专题15 振动和波-2019年高考物理母题题源系列(解析版)
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2019一轮好卷高考物理《机械振动、机械波、光学、电磁波、相对论》学思卷一mechanical vibration、Mechanical wave、optics、electromagnetic wave、Relativity1.(多选)如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。
以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y=0.1 sin(2.5πt)m。
t=0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t=0.6 s时,小球恰好与物块处于同一高度。
取重力加速度的大小g=10 m/s2。
以下判断正确的是。
()A.h=1.7 mB.简谐运动的周期是0.8 sC.0.6 s内物块运动的路程是0.2 mD.t=0.4 s时,物块与小球运动方向相反2.一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 s B.0.75 s C.1.0 s D.1.5 s3.在实验室可以做“声波碎杯”的实验,用手指轻弹一只玻璃酒杯,可以听到清脆声音,测得这声音的频率为500 Hz。
将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前,操作人员通过调整其发出的声波,就能使酒杯碎掉。
下列说法中正确的是()A.操作人员必须把声波发生器输出的功率调到很大B.操作人员必须使声波发生器发出频率很高的超声波C.操作人员必须同时增大声波发生器发出声波的频率和功率D.操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz,且适当增大其输出功率4.用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。
(1)(多选)组装单摆时,应在下列器材中选用________(选填选项前的字母)。
A.长度为1 m左右的细线B.长度为30 cm左右的细线C.直径为1.8 cm的塑料球D.直径为1.8 cm的铁球(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=________(用L、n、t表示)。
专题15 振动和波【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国Ⅰ卷)【母题原题】一简谐横波沿x 轴正方向传播,在t =2T 时刻,该波的波形图如图(a )所示,P 、Q 是介质中的两个质点。
图(b )表示介质中某质点的振动图像。
下列说法正确的是A .质点Q 的振动图像与图(b )相同B .在t =0时刻,质点P 的速率比质点Q 的大C .在t =0时刻,质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D .平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b )所示E .在t =0时刻,质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大【答案】CDE【解析】由图(b )可知,在2T t =时刻,质点正在向y 轴负方向振动,而从图(a )可知,质点Q 在2T t = 正在向y 轴正方向运动,故A 错误;由2T t =的波形图推知,0t =时刻,质点P 正位于波谷,速率为零;质点Q 正在平衡位置,故在0t =时刻,质点P 的速率小于质点Q ,故B 错误;0t =时刻,质点P 正位于波谷,具有沿y 轴正方向最大加速度,质点Q 在平衡位置,加速度为零,故C 正确;0t =时刻,平衡位置在坐标原点处的质点,正处于平衡位置,沿y 轴正方向运动,跟(b )图吻合,故D 正确;0t =时刻,质点P 正位于波谷,偏离平衡位置位移最大,质点Q 在平衡位置,偏离平衡位置位移为零,故E 正确。
故本题选CDE 。
【母题来源二】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国Ⅱ卷)【母题原题】如图,长为l 的细绳下方悬挂一小球a 。
绳的另一端固定在天花板上O 点处,在O 点正下方34l 的O '处有一固定细铁钉。
将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。
当小球a 摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。
设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ,向右为正。
下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t 关系的是【答案】A【解析】由T =2π得:T 1=2π,T 2=2π=π=12T 1 ,故BD 错误;112sin 2x l θ=⋅,222sin 2x l θ'=⋅22sin 42L θ=⋅ 2sin 22L θ=⋅,122sin 2sin 22l x l x θθ=⋅124sin 2sin 2θθ=,由能量守恒定律可知,小球先后摆起得最大高度相同,故l -l cos θ1=2cos 44l l θ-⋅,根据数学规律可得:21sin 2sin 22θθ=,故11224sin 2=2sin 2x x θθ=,即第一次振幅是第二次振幅得2倍,故A 正确,C 错误。
2019年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅰ)二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。
要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.5l eV 15.如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷16.最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。
若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg17.如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接,已如导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为A.2F B.1.5F C.0.5F D.018.如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。
上升第一个4H所用的时间为t1,第四个4H所用的时间为t2。
不计空气阻力,则21tt满足A.1<21tt<2 B.2<21tt<3 C.3<21tt<4 D.4<21tt<5 19.如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。
历年(2019-2023)高考物理真题专项(机械振动、机械波)练习 一、单选题A.做匀加速直线运动B.在O点所受静电力最大C.由E到O的时间等于由....2023ꞏ海南ꞏ统考高考真题)下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距的两个质点P、Q的振动图像,下列说法正确的是()A.该波的周期是5s B.该波的波速是3m/sC.4s时P质点向上振动D.4s时Q质点向上振动4.(2023ꞏ天津ꞏ统考高考真题)能说明光是横波的是( )....2023ꞏ山西ꞏ统考高考真题)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。
声波在空气中和在水中传播时的(λ=B.声波的波长A.声波的波长15cmC.两声波的振幅之比为3:1D.两声波的振幅之比为8.(2023ꞏ湖南ꞏ统考高考真题)如图(a),在均匀介质中有动方向与平面ABD 垂直,已知波长为4m .下列说法正确的是( )A .这三列波的波速均为2m/sB .2s =t 时,D 处的质点开始振动C . 4.5s t =时,D 处的质点向y 轴负方向运动 D .6s t =时,D 处的质点与平衡位置的距离是6cm9.(2023ꞏ浙江ꞏ高考真题)如图甲所示,一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO ',接入电阻R 构成回路.导体杆处于竖直向上的匀强磁场中,将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放,导体杆开始下摆。
当0R R =时,导体杆振动图像如图乙所示。
若横纵坐标皆采用图乙标度,则当02R R =时,导体杆振动图像是( )A .B .C .D .10.(2023ꞏ浙江ꞏ高考真题)主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号,并产生相应的抵消声波,某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示,取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为340m /s )( )A .振幅为2AB .频率为100HzC .波长应为1.7m 的奇数倍A .a 与b 的频率之比为2:1B .O 与P 开始振动的时刻相同C .a 与b 相遇后会出现干涉现象D .O 开始振动时沿12.(2022ꞏ重庆ꞏ高考真题)某同学为了研究水波的传播特点,在水面上放置波源和浮标,A .浮标的振动周期为4C .13t 时刻浮标沿y 轴负方向运动A.2:3 B.3:2 14.(2022ꞏ北京ꞏ高考真题)在如图所示的小黑点代表绳上的质点,相邻质点的间距为4 A.0=t时,质点0P沿y轴负方向运动C.34t T=时,质点3P和5P相位相同15.(2022ꞏ辽宁ꞏ高考真题)一列简谐横波沿A.该时刻速度沿y轴正方向C.此后1周期内通过的路程为A.小球做简谐运动TA.甲图中的小球将保持静止B.甲图中的小球仍将来回振动C.乙图中的小球仍将来回摆动A.此波的波长为9cmC.此波的波速为0.1m/s19.(2021ꞏ江苏ꞏ高考真题)如图所示,半径为RA .sin()2πω=-x R tB .sin()πω=+x R tA .15m/sB .25m/s C .35m/s21.(2021ꞏ天津ꞏ高考真题)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,传播速度.B ..D.22.(2021ꞏ北京ꞏ高考真题)一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。
专题15 元素及其化合物知识的综合应用【母题来源】2019年高考江苏卷【母题题文】N 2O 、NO 和NO 2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N 2O 的处理。
N 2O 是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N 2O 分解。
NH 3与O 2在加热和催化剂作用下生成N 2O 的化学方程式为 。
(2)NO 和NO 2的处理。
已除去N 2O 的硝酸尾气可用NaOH 溶液吸收,主要反应为NO+NO 2+2OH −22NO -+H 2O2NO 2+2OH −2NO -+3NO -+H 2O ①下列措施能提高尾气中NO 和NO 2去除率的有 (填字母)。
A .加快通入尾气的速率B .采用气、液逆流的方式吸收尾气C .吸收尾气过程中定期补加适量NaOH 溶液②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO 2晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(3)NO 的氧化吸收。
用NaClO 溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO 的去除率。
其他条件相同,NO 转化为3NO -的转化率随NaClO 溶液初始pH (用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO 溶液中,HClO 氧化NO 生成Cl −和3NO -,其离子方程式为 。
②NaClO 溶液的初始pH 越小,NO 转化率越高。
其原因是 。
【参考答案】(1)2NH 3+2O 2N 2O+3H 2O(2)①BC ②NaNO3NONO +5H+(3)①3HClO+2NO+H2O3Cl−+23②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强【试题解析】(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O,根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成,配平化学方程式为:2NH3+2O2N2O+3H2O。
(2)①A、加快通入尾气的速率,不能提高尾气中NO和NO2的去除率,不符合题意;B、采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气液充分接触,能提高尾气中NO和NO2的去除率,符合题意;C、定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中NO和NO2的去除率,符合题意。
机械振动和机械波1.如图所示,一列简谐横波向右传播,P 、Q 两质点平衡位置相距0.15 m 。
当P 运动到上方最大位移处时,Q 刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是A. 0.60 mB. 0.30 mC. 0.20 mD. 0.15 m【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(北京卷)【答案】 B【解析】可以画出PQ 之间的最简单的波形,如图所示:2.手持较长软绳端点O 以周期T 在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。
绳上有另一质点P ,且O 、P 的平衡位置间距为L 。
t =0时,O 位于最高点,P 的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是A .该简谐波是纵波B .该简谐波的最大波长为2LC .8T t =时,P 在平衡位置上方D .38T t =时,P 的速度方向竖直向上 【答案】C3.关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系,下列说法正确的是()A.位移减小时,加速度减小,速度也减小B.位移方向总是与加速度方向相反,与速度方向相同C.物体的运动方向指向平衡位置时,速度方向与位移方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同D.物体向负方向运动时,加速度方向与速度方向相同;向正方向运动时,加速度方向与速度方向相反答案:C位移减小时,加速度减小,速度增大,A错误;位移方向总是与加速度方向相反,与速度方向有时相同,有时相反,B、D错误,C正确。
4.如图所示是某绳波形成过程的示意图,1,2,3,4……为绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向。
质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2,3,4……各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。
t=0时质点1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点5开始运动。
下列判断正确的是()A.质点6开始振动时的运动方向向下B.t=时质点6的速度方向向下C.t=时质点10的速度方向向上D.t=T时质点16开始运动答案:介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同,A不对;经过t=质点1回到平衡位置,质点9开始向上振动,质点5振动到正的最大位移处,根据带动法可知,质点6在平衡位置上方向上振动,即速度的方向向上,B错;t=时质点1振动到负的最大位移处,质点9振动到正的最大位移处,质点13开始振动,5~13之间的质点在平衡位置上方,9~13之间的质点振动方向都向上,C对;t=T时质点17开始运动,D不对。
专题15 振动和波【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国Ⅰ卷)【母题原题】一简谐横波沿x 轴正方向传播,在t =2T 时刻,该波的波形图如图(a )所示,P 、Q 是介质中的两个质点。
图(b )表示介质中某质点的振动图像。
下列说法正确的是A .质点Q 的振动图像与图(b )相同B .在t =0时刻,质点P 的速率比质点Q 的大C .在t =0时刻,质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D .平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b )所示E .在t =0时刻,质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大【答案】CDE【解析】由图(b )可知,在2T t =时刻,质点正在向y 轴负方向振动,而从图(a )可知,质点Q 在2T t = 正在向y 轴正方向运动,故A 错误;由2T t =的波形图推知,0t =时刻,质点P 正位于波谷,速率为零;质点Q 正在平衡位置,故在0t =时刻,质点P 的速率小于质点Q ,故B 错误;0t =时刻,质点P 正位于波谷,具有沿y 轴正方向最大加速度,质点Q 在平衡位置,加速度为零,故C 正确;0t =时刻,平衡位置在坐标原点处的质点,正处于平衡位置,沿y 轴正方向运动,跟(b )图吻合,故D 正确;0t =时刻,质点P 正位于波谷,偏离平衡位置位移最大,质点Q 在平衡位置,偏离平衡位置位移为零,故E 正确。
故本题选CDE 。
【母题来源二】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国Ⅱ卷)【母题原题】如图,长为l 的细绳下方悬挂一小球a 。
绳的另一端固定在天花板上O 点处,在O 点正下方34l 的O '处有一固定细铁钉。
将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。
当小球a 摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。
设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ,向右为正。
下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t 关系的是【答案】A【解析】由T=2π得:T 1=2π,T 2=2π=π=12T 1 ,故BD 错误;112sin 2x l θ=⋅,222sin 2x l θ'=⋅22sin 42L θ=⋅ 2sin 22L θ=⋅,122sin 2sin 22l x l x θθ=⋅124sin2sin 2θθ=,由能量守恒定律可知,小球先后摆起得最大高度相同,故l -l cos θ1=2cos 44l l θ-⋅,根据数学规律可得:21sin 2sin 22θθ=,故11224sin 2=2sin 2x x θθ=,即第一次振幅是第二次振幅得2倍,故A 正确,C 错误。
高中物理-机械振动与机械波专题强化训练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.机械振动中,下列各组物理量中其大小变化始终一致的是A.回复力与速度B.位移与速度C.加速度与速度D.位移与加速度2.关于机械波,下列说法中正确的是A.机械波的振幅与波源振动的振幅不相等B.在波的传播过程中,介质中质点的振动频率等于波源的振动频率C.在波的传播过程中,介质中质点的振动速度等于波的传播速度D.在机械波的传播过程中,离波源越远的质点振动的周期越大t时刻的波形图,a、b、c三个质点从图示时刻3.图示为一列向右传播的横波在0起第一次回到平衡位置的先后次序是()A.b,c,a B.c,b,a C.a,b,c D.a,c,b 4.下列说法正确的是()A.在连续均匀的海浪冲击下,停在海面的小船上下振动,是共振现象B.受迫振动的振幅由驱动力的大小决定,与系统的固有频率无关C.医生利用超声波测定病人血管中的血流速度,这是利用了超声波的多普勒效应D.寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝,这属于声波的衍射5.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块,向湖中投入一石块,在湖面上激起水波,关于木块的运动情况,以下正确的是()A.因为“随波逐流”木块将被推至远处B.因不知道木块离波源的远近如何,所以无法确定木块的运动情况C.无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动D.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关6.如图甲所示,弹簧振子在水平方向上做简谐运动,其振动图像如图乙所示。
已知弹簧的劲度系数为0.5 N/cm。
则()A.在t=2.75 s时,振子的位移和速度方向相同B.在t0时,振子所受的回复力大小为0.5 NC.在t=1.5 s时,弹簧振子的弹性势能最大D.振子的振动方程为x=5sin(2πt)cm7.如图甲所示是用沙摆演示振动图像的实验装置,此装置可视为摆长为L的单摆,沙摆的运动可看作简谐运动,实验时在木板上留下图甲所示的结果.若用手拉木板做匀速运动,速度大小是v,图乙所示的一段木板的长度是s,下列说法正确的是()A.可估算出这次实验所用沙摆对应的摆长B.若增大手拉木板的速度,则沙摆的周期将变大C.若减小沙摆摆动时的最大摆角,则沙摆的周期将变小D.若增大沙摆的摆长,保持拉动木板的速度不变,则仍将得到与图乙完全相同的图样8.如图所示,S点为振源,其频率为100Hz,所产生的横波向右传播,波速为80m/s,P、Q是波传播途中的两点,已知SP=4.2m,SQ=5.4m.当S通过平衡位置向上运动时()A.P在波谷,Q在波峰B.P、Q都在波峰C.P在波峰,Q在波谷D.P通过平衡位置向上运动,Q通过平衡位置向下运动9.一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为2Hz ,现在长绳两端分别有一振源P 、Q 同时开始以相同振幅A 。
2019高考物理题分类汇编12机械振动、机械波、光学解析版1.【2019年全国Ⅰ】一简谐横波沿x 轴正方向传播,在t =T 2时刻,该波的波形图如图(a)所示,P 、Q 是介质中的两个质点。
图(b)表示介质中某质点的振动图象。
下列说法正确的是()A. 质点Q 的振动图象与图(b)相同B. 在t =0时刻,质点P 的速率比质点Q 的大C. 在t =0时刻,质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D. 平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示E. 在t =0时刻,质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大【答案】CDE【解析】解:A 、简谐机械波沿x 轴正方向传播,在t =T 2时刻,质点Q 的振动方向向上,而在振动图象上在t =T 2时刻质点的振动方向向下,所以图b 不是质点Q 的振动图象。
故A 错误。
B 、在t =0时刻,质点P 位于波谷,速度为零,质点Q 位于平衡位置,则质点P 的速率比质点Q 的小,故B 错误。
C 、在t =0时刻,质点P 的位移比质点Q的大,则质点P 的加速度的大小比质点Q 的大。
故C 正确。
D 、在t =T 2时刻,平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下,与振动图象相符,所以平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示。
故D 正确。
E 、在t =0时刻,质点P 位于波谷,质点Q 位于平衡位置,则质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大。
故E 正确。
故选:CDE 。
根据波的传播方向确定Q 点在t =T 2时刻的振动方向,与振动图象上在t =T 2时刻质点的振动方向比较,确定是哪个质点的振动图象。
在波动图象上,根据位移大小研究加速度和速度的大小关系。
本题考查识别、理解振动图象和波动图象的能力,以及把握两种图象联系的能力。
对于波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。
同时,能熟练分析波动形成的过程,分析物理量的变化情况。
2.【2019年全国Ⅰ】如图,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m 。
专题15 振动和波【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国Ⅰ卷)【母题原题】一简谐横波沿x 轴正方向传播,在t =2T 时刻,该波的波形图如图(a )所示,P 、Q 是介质中的两个质点。
图(b )表示介质中某质点的振动图像。
下列说法正确的是A .质点Q 的振动图像与图(b )相同B .在t =0时刻,质点P 的速率比质点Q 的大C .在t =0时刻,质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D .平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b )所示E .在t =0时刻,质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大【答案】CDE【解析】由图(b )可知,在2T t =时刻,质点正在向y 轴负方向振动,而从图(a )可知,质点Q 在2T t = 正在向y 轴正方向运动,故A 错误;由2T t =的波形图推知,0t =时刻,质点P 正位于波谷,速率为零;质点Q 正在平衡位置,故在0t =时刻,质点P 的速率小于质点Q ,故B 错误;0t =时刻,质点P 正位于波谷,具有沿y 轴正方向最大加速度,质点Q 在平衡位置,加速度为零,故C 正确;0t =时刻,平衡位置在坐标原点处的质点,正处于平衡位置,沿y 轴正方向运动,跟(b )图吻合,故D 正确;0t =时刻,质点P 正位于波谷,偏离平衡位置位移最大,质点Q 在平衡位置,偏离平衡位置位移为零,故E 正确。
故本题选CDE 。
【母题来源二】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国Ⅱ卷)【母题原题】如图,长为l 的细绳下方悬挂一小球a 。
绳的另一端固定在天花板上O 点处,在O 点正下方34l 的O '处有一固定细铁钉。
将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。
当小球a 摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。
设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ,向右为正。
下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t 关系的是【答案】A【解析】由T=2π得:T 1=2π,T 2=2π=π=12T 1 ,故BD 错误;112sin 2x l θ=⋅,222sin 2x l θ'=⋅22sin 42L θ=⋅ 2sin 22L θ=⋅,122sin 2sin 22l x l x θθ=⋅124sin2sin 2θθ=,由能量守恒定律可知,小球先后摆起得最大高度相同,故l -l cos θ1=2cos 44l l θ-⋅,根据数学规律可得:21sin 2sin 22θθ=,故11224sin 2=2sin 2x x θθ=,即第一次振幅是第二次振幅得2倍,故A 正确,C 错误。
【母题来源三】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国Ⅲ卷)【母题原题】水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。
振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。
两波源发出的波在水面上相遇。
在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。
关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是A .不同质点的振幅都相同B .不同质点振动的频率都相同C .不同质点振动的相位都相同D .不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化【答案】BDE【解析】两列波叠加形成稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同;任何质点都在按照相同的频率在振动,不同区域的质点振幅和位移不一定相同,两列波在水面上相遇时发生干涉,有的质点振动加强,有的振动减弱,可知不同的质点的振幅不一定相同,选项A错误;各质点振动的频率与波源频率相同,波源振动频率又与振动片的振动频率相同,不同质点的振动频率相同,都等于振源的频率,选项B正确;因各质点距离振源的距离不一定相同,则各质点振动的相位不一定相同,选项C错误;不同的质点振动的周期都与细杆的振动周期相同,细杆的振动周期与振动片的周期相同,则不同的质点振动的周期都与振动片的振动周期相同,选项D正确;同一质点处因与振源的位置关系一定,则两列波的相位差不随时间变化,选项E正确;故选BDE。
【命题意图】通过两种不同的图象呈现题设信息,考查了考生的读图、识图能力,对简谐运动与波动图象的基本知识的理解能力和综合分析能力。
【考试方向】高考对机械振动和机械波的考查重点在于波的传播规律、波动图象、振动图象的转换等方面,主要题型为选择题、填空题为主。
物理图象是一种非常形象的信息呈现方式,能够很好地反映各物理量之间的关系,将振动图象与波动图象结合命题,可以全面考查波动理论,是高考考查热点。
【得分要点】应加强对基本概念和规律的理解,抓住波的传播和图象这条主线,强化训练、提高对典型问题的分析能力。
1.带动法判断质点振动的方向:波的形成和传播过程中,前一质点的振动带动后一相邻质点的振动,后一质点重复前一质点的振动形式。
只要知道某点振动方向或波的传播方向,再通过比较某质点的位移与它相邻质点的位移,即可判断波的传播方向或确定该质点的振动方向。
2.振动图象与波动图象的区别与联系:(1)振动图象描述的是某一质点在不同时刻的振动情况,图象上任意两点表示同一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移;波的图象描述的是波在传播方向上无数质点在某一时刻的振动情况,图象上任意两点表示不同的两个质点在同一时刻偏离平衡位置的位移。
(2)振动图象随时间的延续将向着横坐标箭头方向延伸,原图象形状不变;波的图象随着时间的延续,原图象的形状将沿横坐标方向整个儿地平移,而不是原图象的延伸。
(3)在不同时刻波的图象是不同的;对于不同的质点振动图象是不同的。
(4)从振动图象上可以读出振幅和周期;从波的图象上可以读出振幅和波长。
1.(2019·北京市人大附中模拟)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波向右传播。
某一时刻的波形如图所示,绳上a 、b 两质点均处于波峰位置。
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 两点振动开始时刻相差半个周期C .a 点完成全振动的次数比b 点多一次D .a 点完成全振动的次数比b 点少一次【答案】C【解析】由波形可知,a 、b 两点之间的距离为一个波长,选项A 错误;a 、b 两点振动开始时刻相差一个周期,选项B 错误;a 点距离波源较近,且ab 相差一个波长,则 a 点完成全振动的次数比b 点多一次,选项C 正确,D 错误。
2.(2019·陕西西安中学高二期末)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为π5sin 4x t =(cm ),则下列关于质点运动的说法中正确的是A .质点做简谐运动的振幅为10 cmB .质点做简谐运动的周期为8 sC .在t =4 s 时质点的速度最大D .在t =4 s 时质点的加速度最大【答案】BC【解析】A 、由位移的表达式π5sin cm 4()x t =可知质点做简谐运动的振幅为5 cm ,故选项A 错误;B 、由位移的表达式读出角频πrad/s 4ω=,则周期为2π8s T ω==,故选项B 正确;C 、在4s t =时质点的位移π5sin cm 0cm 4x t ==,说明质点通过平衡位置,速度最大,故选项C 正确;D 、在4s t =时质点通过平衡位置,加速度最小,故选项D错误。
3.(2019·天津高考模拟)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P点,t+0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示,此时波刚好传到Q点。
己知a、b、c、P、Q是介质中的质点,则下列说法正确的是A.这列波的波速一定为50 m/sB.质点a在这段时间内的路程一定为30 cmC.在t+0.3 s时刻,质点c的振动位移与其运动方向相同D.在f+0.5 s时刻,质点b、P的振动位移相同【答案】AD【解析】A项:0.6 s时间内波传播了30 m,由公式30m/s50m/s0.6svt===,故A正确;B项:波的周期为40s0.8s50Tvλ===,30.6s4T=,由于a质点不是从平衡位置或最大位移处开始运动,所以a质点的路程一定不等于30 cm,故B错误;C项:波从P点传到c点所用的时间为:10s0.2s50t==,由同侧法可知,波源的起振方向沿y轴正方向,所以c再振动0.1 s(小于四分之一周期)时处于平衡位置上方,位移方向沿y轴负方向,故C错误;D项:由波的平移可知,经过0.5 s波传播了25 m的距离,所以质点b、P的振动位移相同,故D正确。
4.(2019·广西高二期末)如图所示,图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0 s时刻的波形图,图乙为质点B的振动图像,下列说法正确的是A.该波沿x轴正方向传播B.在t=0 s时,质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴正方向C.从t=0 s到t=0.1 s,质点通过的路程等于5 cmD.在t=0.1 s时,质点C和质点D的速度相同E.质点D做简谐运动的表达式为y=0.05cos(5πt)(m)【答案】ACE【解析】A.由乙图知:在t=0 s时刻,质点B的振动方向沿y轴正方向,代入甲图,则知该波沿x轴正方向传播,故A正确;B.在t=0时刻,质点A的速度方向为正,位移为正,由kxam=-知:加速度为负,即沿y轴负方向,故B错误;C.从t=0 s到t=0.1 s,14t T∆=,质点通过的路程等于s A==5 cm,故C正确;D.质点C和质点D平衡位置相距半个波长,振动情况总是相反,则在t=0.1 s时,质点C 和质点D均处于各自的平衡位置,速度相反,故D错误;E.在t=0时刻,质点D位于波峰,则质点D 做简谐运动的表达式为y=0.05cos(5πt)(m),故E正确。
5.(2019·湖北省宜昌市高三模拟)如图所示为一列简谐横波在t=0时的波形图,波沿x轴负方向传播,传播速度v=1 m/s,则下列说法正确的是A.此时x=1.25 m处的质点正在做加速度增大的减速运动B.x=0.4 m处的质点比x=0.6 m处的质点先回到平衡位置C.x=4 m处的质点再经过1.5 s可运动到波峰位置D.x=2 m处的质点在做简谐运动,其振动方程为y=0.4sinπt (m)E.t=2 s的波形图与t=0时的波形图重合【答案】ACE【解析】波沿x轴负向传播,故此时x=1.25 m处的质点向上运动,质点纵坐标大于零,故由质点运动远离平衡位置可得:质点做加速度增大的减速运动,故A正确;由波沿x轴负向传播可得:x=0.6 m处的质点向平衡位置运动,故x=0.4 m处的质点、x=0.6 m处的质点都向平衡位置运动,且x=0.4 m处的质点比x=0.6 m处的质点距离远,那么,x=0.6m处的质点比x=0.4 m处的质点先回到平衡位置,故B错误;由波沿x轴负向传播可得:x=4 m处的质点由平衡位置向下振动,故x=4 m处的质点再经过34T可运动到波峰位置,又有波长λ=2 m,波速v=1 m/s,所以,周期T=2s,那么,x=4 m处的质点再经过1.5 s可运动到波峰位置,故C 正确;由C 可知:x =2 m 处的质点在做简谐运动的周期T =2s ,又有振幅A =0.4m ,t =0时,质点位移为零,根据波沿x 轴负向传播可知质点向下振动,故可得:振动方程为y =﹣0.4sin (πt )(m ),故D 错误;由C 可知简谐波的周期T =2s ,故经过2s ,波正好向前传播一个波长,波形重合,故t =2 s 的波形图与t =0时的波形图重合,故E 正确。