2019-2020年高考物理高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編專(zhuān)題09機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波含解析選修.doc

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2019-2020年高考物理高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編專(zhuān)題09機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波含解析選修 1．【xx天津卷】手持較長(zhǎng)軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡(jiǎn)諧波沿繩水平傳播，示意如圖。繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P，且O、P的平衡位置間距為L(zhǎng)。t=0時(shí)，O位于最高點(diǎn)，P的位移恰好為零，速度方向豎直向上，下列判斷正確的是 A．該簡(jiǎn)諧波是縱波 B．該簡(jiǎn)諧波的最大波長(zhǎng)為2L C．時(shí)，P在平衡位置上方 D．時(shí)，P的速度方向豎直向上 【答案】C 【考點(diǎn)定位】機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 【名師點(diǎn)睛】本題應(yīng)注意波的周期性，要從波長(zhǎng)入手。 2．【xx北京卷】某彈簧振子沿x軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示，下列描述正確的是 A．t=1 s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值 B．t=2 s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值 C．t=3 s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零 D．t=4 s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值 【答案】A 【考點(diǎn)定位】振動(dòng)圖象 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)振動(dòng)圖象判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的方法：沿著時(shí)間軸看去，“上坡”段質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，“下坡”段質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)。 3．【xx新課標(biāo)Ⅲ卷】（5分）如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖，虛線為t=0.5 s時(shí)的波形圖。已知該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5 s。關(guān)于該簡(jiǎn)諧波，下列說(shuō)法正確的是_______（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．波長(zhǎng)為2 m B．波速為6 m/s C．頻率為1.5 Hz D．t=1 s時(shí)，x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰 E．t=2 s時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置 【答案】BCE 【解析】由波形圖可知，波長(zhǎng)為4 m，A錯(cuò)誤；實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖，虛線為t=0.5 s時(shí)的波形圖，波沿x軸正方向傳播，又該波的周期大于0.5 s，則0~0.5 s時(shí)間內(nèi)波傳播的距離，，故周期，頻率為1.5 Hz，波速，BC正確；由，t=0時(shí)，x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰位置，t=1時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)應(yīng)該在平衡位置向上振動(dòng)，D錯(cuò)誤；由，t=0時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，t=2 s時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)同樣經(jīng)過(guò)平衡位置，E正確。 【考點(diǎn)定位】機(jī)械波的傳播、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】本題知道兩個(gè)時(shí)刻的波形，可以運(yùn)用波形的平移法分析波傳播的最短距離，要理解“該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5 s”表達(dá)的意義。 4．【xx江蘇卷】野生大象群也有自己的“語(yǔ)言”．研究人員錄下象群“語(yǔ)言”交流時(shí)發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放時(shí)，能聽(tīng)到比正常播放時(shí)更多的聲音．播放速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，播出聲波的___________（選填“周期”或“頻率”）也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，聲波的傳播速度____________（選填“變大”、“變小”或“不變”） 【答案】頻率 不變 【考點(diǎn)定位】機(jī)械波 頻率 波速 【名師點(diǎn)睛】機(jī)械波在傳播的過(guò)程中，傳播的速度由介質(zhì)決定，而頻率由波源決定． 5．【xx新課標(biāo)Ⅰ卷】（5分）如圖（a），在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0，4)和S2(0，–2)。兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖（b）和圖（c）所示，兩列波的波速均為1.00 m/s。兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8，–2)的路程差為_(kāi)_______m，兩列波引起的點(diǎn)B(4，1)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互__________（填“加強(qiáng)”或“減弱”），點(diǎn)C(0，0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互__________（填“加強(qiáng)”或“減弱”）。 【答案】2 減弱 加強(qiáng) 【解析】由幾何關(guān)系可知AS1=10 m，AS2=8 m，所以波程差為2 m；同理可求BS1–BS2=0，為波長(zhǎng)整數(shù)倍，由振動(dòng)圖象知兩振源振動(dòng)方向相反，故B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，CS1–CS2=1 m，波長(zhǎng)，所以C點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。 【考點(diǎn)定位】波的疊加、干涉 【名師點(diǎn)睛】本題只要考查產(chǎn)生兩列波相遇處是加強(qiáng)或減弱的條件，尤其小心兩波源振動(dòng)的方向是相反的，即振動(dòng)步調(diào)相反，剛好顛倒過(guò)來(lái)。 1．【xx廣東省惠州市4月模擬】如圖所示，實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在t＝0．2s時(shí)刻的波形圖．已知該波的波速是0．8m/s，則下列說(shuō)法正確的是______________。（填正確答案的標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每錯(cuò)選1個(gè)扣3分，最低得分為0分） A．這列波的波長(zhǎng)是14cm B．這列波的周期是0．15s C．這列波一定沿x軸負(fù)方向傳播的 D．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，x＝5cm處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0．1s振動(dòng)到波峰 E．每經(jīng)過(guò)0．15s介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)就沿x軸移動(dòng)12cm 【答案】BCD 【解析】由圖可知，該波波長(zhǎng)為12cm，A錯(cuò)誤；波速為0．8m/s，周期為T(mén)=，B正確；0．2s為，由實(shí)線到虛線只能是向左傳播，C正確；x＝5cm處的質(zhì)點(diǎn)距離波峰8cm，，經(jīng)0．1s振動(dòng)到波峰，D正確；介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動(dòng)，不沿x軸移動(dòng)，E錯(cuò)誤。故選BCD 2．【xx廣東省揭陽(yáng)市高三二?！咳鐖D為一簡(jiǎn)諧橫波在t=0．10 s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)，此刻P點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸正方向，并經(jīng)過(guò)0．2 s完成了一次全振動(dòng)，Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)，則________。(填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．波沿x軸負(fù)方向傳播 B．t=0．05 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度為0，速度為正向最大 C．從t=0．10 s到t=0．15 s，該波沿x軸傳播的距離是2 m D．從t=0．10 s到t=0．15 s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為10 cm E．t=0．25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q縱坐標(biāo)為10 cm 【答案】ACE 3．【xx山西省太原市高三二?！坎ㄔ碨在t=0時(shí)刻從平衡位置開(kāi)始向上振動(dòng)，形成向左、右兩側(cè)傳播的簡(jiǎn)諧橫波。S、a、b、c、和a、b、c是沿波傳播方向上的間距為1m的6個(gè)質(zhì)點(diǎn)，t=0時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)均處于平衡位置，如圖所示。已知波的傳播速度為8m／s，當(dāng)t=0,125s時(shí)波源S第一次達(dá)最高點(diǎn)，則 ______（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c與質(zhì)點(diǎn)c振動(dòng)狀態(tài)完全相同 B．t= 0．28s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度正在減小 C．t=2．375s時(shí)質(zhì)點(diǎn)b處于波谷 D．波傳到c點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c開(kāi)始向上振動(dòng) E．若波源S向距它40m的接收器勻速靠近，接收器接收到的頻率將大于2Hz 【答案】ADE 4．【xx日照市高三下學(xué)期二模】如圖甲所示，沿波的傳播方向上有六個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e、f，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離均為2 m，各質(zhì)點(diǎn)均靜止在各自的平衡位置，t=0時(shí)刻振源a開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，取豎直向上為振動(dòng)位移的正方向，其振動(dòng)圖象如圖乙所示，形成的簡(jiǎn)諧橫波以2 m／s的速度水平向右傳播，則下列說(shuō)法正確的是_________。 A．波傳播到質(zhì)點(diǎn)c時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸正方向 B．0～4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)的路程為12 cm C．4～5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)d的加速度正在逐漸減小 D．6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)e第一次回到平衡位置 E．各質(zhì)點(diǎn)都振動(dòng)起來(lái)后，a與c的振動(dòng)方向始終相同 【答案】ABE 【解析】由振動(dòng)圖形可知，振動(dòng)周期為2s，波長(zhǎng)為 ；質(zhì)點(diǎn)a開(kāi)始起振的方向?yàn)閥軸正方向，故波傳播到質(zhì)點(diǎn)c時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c開(kāi)始振動(dòng)的方向也沿y軸正方向，選項(xiàng)A正確；振動(dòng)傳到b點(diǎn)需要的時(shí)間為1s，故在剩下的3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b通過(guò)的路程為6A=12cm，選項(xiàng)B正確；第4s時(shí)刻振動(dòng)傳到e點(diǎn)，此時(shí)d點(diǎn)在平衡位置向下振動(dòng)，故4～5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)d的加速度正在逐漸增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；振動(dòng)傳到e點(diǎn)需時(shí)間4s，故6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)正好振動(dòng)一個(gè)周期第二次回到平衡位置，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；因ac之間正好相差一個(gè)波長(zhǎng)的距離，故各質(zhì)點(diǎn)都振動(dòng)起來(lái)后，a與c的振動(dòng)方向始終相同，選項(xiàng)E正確；故選ABE． 5．【xx河南省南陽(yáng)、信陽(yáng)等六市高三第二次聯(lián)考】由波源S形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播．波源振動(dòng)的頻率為20Hz，波速為16m/s．已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè)，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15．8m、14．6m，P、Q開(kāi)始振動(dòng)后，下列判斷正確的是 ． A． P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同 B． P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反 C． 當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置時(shí)，P、Q兩點(diǎn)也正好通過(guò)平衡位置 D． 當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰 E． 當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q在波峰 【答案】BDE 【解析】波源振動(dòng)的頻率為20Hz，波速為16m/s，由波長(zhǎng)公式有： A、B、P、Q兩質(zhì)點(diǎn)距離波源的距離之差為：，為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，所以P、Q兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)相反，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反，A錯(cuò)誤；B正確； C、，，所以當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置時(shí)，P、Q兩點(diǎn)一個(gè)在波峰，一個(gè)在波谷，C錯(cuò)誤； D、由可知，當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰，D正確； E、，當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q在波峰，E正確； 故選BDE。 6．【xx四川省涼山州高三第三次診斷】一列簡(jiǎn)諧橫波在t1=0．02s時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，平衡位置在x=1m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖乙所示。已知質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x=1．75m處。下列說(shuō)法正確的是（ ）（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分） A．該波中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都為0．02s B．該波波長(zhǎng)2m C．M點(diǎn)在t1時(shí)刻位移為m D．質(zhì)點(diǎn)M從t1時(shí)刻起每過(guò)0．005s通過(guò)的路程均為0．2m E．在x軸上2m處有一觀察者，他接收到頻率小于50Hz 【答案】ABC 7．【xx安徽省江淮十校第三次聯(lián)考】某實(shí)驗(yàn)小組在研究單擺時(shí)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案，將一力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上。圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將小擺球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拉至A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，∠AOB=∠COB=α，α小于10且是未知量。同時(shí)由計(jì)算機(jī)得到了擺線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線圖乙（均為已知量），且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻（重力加速度為g）。根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息，下列說(shuō)法正確的是( ) A．該單擺的周期為t2 B．根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息可求出擺球的質(zhì)量 C．根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息不能求出擺球在最低點(diǎn)B時(shí)的速度 D．若實(shí)驗(yàn)時(shí)，擺球做了圓錐擺，則測(cè)得的周期變長(zhǎng) E．若增加擺球的質(zhì)量，擺球的周期不變 【答案】ABE 8．【xx鄭州市第三次質(zhì)量預(yù)測(cè)】從坐標(biāo)原點(diǎn)O產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，t=0時(shí)刻波的圖象如圖所示，此時(shí)波剛好傳播到M點(diǎn)，x=1m的質(zhì)點(diǎn)P的位移為10cm，再經(jīng)⊿t=0．1s，質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置。 (i)求波源的探動(dòng)周期。 (ii)從t=0時(shí)刻起經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間位于x=－81m處的質(zhì)點(diǎn)N(圖中未畫(huà)出)第一次到達(dá)波峰位置?并求出在此過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程。 【答案】（1）1．2s（2）5．2m 【解析】（i）波在0．1s內(nèi)傳播了1m，波速 由圖可知該波的波長(zhǎng)m 故波源的振動(dòng)周期為 （ii）t=0時(shí)，O點(diǎn)左側(cè)第一個(gè)波峰處于 x0=－3m處， 設(shè)經(jīng)時(shí)間t到達(dá)N點(diǎn)，則 在此過(guò)程中P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為 9．【xx大連市高三二?！恳涣醒豿軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示，此時(shí)坐標(biāo)為（1,0）的質(zhì)點(diǎn)剛好開(kāi)始振動(dòng)，在時(shí)刻，P質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻首次位于波峰位置。Q點(diǎn)的坐標(biāo)是（-3,0），求： （i）這列波的傳播速度； （ii）質(zhì)點(diǎn)Q第三次位于波峰的時(shí)刻。 【答案】（i）0．05m/s（ii）2．6s 10．【xx山西省晉城市高三二?！咳鐖D所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在=0．05s時(shí)的波形圖，已知該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸的負(fù)方向傳播，A、B兩點(diǎn)為該簡(jiǎn)諧波上平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)。經(jīng)觀測(cè)可知A點(diǎn)通過(guò)的路程為振幅的10倍所用的時(shí)間為t=0．5s，求： （1）該簡(jiǎn)諧橫波的傳播周期以及A點(diǎn)的振動(dòng)方程； （2）由=0．05s時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，B點(diǎn)回到平衡位置的時(shí)間。 【答案】（1）0．2s； （2）t=(0．1n+0．08)s,n=0、1、2、3……；