2020高考物理名師預(yù)測(cè)試題 知識(shí)點(diǎn)06 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波

1、2020高考物理預(yù)測(cè)專題6:機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 高考預(yù)測(cè)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波是每年高考的必考內(nèi)容，分值為6分，著重考查基礎(chǔ)知識(shí)，復(fù)習(xí)時(shí)深度不宜過深。從近三年高考試題發(fā)展趨勢(shì)來看，2020年高考中本專題可能會(huì)以下列題型出現(xiàn)：1選擇題。它可能把波的圖象、頻率、波長(zhǎng)、波速的關(guān)系，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波傳播方向的關(guān)系，及單擺的周期、機(jī)械能守恒等知識(shí)有機(jī)整合成一道選擇題。2實(shí)驗(yàn)題和填空題?？梢钥疾椤坝脝螖[測(cè)重力加速度”、“回聲測(cè)距離”等。3計(jì)算題。計(jì)算題中可能會(huì)求考查波速與周期、波長(zhǎng)的關(guān)系、振動(dòng)圖象、波的圖象等知識(shí)。一、選擇題（本題共10小題，每小題6分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確

2、，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的或不答的得0分。）1. 一列橫波沿x軸傳播，在x=0與x=1cm的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線分別如圖6-7中實(shí)線與虛線所示由此可以得出（ ）A波長(zhǎng)一定是4cmB波的周期一定是4sC波的振幅一定是2cmD波的傳播速度一定是1cm/s答案：BC2. 在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波。一頂點(diǎn)由平衡位置豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.1 s到達(dá)最大位移處在這段時(shí)間內(nèi)波傳播了0.5 m。則這列波（ ）A周期是0.2 sB波長(zhǎng)是0.5 mC波速是2 m/sD經(jīng)1.6 s傳播了8 m答案：D3. 雨后太陽(yáng)光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹。設(shè)水滴是球形的，

3、圖中的圓代表水滴過球心的截 面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是( )A.紫光、黃光、藍(lán)光和紅光B.紫光、藍(lán)光、黃光和紅光C.紅光、藍(lán)光、黃光和紫光D.紅光、黃光、藍(lán)光和紫光答案：B4. 公路上勻速行駛的貨車受一擾動(dòng)，車上貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但不脫離底板。一段時(shí)間內(nèi)貨物在豎直方向的振動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T，取豎直向上為正方向。以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，即t0，其振動(dòng)圖像如圖6-17所示，則( )A時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大B時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小C時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大D時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小答案：C5一簡(jiǎn)諧波在圖6-

4、19中x軸上傳播，實(shí)線和虛線分別是t1和t2時(shí)刻的波形圖。已知t2t11.0s。由圖3判斷下列哪一個(gè)波速是不可能的（ ）A.1m/sB.3m/sC.5m/sD.10m/s答案：D6如圖6-20所示的單擺，擺球a向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)的粘性小球b發(fā)生碰撞，并粘在一起，且擺動(dòng)平面不變。已知碰撞前a球擺動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為h，擺動(dòng)的周期為T，a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的5倍，碰撞前a球在最低點(diǎn)的速度是b球速度的一半。則碰撞后( )A擺動(dòng)的周期為B擺動(dòng)的周期為C擺球最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.3hD擺球最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.25h答案：D7一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，周期為T

5、，t=0時(shí)刻的波形如圖所示。此時(shí)平衡位置位于x=3m處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng)，若a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為xa=2.5 m，xb =5.5 m，則（ ）A.當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)恰在波谷B.t=T/4時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)C.t=3T/4時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D.在某一時(shí)刻，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同答案：C8如圖6-22所示，位于介質(zhì)I和II分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機(jī)械波。若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則( )Af12f2，v1v2 Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df10.5f2，

6、v1v2答案：C9. 一列平面簡(jiǎn)諧波，波速為20 m/s，沿x軸正方向傳播，在某一時(shí)刻這列波的圖象如下圖所示.由圖可知()A.這列波的周期是0.2 sB.質(zhì)點(diǎn)P、Q此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向都沿y軸正方向C.質(zhì)點(diǎn)P、R在任意時(shí)刻的位移都相同D.質(zhì)點(diǎn)P、S在任意時(shí)刻的速度都相同答案：ABD10.如圖所示， 同一水平直線上相距6 m的A、B兩處各有一個(gè)振源，C為A、B連線的中點(diǎn).在t0=0時(shí)刻，A、B兩處的質(zhì)點(diǎn)以相同的振幅同時(shí)開始做垂直于直線AB的上下振動(dòng)，且都只振動(dòng)了一個(gè)周期，它們的振動(dòng)圖象分別為圖乙和圖丙.若A處振源向右傳播的波與B處振源向左傳播的波在t1=0.3 s時(shí)刻于C點(diǎn)相遇，則()A.兩列波在A

7、、B間的傳播速度均為10 m/sB.兩列波的波長(zhǎng)都是4 mC.在兩列波相遇的過程中，中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)D.在t2=0.7 s時(shí)刻，B處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向下答案：AD二、填空和實(shí)驗(yàn)題(本題共3小題，共24分，把正確的答案填在下面的橫線上，或按要求答題。）11.(8分)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖7-9甲所示.圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示.圖7-9質(zhì)點(diǎn)N的振幅是_m，振動(dòng)周期為_s，圖乙表示質(zhì)點(diǎn)_(從質(zhì)點(diǎn)K、L、M、N中選填)的振動(dòng)圖象.該波的波速為_m/s.解析:由圖甲可知，振幅為0.8 m.由圖乙可知，振動(dòng)周期T=4 s.由圖乙可知該質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)，正由平

8、衡位置向y軸正方向振動(dòng)，故它表示質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖象.由=vT可得，答案:0.84L0.512 一位同學(xué)用單擺做測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn), 他將擺掛起后，進(jìn)行了如下步驟：A. 測(cè)擺長(zhǎng)l ：用米尺量出擺線的長(zhǎng)度；B測(cè)周期T ：將擺球拉起，然后放開，在擺球某次通過最低點(diǎn)時(shí)，按下秒表開始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次通過最低點(diǎn)作為第1次，接著一直數(shù)到擺球第60次通過最低點(diǎn)時(shí)，按下秒表停止計(jì)時(shí)，讀出這段時(shí)間t ，算出單擺的周期 T = t /60 ；C將所測(cè)得的l和T代人單擺的周期公式 ，算出g填入報(bào)告冊(cè).指出上面步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方，寫出該步驟的字母，并加以改正 (不要求進(jìn)行誤差計(jì)算)。12解析： A. 要用卡尺測(cè)擺球

9、直徑d ，擺長(zhǎng)l等于擺線長(zhǎng)加上d2 B. 周期T = t /29.5, Cg應(yīng)多測(cè)量幾次，然后取g的平均值作為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果13. (1)甲、乙兩同學(xué)做“用單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)，甲同學(xué)用秒表測(cè)量單擺的周期:當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定且到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)并記為0，單擺每次經(jīng)過最低點(diǎn)計(jì)一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n=60時(shí)秒表的示數(shù)如圖甲所示，則該單擺的周期是_s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；乙同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑如圖乙所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是_cm.圖7-10(2)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能導(dǎo)致重力加速度的測(cè)量結(jié)果偏大的有_.A.振幅偏小B.在未懸掛擺球之前先測(cè)定好擺長(zhǎng)C.擺球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)D.將擺線長(zhǎng)和球的直徑之和當(dāng)成了擺

10、長(zhǎng)解析:(1)單擺每一個(gè)周期通過最低點(diǎn)兩次，所以數(shù)60次的時(shí)間為30個(gè)周期，從秒表中讀數(shù)為67.2 s(或67.3 s)，周期為游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為15 mm，游標(biāo)尺第12條刻度與主尺刻度對(duì)齊，L=15 mm+0.05 mm12=15.60 mm=1.560 cm.(2)根據(jù)單擺周期公式可得所以重力加速度測(cè)量值與振幅無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；未懸掛擺球前測(cè)定擺長(zhǎng)，l值偏小，g值偏小，B錯(cuò)誤；擺球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)周期變短，g值偏大，擺線長(zhǎng)加擺球直徑作為擺長(zhǎng)，擺長(zhǎng)偏大，g值偏大，CD正確.答案:(1)2.24(3分)1.560(3分) (2)CD(6分)14一列間諧橫波，沿x軸正向傳播。位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖6

11、-26所示。該振動(dòng)的振幅是 _cm；振動(dòng)的周期是 s ；在t等于周期時(shí)，位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移是 cm。圖6-27為該波在某一時(shí)刻的波形圖，點(diǎn)位于x=0.5m處。該波的傳播速度為 m/s；經(jīng)過周期后，點(diǎn)離開平衡位置的位移是 _ cm。14答案：8 0.2 0 10 8三、計(jì)算題（本題共3小題，每小題12分，共36分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）15.某實(shí)驗(yàn)室中懸掛著一彈簧振子和一單擺，彈簧振子的彈簧和小球（球中間有孔）都套在固定的光滑豎直桿上某次有感地震中觀察到靜止的振子開始振動(dòng)4.0 s后

12、，單擺才開始擺動(dòng)此次地震中同一震源產(chǎn)生的地震縱波和橫波的波長(zhǎng)分別為10 km和5.0 km，頻率為1.0 Hz假設(shè)該實(shí)驗(yàn)室恰好位于震源的正上方，求震源離實(shí)驗(yàn)室的距離15. 解析：地震縱波傳播速度為：vPfP，地震橫波傳播速度為：vSfS震源離實(shí)驗(yàn)室距離為s，有：解得：16在一列沿水平直線傳播的簡(jiǎn)諧橫波上，有相距0.4m的B、C兩質(zhì)點(diǎn),t1=0時(shí)，B、C兩質(zhì)點(diǎn)的位移為正的最大值，而且B、C間有一個(gè)波谷。當(dāng)t2=0.1s時(shí)，B、C兩質(zhì)點(diǎn)的位置剛好在各自的平衡位置，并且這時(shí)B、C間呈現(xiàn)一個(gè)波峰一個(gè)波谷，波谷到B點(diǎn)的距離為波長(zhǎng)的四分之一，試求：(1)該簡(jiǎn)諧橫波的周期、波速各為多少？(2)若波速為27m

13、/s，則t3=0.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)方向怎樣？16解析：（1）有題意可知,t1=0時(shí)波形應(yīng)為下圖中的實(shí)線所示，而t2=0.1s時(shí)圖線為下圖中的虛線所示。若波由B向C傳播，由平移法（將實(shí)線波形向右平移即為虛線波形）可知,結(jié)合可得， 其中 同理，若波C向B傳播，由平移法實(shí)線波形向左平移即為虛線波形知,結(jié)合可得，其中17. 有兩列簡(jiǎn)諧橫波a、b在同一媒質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速均為v=2.5 m/s.在t=0時(shí)兩列波的波峰正好在x=2.5 m 處重合，如圖7-16所示.圖7-16(1)求兩列波的周期Ta和Tb.(2)求t=0時(shí)兩列波的波峰重合處的所有位置.(3)辨析題:分析并判斷在t=0時(shí)是否存在兩列波的波谷重合處.某同學(xué)分析如下:既然兩列波的波峰與波峰存在重合處，那么波谷與波谷重合處也一定存在.只要找到這兩列波半波長(zhǎng)的最小公倍數(shù)，即可得到波谷與波谷重合處的所有位置.你認(rèn)為該同學(xué)的分析正確嗎？若正確，求出這些點(diǎn)的位置.若不正確，指出錯(cuò)誤處并通過計(jì)算說明理由.解析:(1)從圖中可以看出兩列波的波長(zhǎng)分別為a=2.5 m、b=4.0 m，因此它們的周期分別為(2)兩列波波長(zhǎng)的最小公倍數(shù)為s=20 mt=0時(shí)，兩列波的波峰重合處的所有位置為x=(2.520k)m(k=0,