处还是波峰与波峰相遇处，质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动，只是波峰与波峰相遇处质点振幅大于波峰与波谷相遇处质点振幅，C错误，D正确．17．[2014·福建卷Ⅰ] 在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图像如图所示，则该波在第一个周期末的波形图是()A BC D17．D[解析] 由振动图像可知，波源的起振方向是沿y轴负方向的，由题干可知该波沿x轴正方向传播，由质点的振动方向与波的传播方向的关系可知，该波在第一个周期末的波形图如图D所示．[2014·江苏卷] (2)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正．(2)①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值. (或在单摆振动稳定后开始计时)[2014·山东卷] (1)一列简谐横波沿直线传播．以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图像如图所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m．以下判断正确的是________．(双选，填正确答案标号)a ．波长为1.2 mb ．波源起振方向沿y 轴正方向c ．波速大小为0.4 m/sd ．质点A 的动能在t ＝4 s 时最大[答案] (1)ab[解析] (1)以波源O 由平衡位置开始振动计时，到质点A 开始振动历时3 s ，O 、A 平衡位置相距0.9 m ，所以可得波速为v ＝0.93m/s ＝0.3 m/s ，c 错误．由图得知，振动周期T ＝4 s ，所以波长为λ＝v T ＝1.2 m ，a 正确．A 点沿y 轴正向起振，所以波源起振方向也沿y 轴正向，b 正确．t ＝4 s 时，质点位于正向最大位移处，动能为零，所以d 错误．5．[2014·四川卷] 如图所示，甲为t ＝1 s 时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图像可能是( )甲 乙A BC D5．A [解析] 从甲图可以得到波长为2 m ，从乙图可以得到周期为2 s ，即波速为1 m/s ；由乙图的振动图像可以找到t ＝1 s 时，该质点位移为负，并且向下运动，距该质点Δx ＝0.5m 处的质点与该质点的振动情况相差T 4，即将乙图中的图像向左或右平移14周期即可得到距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图像，故只有A 正确．5． [2014·天津卷] 平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动，产生频率为50 Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s.平衡位置在x 轴上的P 、 Q 两个质点随波源振动着，P 、Q 的x 轴坐标分别为x P ＝3.5 m 、x Q ＝－3 m ．当S 位移为负且向－y 方向运动时，P 、Q 两质点的( )A ．位移方向相同、速度方向相反B ．位移方向相同、速度方向相同C ．位移方向相反、速度方向相反D ．位移方向相反、速度方向相同5．D [解析] 本题是对机械振动和机械波的综合考查，根据波速和频率之间的关系v ＝fλ 得该波的波长为2 m ．可知，当S 经过平衡位置向负方向运动时，距离S 为1.75个波长的P 点从最大的负位移处向平衡位置运动，距离S 为1.5个波长的Q 点经平衡位置向正方向运动，所以两质点的位移方向相反，速度方向相同，D 正确．17． [2014·浙江卷] 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm ，周期为3.0 s ．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm 时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是( )A ．0.5 sB ．0.75 sC ．1.0 sD ．1.5 s17．C [解析] 本题考查简谐运动的知识点和建模能力．从平衡位置开始计时，游船的振动方程x ＝20sin ⎝⎛⎭⎫2π3t cm ，游客要舒服地登船需满足的条件Δx ＝20－x ≤10，解得0.25 s ≤t ≤1.25 s ，故游客能舒服地登船的时间Δt ＝1.0 s ，选项C 正确．14． [2014·浙江卷] 下列说法正确的是( )A ．机械波的振幅与波源无关B ．机械波的传播速度由介质本身的性质决定C ．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D ．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14．B [解析] 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识．机械波的振幅与波源有关，选项A 错误；传播速度由介质决定，选项B 正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C 错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D 错误．[2014·重庆卷] (2)(6分)一竖直悬挂的弹簧振子下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸．当振子上下振动时，以速率v 水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如题11图2所示的图像．y 1、y 2、x 0、2x 0为纸上印迹的位置坐标．由此图求振动的周期和振幅．题11图2[答案] (2)2x 0v y 1－y 22[解析] (2)设周期为T ，振幅为A .由题图得T ＝2x 0v ，A ＝y 1－y 22.。

机 械 振 动 高考常考题型：选择题＋计算题 1．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则( ) 驱动力频率/Hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3 A．f固＝60 Hz B．60 Hz＜f固＜70 Hz C．50 Hz＜f固＜60 Hz D．以上三个都不对 2．一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图象如图1所示。

下列关于图2(1)～(4)的判断正确的是(选项中v、F、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度)( ) 图1 图2 A．图(1)可作为该物体的v－t图象 B．图(2)可作为该物体的F－t图象 C．图(3)可作为该物体的F－t图象 D．图(4)可作为该物体的a－t图象 3．摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t＝0)，当运动至t＝ 时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象为下图中的( ) 图3 4.如图4所示，物体A和B用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，A的质量为m，B的质量为M，弹簧的劲度系数为k。

当连接A、B的绳突然断开后，物体A将在竖直方向上做简谐运动，则A振动的振幅为( ) A. B. 图4 C. D. 5．如图5所示是弹簧振子的振动图象，由此图象可得，该弹簧振子做简谐运动的公式是( ) 图5 A．x＝2sin(2.5πt＋) B．x＝2sin(2.5πt－) C．x＝sin(2.5πt－) D．x＝2sin 2.5πt 6．(2013·江西重点中学联考)如图6所示。

曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。

开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2 Hz。

现匀速转动摇把，转速为240 r/min。

则( ) 图6 A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 s B．当振子稳定振动时，它的振动频率是4 Hz C．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大 D．当转速减小时，弹簧振子的振幅增大 7．(2013·上海虹口期未)在上海走时准确的摆钟，随考察队带到珠穆朗玛峰的顶端，则这个摆钟( ) A．变慢了，重新校准应减小摆长 B．变慢了，重新校准应增大摆长 C．变快了，重新校准应减小摆长 D．变快了，重新校准应增大摆长 8．劲度系数为20 N/cm的弹簧振子，它的振动图象如图7所示，在图中A点对应的时刻( ) A．振子所受的弹力大小为0.5 N，方向指向x轴的负方向 B．振子的速度方向指向x轴的正方向 C．在0～4 s内振子做了1.75次全振动图7 D．在0～4 s内振子通过的路程为0.35 cm，位移为0 9. (2013·北京西城期末)如图8所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球(小球可以看成质点)。

专题6 机械能1． [2014·重庆卷] 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( ) A ．v 2＝k 1v 1 B ．v 2＝k 1k 2v 1 C ．v 2＝k 2k 1v 1 D ．v 2＝k 2v 1答案：B解析： 本题考查机车启动过程中功率的相关知识．机车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶，可推断机车做匀速直线运动，受力平衡，由公式P ＝Fv ，F ＝kmg ，可推出P ＝k 1mgv 1＝k 2mgv 2，解得v 2＝k 1k 2v 1，故B 正确，A 、C 、D 错误．2．[2014·新课标Ⅱ卷] 取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力．该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )A.π6B.π4C.π3D.5π12 答案：B解析： 由题意可知，mgh ＝12mv 20，又由动能定理得 mgh ＝12mv 2－12mv 20，根据平抛运动可知v 0是v 的水平分速度，那么cos α＝v 0v ＝22，其中α为物块落地时速度方向与水平方向的夹角，解得α＝45˚，B 正确．3．[2014·新课标Ⅱ卷] 一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v .若将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v .对于上述两个过程，用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( ) A ．W F 2＞4W F 1，W f 2＞2W f 1 B ．W F 2＞4W F 1，W f 2＝2W f 1 C ．W F 2＜4W F 1，W f 2＝2W f 1 D ．W F 2＜4W F 1，W f 2＜2W f 1 答案：C解析： 因物体均做匀变速直线运动，由运动学公式得前后两个过程的平均速度是2倍关系，那么位移x ＝t 也是2倍关系，若W f 1＝fx ，则W f 2＝f ·2x 故W f 2＝2W f 1；由动能定理W F 1－fx ＝12mv 2和W F 2－f ·2x ＝12m (2v )2得W F 2＝4W F 1－2fx <4W F 1，C 正确．4．[2014·安徽卷] 如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN 是通过椭圆中心O 点的水平线．已知一小球从M 点出发，初速率为v0，沿管道MPN 运动，到N 点的速率为v 1，所需时间为t 1；若该小球仍由M 点以初速率v 0出发，而沿管道MQN 运动，到N 点的速率为v 2，所需时间为t 2.则( )A ．v 1＝v 2，t 1>t 2B ．v 1<v 2，t 1>t 2C ．v 1＝v 2，t 1<t 2D ．v 1<v 2，t 1<t 2 答案：A 解析： 本题考查机械能守恒定律、类比法与vt 图像方法解题，考查“化曲为直”的思维能力．首先根据机械能守恒定律得到v 1＝v 2＝v 0，小球沿着MPN 轨道运动时，先减速后加速，小球沿着MQN 轨道运动时，先加速后减速，总路程相等，将小球的曲线运动类比为直线运动，画出vt 图像如图，可得t 1 >t 2.选项A 正确．5． [2014·全国卷] 一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v 时，上升的最大高度为H ，如图所示；当物块的初速度为v2时，上升的最大高度记为h .重力加速度大小为g .则物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为( )A ．tan θ和H 2 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22gH －1tan θ和H 2C ．tan θ和H4 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22gH －1tan θ和H 4 答案：D解析： 本题考查能量守恒定律．根据能量守恒定律，以速度v 上升时，12mv 2＝μmg cos θH sin θ＋mgH ，以v2速度上升时12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22＝μmg cos θh sin θ＋mgh ，解得h ＝H 4，μ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22gH －1tan θ，所以D 正确．6． [2014·福建卷Ⅰ] 如图所示，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动．质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端．现用外力作用在两物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块( )A ．最大速度相同B ．最大加速度相同C ．上升的最大高度不同D ．重力势能的变化量不同 答案：C解析： 设斜面倾角为θ，物块速度达到最大时，有kx ＝mg sin θ，若m 1<m 2，则x 1<x 2，当质量为m 1的物块到达质量为m 2的物块速度最大位置的同一高度时，根据能量守恒得：ΔE p ＝mg Δh ＋12mv 2，所以v ＝2ΔE pm－2g Δh ，因为m 1<m 2，所以v 1>v 2max ，此时质量为m 1的物块还没达到最大速度，因此v 1max >v 2max ，故A 错；由于撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量，所以撤去外力时两弹簧的弹力相同，此时两物块的加速度最大，由牛顿第二定律可得a ＝F 弹－mg sin θm，因为质量不同，所以最大加速度不同，故B 错误；由于撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量，所以两弹簧与物块分别组成的两系统具有相同的弹性势能，物块上升过程中系统机械能守恒，所以上升到最大高度时，弹性势能全部转化为重力势能，所以两物块重力势能的增加量相同，故D 错误；由E p ＝mgh 可知，两物块的质量不同，所以上升的最大高度不同，故C 正确．7． [2014·广东卷] 图9是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )A ．缓冲器的机械能守恒B ．摩擦力做功消耗机械能C ．垫板的动能全部转化为内能D ．弹簧的弹性势能全部转化为动能 答案：B解析： 由于楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，摩擦力做负功，则缓冲器的机械能部分转化为内能，故选项A 错误，选项B 正确；车厢撞击过程中，弹簧被压缩，摩擦力和弹簧弹力都做功，所以垫块的动能转化为内能和弹性势能，选项C 、D 错误．8． [2014·福建卷Ⅰ] 图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切．点A 距水面的高度为H ，圆弧轨道BC 的半径为R ，圆心O 恰在水面．一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下，不计空气阻力．(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D 点，OD ＝2R ，求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ；(2)若游客从AB 段某处滑下，恰好停在B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h .(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F 向＝m v 2R)解析： (1)游客从B 点做平抛运动，有2R ＝v B t ① R ＝12gt 2②由①②式得v B ＝2gR ③从A 到B ，根据动能定理，有mg (H －R )＋W f ＝12mv 2B －0④由③④式得W f ＝－(mgH －2mgR )⑤(2)设OP 与OB 间夹角为θ，游客在P 点时的速度为v P ，受到的支持力为N ，从B 到P 由机械能守恒定律，有mg (R －R cos θ)＝12mv 2P －0⑥过P 点时，根据向心力公式，有mg cos θ－N ＝m v 2PR⑦N ＝0⑧cos θ＝hR⑨由⑥⑦⑧⑨式解得h ＝23R .⑩9．[2014·广东卷] (2)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系．①如图23(a )所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表．由数据算得劲度系数k ＝________N/m.(g 取9.80 m/s 2)②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23(b)所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小________．③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x ；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v .释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为________．④重复③中的操作，得到v 与x 的关系如图23(c)．由图可知，v 与x 成________关系．由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的________成正比．(a) (b)(c)答案：(2)①50 ②相等 ③滑块的动能 ④正比 压缩量的平方解析： 根据F 1＝mg ＝k Δx 1，F 2＝2mg ＝k Δx 2，有ΔF ＝F 1－F 2＝k Δx 1－k Δx 2，则k ＝0.490.0099N/m ＝49.5 N/m ，同理可以求得k ′＝0.490.0097 N/m ＝50.5 N/m ，则劲度系数为k ＝k ＋k ′2＝50N/m.②滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块通过两个光电门时的速度相等． ③在该过程中弹簧的弹性势能转化为滑块的动能；④图线是过原点的倾斜直线，所以v 与x 成正比；弹性势能转化为动能，即E 弹＝12mv 2，即弹性势能与速度平方成正比，则弹性势能与压缩量平方成正比．10．(8分)[2014·山东卷] 某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度． 实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示．在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s.图甲图乙完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出FG图线．(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝______(保留2位有效数字)．(3)滑块最大速度的大小v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)．答案： (1)略(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)(3)2μg（s－h）解析： (1)根据实验步骤③给出的实验数据描点、连线即可． (2)上问所得图线的斜率就是滑块与木板间的动摩擦因数．(3)重物下落h 时，滑块的速度最大．设滑块的质量为m ，细绳拉力对滑块所做的功为W F ，对该过程由动能定理得W F －μmgh ＝12mv 2－0滑块从C 点运动到D 点，由动能定理得 W F －μmgs ＝0－0由以上两式得v ＝2μg （s －h ）.11．[2014·江苏卷] 如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v 0.小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ.乙的宽度足够大，重力加速度为g .(1)若乙的速度为v 0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s; (2)若乙的速度为2v 0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v;(3)保持乙的速度2v 0不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复．若每个工件的质量均为m ，除工件与传送带之间的摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率.解析： (1)摩擦力与侧向的夹角为45° 侧向加速度大小 a x ＝μg cos 45°匀变速直线运动 －2a x s ＝0－v 20 解得 s ＝2v 22μg.(2)设t ＝0时刻摩擦力与侧向的夹角为θ，侧向、纵向加速度的大小分别为a x 、a y 则a y a x＝tan θ很小的Δt 时间内，侧向、纵向的速度增量 Δv x ＝a x Δt ，Δv y ＝a y Δt 解得Δv yΔv x＝tan θ 且由题意知 tan θ＝v y v x 则v ′y v ′x ＝v y －Δv yv x －Δv x＝tan θ ∴ 摩擦力方向保持不变则当v ′x ＝0时，v ′y ＝0，即v ＝2v 0.(3)工件在乙上滑动时侧向位移为x ，沿乙方向的位移为y ， 由题意知 a x ＝μg cos θ，a y ＝μg sin θ在侧向上 －2a x x ＝0－v 20 在纵向上2a y y ＝(2v 0)2－0 工件滑动时间 t ＝2v 0a y乙前进的距离y 1＝2v 0t工件相对乙的位移 L ＝x 2＋（y 1－y ）2则系统摩擦生热 Q ＝μmgl电动机做功 W ＝12m (2v 0)2－12mv 20＋Q由P ＝W t ，解得P ＝45μmgv 05.。

高三物理一轮复习名校试题汇编机械振动和机械波选修341选修3-4-1 机械振动和机械波1．（四川省成都外国语学校2012届高三月考理综卷）下列说法正确的是（）A．质点做简谐运动，每二分之一周期内回复力做的功都等于零B．质点做平抛运动，每秒内重力所做的功都相同C．质点做匀速圆周运动，每秒内动量的变化都相同D．质点做自由落体运动，每秒内动能的增加量都相同1.A2．（福建省师大附中2012届高三上学期期中考试）如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中（）A．甲的振幅大于乙的振幅 B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度 D．甲的最大速度大于乙的最大速度2.C3．（湖北鄂州市2012届高三摸底考试理综卷）如图所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。

若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则（）A．f1=2f2，v1=v2 B．f1=f2，v1=0.5v2C．f1=f2，v1=2v2 D．f1=0.5f2，v1=v23．C4．（江西省重点中学协作体2012届高三联考）一列简谐横波以10m/s的速度沿x轴正方向传播，t = 0时刻这列波的波形如图所示。

则a质点的振动图象为（）L L xⅠⅡ4.D5．（四川省成都外国语学校2012届高三月考理综卷）一列简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a 、b 、c 为三个质点，a 正向下运动。

下列判断正确的是A ．质点c 正在向左运动B ．质点b 的加速度方向向上C ．该时刻以后，质点b 比c 先回到平衡位置D ．质点b 正在匀减速运动5.B6．（福建省师大附中2012届高三上学期期中考试）一简谐机械波沿x 轴正方向传播，周期为T ，波长为λ.若在x ＝0处质点的振动图象如图甲所示，则该波在t ＝T /2时刻的波形曲线为乙图中的（ ）6.A x/cma bc 1 5甲乙7．（广西梧州、玉林2011届高三联考理综卷）一质点以坐标原点为中心位置在y 轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为1m/s ，从t ＝0时刻开始经过0.2s 后此质点立即停止运动，则再经过0.3s 时的波形图是下图中的（ ）A B C D7.B8．（辽宁省丹东市四校协作体2012届高三摸底理综卷）一列简谐波沿x 轴正方向传播，某时刻波形图如图甲所示，a 、b 、c 、d 是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置．如再过23个周期，其中某质点继续振动的图象如图乙所示，则该质点是（ ）A ．a 处质点B ．b 处质点C ．c 处质点D ．d 处质点8．D9. （广西陆川县中学2012届高三段考理综卷）如图所示，一列简谐横波在x 轴上传播，图甲和图乙分别为x 轴上a 、b 两质点的振动图象，且 x ab =6m 。

专题14 机械振动和机械波（选修3-4）（解析版）一、单项选择题1.【2014·黄梅一中高三适应训练5】如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，关于图中标明的四个质点，速度为正、加速度为负的质点是（）A．M B．N C．P D．Q2.【2014·黄梅一中高三适应训练5】在用水槽演示水波的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d为（）A．d＝10 cm B．d＝1 m C．d >>1 cm D．d <1 cm3.【2014·黄梅一中高三适应训练5】下列说法中正确的是（）A．一列波在向前传播，当波源突然停止振动时，其他质点也同时停止振动B．纵波在传播过程中，质点也不随波的传播而迁移C．站在火车站的人听到一列鸣笛的火车的音调由高变低，可以判断火车正向你驶来D．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声，是声波的衍射现象4.【2014·黄梅一中高三适应训练5】如图所示，一简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距12m.t=0时a点为波峰，b点为波谷；t=0.5s时a点为波谷，b点为波峰，则下列判断只正确的是（）A．波一定沿x轴正方向传播B．波长可能是8mC．周期可能是0.5sD．波速一定是24m/s二、多项选择题：5.【2014·武汉新洲区高三期末检测】如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在时刻t的波形图，如图乙所示为质点b从时刻t开始计时的v－t图象．若设振动正方向为沿+ y 轴方向，则下列说法中正确的是（）A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．该简谐横波波速为0.4 m/sC．若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多D．在时刻t，质点a的加速度比质点b的大E．再经过2s，质点a随波迁移0.8 m6.【2014·黄梅一中高三适应训练5】如图所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端连结一质量为m的木块置于OO′处，此时弹簧处于原长位置.现将木块从OO′处向右拉开一段位移L，然后放手，使木块在粗糙水平地面上减幅振动直至静止，设弹簧第一次恢复原长时木块的速度为v0，则（）A．弹簧第一次向左运动的过程中，木块始终加速B．木块第一次向左运动的过程中，速度最大的位置在OO′处C．木块先后到达同一位置时，动能一定越来越小D．整个过程中木块只有一次机会速率为v07.【2014·黄冈高三上学期期末考试】（6分）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时的波形如图示，质点A与质点B相距1 m，A点速度沿y轴正方向；t＝0.02 s时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知（填入正确选项前的字母。

G 单元 机械振动和机械波机械振动17．[2018·浙江卷] 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm ，周期为3.0 s ．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm 时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是( )A ．0.5 sB ．0.75 sC ．1.0 sD ．1.5 s17．C [解析] 本题考查简谐运动的知识点和建模能力．从平衡位置开始计时，游船的振动方程x ＝20sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3t cm ，游客要舒服地登船需满足的条件Δx ＝20－x≤10，解得0.25 s≤t≤1.25 s，故游客能舒服地登船的时间Δt ＝1.0 s ，选项C 正确．5． [2018·四川卷] 如图所示，甲为t ＝1 s 时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图像可能是( )甲 乙A BC D5．A [解析] 从甲图可以得到波长为2 m ，从乙图可以得到周期为2 s ，即波速为1 m/s ；由乙图的振动图像可以找到t ＝1 s 时，该质点位移为负，并且向下运动，距该质点Δx ＝0.5 m 处的质点与该质点的振动情况相差T 4，即将乙图中的图像向左或右平移14周期即可得到距该质点Δx ＝0.5 m 处质点的振动图像，故只有A 正确． 3．（2018·上海13校联考）一个做简谐振动的弹簧振子，周期为T ，振幅为A ，已知振子从平衡位置第一次运动到x ＝A 2处所用的最短时间为t 1，从最大的正位移处第一次运动到x ＝A 2处所用的最短时间为t 2，那么t 1与t 2的大小关系是( )A ．t 1＝t 2B ．t 1＜t 2C ．t 1＞t 2D ．无法判断3．B [解析] 振子从平衡位置到最大位移处，速度减小，振子从平衡位置第一次运动到x ＝A 2处的平均速度大于从最大的正位移处第一次运动到x ＝A 2处的平均速度，由t ＝x v可知，t 1＜t 2，选项B 正确． 9. （2018·贵州六校联考）如图X27­8所示，质量M ＝0.5 kg 的框架B 放在水平地面上．劲度系数k ＝100 N/m 的轻弹簧竖直放在框架B 中，轻弹簧的上端和质量m ＝0.2 kg 的物体C 连在一起，轻弹簧的下端连在框架B 的底部，物体C 在轻弹簧的上方静止不动．现将物体C 竖直向下缓慢压下距离x ＝0.03 m 后释放，物体C 就在框架B 中沿竖直方向做简谐运动．在运动的过程中，框架B 始终不离开地面，物体C 始终不碰撞框架B 的顶部，已知重力加速度g 取10 m/s 2.求当物体C 运动到最低点时，物体C 的加速度和此时物体B 对地面的压力．图X27­89．15 m/s 210 N[解析] 物体C 在轻弹簧上静止时，设弹簧的压缩量为x 0，对物体C 有mg ＝kx 0解得x 0＝0.02 m当将物体C 从静止压下距离x 后释放，物体C 就以原来的静止位置为中心上下做简谐运动，振幅A ＝x ＝0.03 m.当物体C 运动到最低点时，对物体C 有k(x ＋x 0)－mg ＝ma解得a ＝15 m/s 2.当物体C 运动到最低点时，设地面对框架B 的支持力为F ，对框架B 有F ＝Mg ＋k(x ＋x 0)解得F ＝10 N所以框架B 对地面的压力为10 N.机械波14．[2018·浙江卷] 下列说法正确的是( )A ．机械波的振幅与波源无关B ．机械波的传播速度由介质本身的性质决定C ．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14．B [解析] 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识．机械波的振幅与波源有关，选项A错误；传播速度由介质决定，选项B正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D错误．5． [2018·四川卷] 如图所示，甲为t＝1 s时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点Δx＝0.5 m处质点的振动图像可能是( )甲乙A BC D5．A [解析] 从甲图可以得到波长为2 m，从乙图可以得到周期为2 s，即波速为1 m/s；由乙图的振动图像可以找到t＝1 s时，该质点位移为负，并且向下运动，距该质点Δx＝0.5 m处的质点与该质点的振动情况相差T4，即将乙图中的图像向左或右平移14周期即可得到距该质点Δx＝0.5 m处质点的振动图像，故只有A正确．18．[2018·全国卷] 两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是( ) A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅18．AD [解析]本题考查波的叠加．波峰与波谷相遇，振动方向相反，振幅等于两列波振幅之差，A正确；波峰与波峰相遇，振动方向相同，振幅等于两列波振幅之和，质点仍在振动而不会停在最大位移处，B错误；无论波峰与波谷相遇处还是波峰与波峰相遇处，质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动，只是波峰与波峰相遇处质点振幅大于波峰与波谷相遇处质点振幅，C错误，D正确．图X27­12．（2018·北京通州期末）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图X27­1所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，质点P的速度和加速度的大小变化情况是( ) A．v变小，a变大B．v变小，a变小C．v变大，a变大D．v变大，a变小2．A [解析] 沿x轴正方向传播的简谐横波，质点P向上振动，速度变小，加速度变大，选项A 正确．图X27­78．（2018·江西九校联合）如图X27­7所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是( )A．该时刻位于O处的质点正处于平衡位置B．P、N两处的质点始终处在平衡位置C．随着时间的推移，M处的质点将向O处移动D．从该时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零E．O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A8. BDE [解析] 该时刻位于O处的质点正处于波谷与波谷的相遇点，非平衡位置，选项A错误；P、N两处的质点处于波峰和波谷的相遇点，二者运动的步调始终相反，合位移为0，选项B正确；质点并不随波迁移，选项C错误；从该时刻起，经过四分之一周期，两列波在M点的振动均达到平衡位置，合位移为零，选项D正确；O、M连线的中点是振动加强区的点，其振幅为2A，选项E正确.实验：用单摆测定重力加速度机械振动与机械波综合5．[2018·天津卷] 平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50 Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s.平衡位置在x轴上的P、 Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为x P＝3.5 m、x Q＝－3 m．当S位移为负且向－y方向运动时，P、Q两质点的( ) A．位移方向相同、速度方向相反B．位移方向相同、速度方向相同C．位移方向相反、速度方向相反D．位移方向相反、速度方向相同5．D [解析] 本题是对机械振动和机械波的综合考查，根据波速和频率之间的关系v＝fλ得该波的波长为2 m．可知，当S经过平衡位置向负方向运动时，距离S为1.75个波长的P点从最大的负位移处向平衡位置运动，距离S为1.5个波长的Q点经平衡位置向正方向运动，所以两质点的位移方向相反，速度方向相同，D正确．34．[物理——选修3－4][2018·新课标全国卷Ⅰ] (1)图(a)为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图．图(b)为媒质中平衡位置在x＝1.5 m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x＝2 m的质点．下列说法正确的是________．图(a) 图(b)A．波速为0.5 m/sB．波的传播方向向右C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cmD．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动E．当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置34．ACE [解析] 本题考查了机械振动与机械波．v＝λT＝24m/s＝0.5 m/s，A正确．x＝1.5 m处的质点在t＝2 s时正在向下振动，根据“上坡下”法可判断机械波向左传播，B错误；0～2 s是半个周期，P点运动的路程为2×4 cm＝8 cm，C正确，D错误；7 s是此时刻再经过5 s，即114T，这时P点刚好回到平衡位置，E正确．17．[2018·福建卷Ⅰ] 在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图像如图所示，则该波在第一个周期末的波形图是(A BC D17．D [解析] 由振动图像可知，波源的起振方向是沿y轴负方向的，由题干可知该波沿x轴正方向传播，由质点的振动方向与波的传播方向的关系可知，该波在第一个周期末的波形图如图D所示．17．[2018·北京卷] 一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点．图2是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是( )图1 图2A．t＝0时质点a的速度比质点b的大B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小C．图2可以表示质点a的振动D．图2可以表示质点b的振动17．D 本题考查简谐运动的振动和波动图像．图1为波动图像，图2为振动图像．t＝0时刻，a在波峰位置，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速度最大，A、B错误．在波动图像中，根据同侧法由波传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t＝0时刻，b点在平衡位置且向下振动，故图2可以表示质点b的振动，C错误，D正确．10．（2018·吉林九校摸底）如图X27­9甲所示，在某介质中波源A、B相距d＝20 m，t＝0时二者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度均为v＝1.0 m/s，开始阶段两波源的振动图像如图乙所示．求：(1)距A点1 m处的质点在t＝0到t＝22 s内所经过的路程；(2)在t＝0到t＝16 s时间内从A发出的半个波在前进的过程中所遇到的波峰的个数．乙图X27­910．(1)128 cm (2)6个[解析] (1) 距A点1 m处的质点随 A点振动经过的路程s1＝2×4 cm＝8 cm从B发出的波在22 s内传播的距离x＝vt＝22 m故从B发出的波可以传播到距A点1 m处的质点，且该质点又振动了1.5个周期，故此质点又振动的路程为s2＝6×20 cm＝120 cm总路程s＝s1＋s2＝128 cm.(2)16 s内两列波相对运动的长度Δl＝l A＋l B－d＝2vt－d＝12 m从A 发出的波的宽度a ＝λA 2＝v T A 2＝0.2 m 从B 发出的波的波长λB ＝vT B ＝2 m n ＝Δl λB＝6 即从A 发出的波经过了6个波峰．。

高考物理试题分类汇编动量、机械能部分1. 选择题 2004夏季高考大综（老课程）全国3卷 第I 卷大题 34小题 36分 考题： 34．如图4所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧，B 、C 为水平的，其距离d=0.50m 盆边缘的高度为h=0.30m 。

在A 处放一个质量为m 的小物块并让其从静止出发下滑。

已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10。

小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B 的距离为A ．0.50mB ．0.25mC ．0.10mD ．02. 选择题 2003夏季高考大综广东卷 一大题 33小题 6分考题： 33．若航天飞机在一段时间内保持绕地心做匀速圆周运动，则A ．它的速度的大小不变，动量也不变B ．它不断地克服地球对它的万有引力做功C ．它的动能不变，引力势能也不变D ．它的速度的大小不变，加速度等于零3. 选择题 2001夏季高考物理上海卷 一大题 8小题 5分考题： 8．一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中，A ．升降机的速度不断减小B ．升降机的加速度不断变大C ．先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功D ．到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值。

4. 选择题 2001夏季高考物理上海卷 一大题 1小题 5分考题： 1．跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是A ．空气阻力做正功B ．重力势能增加C ．动能增加 D.空气阻力做负功．5. 选择题 2004夏季高考物理上海卷 一大题 8小题 5分考题： 8．滑块以速率v 1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率为v 2，且v 2< v 1，若滑块向上运动的位移中点为A ，取斜面底端重力势能为零，则A ．上升时机械能减小，下降时机械增大。

G单元机械振动和机械波目录G单元机械振动和机械波 (1)G1 机械振动 (1)G2 机械波 (2)G3 实验：用单摆测定重力加速度 (6)G4 机械振动与机械波综合 (8)G1 机械振动（2014·四川成都摸底）1. 做简谐运动的弹簧振子，每次通过平衡位置与最大位移处之间的某点时，下列哪组物理量完全相同（）A回复力、加速度、速度B回复力、加速度、动能C回复力、速度、弹性势能D加速度、速度、机械能【知识点】简谐运动的回复力和能量．【答案解析】B解析：振动质点的位移是指离开位置的位移，做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，位移一定相同；过同一位置，可能离开平衡位置，也可能向平衡位置运动，故速度有两个可能的方向，不一定相同；复力F=-kx，由于x相同，故F相同；加速度a=-kxm经过同一位置时，x相同，故加速度a相同；经过同一位置，速度大小一定相等，故动能一定相同，弹性势能、机械能也相同；故ACD错误，B正确；故选：B．【思路点拨】物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律（即它的振动图象是一条正弦曲线）的振动叫简谐运动．简谐运动的频率（或周期）跟振幅没有关系，而是由本身的性质（在单摆中由初始设定的绳长）决定，所以又叫固有频率．做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，一定相同的物理量是位移、加速度和能量．本题关键是明确：（1）简谐运动的定义；（2）受力特点；（3）运动学特点．（2014·湖北武汉二中模拟）2. 如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：①写出该振子简谐运动的表达式．②在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？③该振子在前100 s的总位移是多少？路程是多少？【知识点】简谐运动的振动图象．【答案解析】①x ＝5sin π2t （cm ） ②见解析 ③0 5 m 解析：①由振动图象可得：A ＝5 cm ，T ＝4 s ，φ＝0则ω＝2πT ＝π2rad/s 故该振子简谐运动的表达式为x ＝5sin π2t （cm ） ②由图可知，在t ＝2 s 时，振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移值不断增大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大．当t ＝3 s 时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值．③振子经过一个周期位移为零，路程为5×4 cm＝20 cm ，前100 s 刚好经过了25个周期，所以前100 s 振子位移x ＝0，振子路程s ＝20×25 cm＝500 cm ＝5 m.【思路点拨】（1）先由图读出周期，由公式ω=T π2，得到角频率ω，读出振幅A ，则该振子简谐运动的表达式为x=Asinωt．（2）根据a=-mkx 知，位移x 最大时，加速度最大，加速度方向与位移方向相反．（3）振子在一个周期内通过的路程是4A ，求出时间100s 相对于周期的倍数，即可求得总路程，再得到总位移．G2 机械波（2014·吉林市普高二模）1. 如图所示，两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x ＝－0.2 m 和x ＝1.2 m 处，两列波的速度均为v ＝0.4 m/s ，两波源的振幅均为A ＝2 cm 。