2019高考物理冲刺押题专项13机械振动和机械波
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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)。
2019 高考物理四年试题:专项13 机械振动、机械波【2017 高考】1. 〔全国〕一列简谐横波沿x 轴流传,波长为 1.2 m ,振幅为A。
当坐标为x = 0 处质元的位移为 -3A y x=0.4 m 处质元的位移为32且向轴负方向运动时,坐标为。
当坐标2Ax 处的质元位于均衡地点且向y 轴正方向运动时, x=0.4 m处质元的位移和运动方向分别为A、 -1y B、 -1y2、沿轴正方向2、沿轴负方向A A33C、- 2A、沿 y 轴正方向D、- 2A、沿 y 轴负方向2、〔北京〕介质中有一列简谐机械波流传,关于其中某个振动质点,A、它的振动速度等于波的流传速度B、它的振动方向必定垂直于波的流传方向C、它在一个周期内走过的行程等于一个波长D、它的振动频率等于波源的振动频率答案: D分析:介质中某个振动质点做简谐运动,其速度按正弦〔或余弦〕规律变化,而在同一介质中波的流传速度是不变的,振动速度和波的流传速度是两个不一样的速度, A 错误;在横波中振动方向和波的流传方向垂直,在纵波中振动方向和波的流传方向在一条直线上, B 错误;振动质点在一个周期内走过的行程为 4 个振幅, C错误;波在流传的过程中,频率不变为波源的频率, D 正确。
3. 〔重庆〕介质中坐标原点0 处的波源在t=0 时辰开始振动,产生的简谐波沿x 轴正向流传, t 0时辰传到L 处,波形如题17 图所示。
以下能描述x0处质点振动的图象是4、〔浙江〕关于颠簸,以下说法正确的选项是A.各种波均会发生偏振现象B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹C.声波流传过程中,介质中质点的运动速度等于声波的流传速度D.地震波得纵波速度大于横波速度,此性质可用于横波的预警【答案】 BD【分析】只有横波才能发生偏振现象,故 A 错误;用白光做单缝衍射与双缝衍射,都可以观察到彩色条纹,故B正确;声波在流传过程中,介质中质点的速度其实不等于声波的流传速度,故C错误;地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警,故 D 正确。
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。
2019年高考物理试题机械振动和机械波
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0.15m。
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.0.60m
B.0.30m
C.0.20m
D.0.15m
【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:
拓展:解决机械波的题目关键在于理解波的周期性,即时间的周期性或空间的周期性,得到波长的通项,再求解处波长的特殊值。
2.(多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。
t=0时振子的位移为-0.1m,t=1s时位移为0.1m,则
A.若振幅为0.1m,振子的周期可能为
B.若振幅为0.1m,振子的周期可能为
C.若振幅为0.2m,振子的周期可能为4s
D.若振幅为0.2m,振子的周期可能为6s
【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试理科综合物理试题(天津卷)
【答案】AD
【拓展】t=0时刻振子的位移x=-0.1m,t=1s时刻x=0.1m,关于平衡位置对称;如果振幅为。
第13讲机械振动与机械波一、单项选择题1.(2016北京理综,15)如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动,以平衡位置O为原点,建立Ox轴,向右为x轴正方向。
若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为( )答案 A 开始计时时振子位于正向最大位移处向负方向做简谐运动,振动图像为余弦函数图像,选项A正确。
2.(2019天津红桥月考)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v。
若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是( )答案 D 根据波的传播方向,可分别判定四幅波形图中质点a的振动方向,A图中向上振动,B图中向下振动,C图中向上振动,D图中向下振动;各图中波的周期分别为TA =2sv,TB=sv,TC=sv,TD=23sv,故从该时刻起,各图中质点a第一次到达波谷的时间分别为t A =34TA=3s2v,tB=14TB=s4v,tC=34TC=3s4v,tD=14TD=s6v,可知tD<tB<tC<tA,选项D正确。
3.两列简谐横波的振幅都是20 cm,传播速度大小相同。
实线波的频率为2 Hz,沿x轴正方向传播,虚线波沿x轴负方向传播。
某时刻两列波在如图所示区域相遇。
则( )A.在相遇区域会发生干涉现象B.实线波和虚线波的频率之比为2∶3C.平衡位置为x=6 m处的质点此刻速度为零D.从图示时刻起再经过0.25 s,平衡位置为x=5 m处的质点的位移y<0答案 D 由题图可知λ实=4 m,λ虚=6 m,又v实=v虚,由v=λf,得f实f虚=λ虚λ实=32,选项B错误;因两列波的频率不同,则在相遇区域不会发生干涉现象,选项A错误;由题图可知平衡位置为x=6 m处的质点此刻具有向上的最大速度,选项C错误;v实=v虚=λ实f实=8 m/s,经0.25 s波传播的距离s=8×0.25 m=2 m,再结合题图分析可知,选项D正确。
[] G 单元 机械振动和机械波机械振动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0.25s≤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.[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.9. (2014·贵州六校联考)如图X27-8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X27-89.15 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=kx0解得x0=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+x0)-mg=ma解得a=15 m/s2.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+x0)解得F=10 N所以框架B对地面的压力为10 N.机械波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.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=0.5 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.[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.图X27-12.(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X27-1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X27-78.(2014·江西九校联合)如图X27-7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.[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)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=24 m/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.[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 D 17.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.[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.。
2019届高考物理专题冲刺卷:机械振动与机械波相结合专题1、(多选)如图所示,一列向右传播的简谐横波,波速大小为0.6 m/s,P质点的横坐标x=1.20 m.从图中状态开始计时,则下列说法正确的是()A.简谐横波的频率为2.5 HzB.经过1.6 s,P点第一次到达波谷C.P点刚开始振动的方向沿y轴负方向D.直到P点第一次到达波峰时,x=0.06 m处的质点经过的路程为95 cm【答案】ACD2、图甲为一列简谐横波在t=20 s时的波形图,图乙是这列波中P点的振动图象,那么该波的传播速度和传播方向是()A.v=25 cm/s,向左传播B.v=50 cm/s,向左传播C.v=25 cm/s,向右传播D.v=50 cm/s,向右传播【答案】B3、一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的波形如图所示,质点A与质点B相距1 m质点A的速度沿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()A.此波的传播速度为25 m/sB.此波沿x轴负方向传播C.此波沿x轴正方向传播D.从t=0时刻起,经0.04 s质点A沿波的传播方向迁移了1 mE.在t=0.04 s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴正方向【答案】ABE4、一个质点经过平衡位置O,在A、B间做简谐运动,如图(a)所示,它的振动图象如图(b)所示,设向右为正方向,下列说法正确的是()A.第0.2 s末质点的速度方向是A→OB.在4 s内完成6次全振动C.第0.4 s末质点的加速度方向是A→OD.第0.7 s时质点位置在O点与A点之间【答案】C5、(多选)如图所示,质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图象,则()A.甲、乙物体的振幅分别是2 m和1 mB.甲的振动频率比乙的大C.前2 s内两物体的加速度均为负值D.第2 s末甲的速度最大,乙的加速度最大【答案】BCD6.图为一列简谐波在t=0时刻的图象,已知质点P将比质点Q后回到平衡位置,则下列说法中正确的是()A.波一定沿x轴正方向传播B.质点Q与质点R的运动方向相同C.质点P的速度正在增大D.质点R的加速度正在减小E.质点Q的速度正在增大【答案】ABE7.(多选)一列波沿绳子传播时,绳上有相距3 m的P点和Q点,它们的振动图线如图所示。
2019高考物理二轮专题复习机械振动与机械波1•如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动。
以平衡位置O为原点,建立Ox轴。
向右为x的轴的正方向。
若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为()A B C D2•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 0.1sin(2.5 t) m。
t 0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t 0.6s时,小球恰好与物块处于同一高度。
取重力加速度的大小为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3•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,游客能舒服地登船的时间是()A . 0.5 sB . 0.75 s C. 1.0 s 4•一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是()A •若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B •质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大C・质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同D • 1.5 sA. 甲乙两波的起振方向相反B .甲乙两波的频率之比为 3:2C .再经过3 s ,平衡位置在x 7 m 处的质点振动方向向下D .再经过3 s ,两波源间(不含波源)有5个质点位移为零 10.甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 x 轴正向和负向传播,波速均为 25cm/s ,两列波在t 0时的波形曲线如图所示。
求:B. 在10s 内质点经过的路程是 20 cmC. 在5s 末,速度为零,加速度最大D. 在t 1.5s 和t 4.5s 两时刻质点的位移大小相等6.光滑的水平面上叠放有质量分别为 m 和m 的两木块,下方木块与一劲度系数为 2一端固定在墙上,如图所示,已知两木块之间的最大静摩擦力为f成的系统像一个整体一样地振动,系统的最大振幅为( k 弹簧相连,弹簧的另,使这两个木块组 f2f 3f A.— B . — C .— k k k 7. 下列说法正确的是( )A .物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的物体振幅越大B .医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C .两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D .一列波通过小孔发生了衍射,波源频率越大,观察到的衍射现象越明显 4f k & (多选)将一单摆向右拉至水平标志线上,从静止释放,当摆球运动到最低点时,摆线碰到障碍物,摆球继续向左摆动,用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片,摆球从最高点M 摆至左边最高点N 时,以下说法正确的是( ) A .摆线碰到障碍物前后的摆长之比为4:1 B .摆线碰到障碍物前后的摆长之比为 2:1C .摆线经过最低点时,线速度不变,半径减小,摆线张力变大D .摆线经过最低点时,角速度不变,半径减小,摆线张力变大9. 甲、乙两列横波在同一介质中分波速为 2m/s ,振幅相同;某(i)t 0时,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标;(ii)从t 0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm的质点的时间。
(浙江专版)2019版高考物理一轮复习第13章机械振动和机械波(加试)检测一、不定项选择题(每小题可能只有一个选项正确,也可能有多个选项正确,共75分)1.单摆是为了研究振动而抽象出的理想化模型,其理想化条件是()A.摆线质量不计B.摆线长度不伸缩C.摆球的直径比摆线长度短得多D.只要是单摆的运动就是一种简谐运动2.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3.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4.右图为某物体做简谐运动的图象,下列说法正确的是()A.由P→Q位移在增大B.由P→Q速度在增大C.由M→N位移先减小后增大D.由M→N位移始终减小5.一质点做简谐运动的振动图象如图所示,质点的速度与加速度方向相同的时间段是()A.0~0.3 sB.0.3~0.6 sC.0.6~0.9 sD.0.9~1.2 s6.右图为某弹簧振子在0~5 s内的振动图象,由图可知,下列说法正确的是()A.振动周期为5 s,振幅为8 cmB.第2 s末振子的速度为零,加速度为负向的最大值C.第3 s末振子的速度为正向的最大值D.从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动7.两个弹簧振子,甲的固有频率是100 Hz,乙的固有频率是400 Hz,若它们均在频率是300 Hz的驱动力作用下做受迫振动,则振动稳定后()A.甲的振幅较大,振动频率是100 HzB.乙的振幅较大,振动频率是300 HzC.甲的振幅较大,振动频率是300 HzD.乙的振幅较大,振动频率是400 Hz8.如图所示,质量相同的四个摆球悬于同一根横线上,四个摆的摆长分别为L1=2 m、L2=1.5 m、L3=1 m、L4=0.5 m。
2019高考物理冲刺押题专项13机械振动和机械波题频率较高的知识点是波的图像,波的传播,频率、波长、波速的关系,能量问题,其次是单摆的周期、振动图像。
试题信息容量大,综合性强,一道题往往考查多个概念和规律,特别是通过波的图像综合考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力。
复习时重点仍为波的图像,同时也应对振动的规律及图像加以重视。
【题型例如】【例如1】在印度尼西亚的苏门答腊岛近海,地震引发了海啸,造成了重大的人员伤亡,海啸实际上是一种波浪运动,也可称为地震海浪,以下说法中正确是A、地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波B、波源停止振动时,海啸和地震波的传播立即停止C、地震波和海啸都有纵波D、从这个事件中可以看出机械波能将能量从振源向外传播【解析】地震波是地球内部的剧烈振动从地球内部到地表传播形成的机械波,海啸是【例如2】如图5-1所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点,竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为600,C是圆环轨道的圆心,D是圆环上与M靠得很近的一点〔DM远小于CM〕。
在同一时刻:a、b两球分别由A、B 两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M 点;c 球由C 点自由下落到M 点;d 球从D 点静止出发沿圆环运动到M 点。
那么A 、a 球最先到达M 点B 、b 球最先到达M 点C 、c 球最先到达M 点D 、d 球最先到达M 点【解析】设圆环的半径为R ,光滑轨道的倾角为θ,小球沿光滑轨道下滑的加速度a =gsin θ,由运动学公式21cos 2R at θ=,得t =,θ=45︒时t 最小,a bt t <,且【例如3】如图5-2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 =-0.2m 和x =1.2m 处,两列波的速度均为v =0.4m/s ,两波源的振幅均为A =2cm 。
图示为t =0时刻两列波的图像(传播方向如图5-所示),此刻平衡位置处于x =0.2m 和x =0.8m 的P 、Q 两质点刚开始振动.质点M 的平衡位置处于x =0.5m 处,关于各质点运动情况判断正确的选项是A 、t =1s 时刻,质点M 的位移为-4cmB 、t =1s 时刻,质点M 的位移为+4cmC 、t =0.75s 时刻,质点P 、Q 都运动到M 点D 、质点P 、Q 的起振方向都沿y 轴正方向【解析】波的周期都为0.40.4T v λ==s =1s 。
波传到M 用时0.30.4s t v ∆==s =0.75s ,剩下时间t -Δt =1s -0.75s =0.25s =4T ,是M 点振动时间,由于两波都使M 点向下运动到【例如4】一列简谐波沿x 轴正向传播。
轴上x 1=0处的质点振动图线如图5-3甲所示,x 2=1m 处的振动图线如图5-3乙所示,那么此列波的传播速度可能是A 、1000m/sB 、333m/sC 、143m/sD 、111m/s【解析】根据甲图的振动图像,t =0时刻x 1=0处的质点处于波峰,根据乙图的振动图像,x 2=1m 处的质点处于平衡位置且向下振动,可画出t =0时刻的波形图,如图5-4所示。
〔两质点之间还可能有多个波长未画出〕 由振动图像得周期3410T -=⨯s ,由波形图得 3()1,(0,1,2,...)4n n λ+==, 即4,(0,1,2,...4m )3n n λ==+。
波速m/s 1000,(0,1,2,...)43v n T n λ===+ 当0n =时,m/s=1033s 0033m/v =,B 项正确;当1n =时,m/s=143m/13s0004v =+,C 项正确,2n =时,m 100083/s=91m/sv =+,n 再增大,v 减小,所以A 项、D 项都不正确。
【答案】BC【名师解读】此题涉及到振动图像、波长、波速、频率〔周期〕等知识点,考查理解能图5-4成解答的不完整。
【专家预测】1、一个波源在绳的左端发出半个波①:频率为f 1,振幅为A 1;同时另一个波源在绳的右端发出半个波②:频率为f 2,振幅为A 2.P 为两波源的中点,由图可知,以下说法中不.正确的选项是()A 、两列波同时到达两波源的中点PB 、两列波相遇后,P 点波峰值可达A 1+A 2C 、两列波相遇后,各自仍保持原来的波形独立传播D 、两列波相遇时,绳上波峰可达A 1+A 2的点只有一点解析:选B.波的传播遵守独立传播原理和叠加原理,两波由于波的传播速率一样,和P 点的距离一样,所以同时到达P 点;两波相遇后,绳上某点最大位移可以达到A 1+A 2,但并不是P 点,因为两波相遇时,波峰到P 点的距离不同、2、一列简谐横波t =0时刻的波形如图中的实线所示,t =0.02s 时刻的波形如图中虚线所示、假设该波的周期T >0.02s ,那么该波的传播速度可能是()A 、2m/sB 、3m/sC 、4m/sD 、5m/s解析:选B.由于周期大于0.02s ,当波沿x 轴正向传播时,波传播的距离为x 1=0.02m ,波速v 1=x 1t =0.020.02m/s =1m/s ;当波沿x 轴负向传播时,波传播的距离为x 2=0.06m ,波速v 2=x 2t =0.060.02m/s =3m/s ,故B 选项正确、3、一列横波沿x 轴正向传播,a 、b 、c 、d 为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置、某时刻的波形如图甲所示,此后,假设经过34周期开始计时,那么图乙描述的是()4、一单摆做小角度摆动,其振动图像如下图,以下说法正确的选项是()A、t1时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小B、t2时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最小C、t3时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最大D、t4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大【答案】D【解析】单摆在平衡位置时位移为零,速度最大,其对悬线的拉力最大,在最大位移处,速度为零,对悬线的拉力最小,D正确、5、在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼很快就抖动起来,而且越抖越厉害,后来人们经过了艰苦的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法,解决了这一问题,在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是()A、加大飞机的惯性B、使机体更加平衡C、使机翼更加牢固D、改变机翼的固有频率【答案】D【解析】飞机飞上天后,在气流周期性驱动力作用下作受迫振动,机翼越抖越厉害说明气流驱动力周期与机翼的固有周期非常接近或相等、在机翼前缘处装置配重杆,目的是通过改变机翼的质量来改变其固有频率,使驱动力频率与固有频率相差较大,从而实现减振目的,故D选项正确、6、如下图,AC为一段很短的光滑圆弧轨道,轨道半径为R,D为AC上的一点、现将同一小球先后从C、D两点由静止释放,到达A点的速度分别为v1、v2,所用时间为t1、t2,那么()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 27、如下图两木块A 和B 叠放在光滑水平面上,质量分别为m 和M ,A 与B 之间的最大静摩擦力为f m ,B 与劲度系数为k 的轻质弹簧连接构成弹簧振子,为使A 和B 在振动过程中不发生相对滑动,那么 ()A 、它们的振幅不能大于(M +m )kM f m B 、它们的振幅不能大于(M +m )km f mC 、它们的最大加速度不能大于f mM D 、它们的最大加速度不能大于f mm【答案】BD【解析】为使A 和B 在振动过程中不发生相对滑动,在最大振幅时,是加速度的最大时刻,这时对A 研究那么有:f m =ma m ,对整体研究,最大振幅即为弹簧的最大形变量,kA =(M +m )a m ,得A =(M +m )km f m ,A 错误,B 正确;最大加速度为f mm ,C 错误,D 正确、8、一简谐横波以4m/s 的波速沿x 轴正方向传播、t =0时的波形如下图,那么()A 、波的周期为1sB 、x =0处的质点在t =0时向y 轴负向运动C 、x =0处的质点在t =14s 时速度为0 D 、x =0处的质点在t =14s 时速度值最大9、任何简谐运动的周期公式都可以表示为T=2πmk,式中T为简谐运动的周期,m为振动物体的质量,k为回复力F与位移x的关系式(即F=-kx)中的比例系数、如图甲所示的实验装置是用来测量弹簧劲度系数和滑块质量所用的弹簧振子,M为待测滑块(滑块上可增加砝码),与滑块相连的两轻质弹簧A、B完全相同、整个装置置于水平气垫导轨上,气垫导轨可使滑块在运动过程中不受摩擦力,A弹簧的左端和B弹簧的右端固定在气垫导轨上、为了测出滑块未加砝码时的质量及弹簧A的劲度系数,某同学用秒表分别测出了加上不同质量的砝码时的滑块做简谐运动的周期,实验数据记录如下表所示、图甲(1)为了减小实验误差,可用秒表测出滑块运动50个周期的总时间t,再得到周期T=t50,测量时以滑块________开始计时有利于减小计时误差、A、开始运动时B、到达最大位移处时C、通过平衡位置时(2)如图乙为某次测量50个周期时秒表的示数,那么该振动的周期为________s(结果保留三位有效数字)、(3)根据表格记录的实验数据,在如图丙所示的坐标纸上,以m(滑块上所加砝码的质量)为横坐标,T2为纵坐标,作出T2-m图像、图中已描出4个点,请根据表中数据描出另外两点,并完成T2-m图像、(4)根据T2-m图像可得出未加砝码时滑块的质量为________kg,弹簧A的劲度系数为________N/m.(取π2=10,最后结果保留两位有效数字)、(4)由T =2πm k 得T 2=4π2k m ,由表达式可知,T 2-m 图象的斜率为4π2k =1.3-0.50.7,求得k =35N/m ,从图象中可得未加砝码时的周期为0.5s ,求得质量为0.22kg.10、如下图,甲是一个单摆振动的情形,O 是它的平衡位置,B 、C 是摆球所能到达11、如下图是某同学设计的测量物体质量的装置、其中P是光滑水平面,N是质量为M的带夹子的金属盒,金属盒两端分别连接轻质弹簧;Q是固定于盒子上的遮光片,利用它和光电计时器能测量金属盒振动时的频率、弹簧振子做简谐运动时的周期T=2πmk,其中m是振子的质量,k是常数、当空盒振动时,测得振动频率为f1;把一物体夹在盒中,并使其振动时,测得频率为f2.你认为这套装置能测量物体的质量吗?如果不能,请说明理由;假设能,请求出被测物体的质量、12、将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力、图甲中O点为单摆的固定悬点,将传感器接在摆球与O点之间,现将小摆球(可视为质点)拉到A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,那么摆球将在竖直面内的A 、B 、C 之间来回摆动,其中B 点为运动中的最低位置,∠AOB =∠COB =α,α<10°且是未知量、图乙表示由计算得到的细线对摆球的拉力大小F 随时间t 变化的曲线,且图中t =0时刻为摆球从A 点开始运动的时刻、试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息求:(g =10m/s 2)(1)单摆的振动周期和摆长、 (2)摆球的质量、(3)摆球运动过程中的最大速度、【答案】(1)0.4πs0.4m(2)0.05kg(3)0.283m/s 【解析】(1)由题意和图象知: 单摆周期T =0.4πs由T =2πl g 得l =gT 24π2=0.4m (2)在A 点:F 1=mg cos α ① 在B 点:F 2-mg =mv 2/l ② A →B 过程中机械能守恒,所以mgl (1-cos α)=12mv 2③解得:3mg =F 2+2F 1 ∴m =0.05kg (3)由②式可得v =F 2lm -gl =0.283m/s13、如图甲所示,在水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC 的顶点上,AB =6m ,AC =8m 、t 0=0时刻A 、B 开始振动,波动图象均如图乙所示,所形成的机械波在水平面内传播,在t =4s 时C 点开始振动、那么(1)该机械波的传播速度大小为多少?14、(2018年山东青岛一模)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t =0时的波形如下图,t =0.6s 时,B 点第三次出现波峰、那么这列波的周期是多少?x =50cm 处的质点A 回到平衡位置的最短时间为多少?解析:由题意得t =212T ,解得T =0.24s由图象可知,λ=120cm =1.2m ,v =λT =5m/sx =50cm 处的质点A 回到平衡位置的最短时间为t ′=x v =0.1s.答案:0.24s0.1s。