2023年高考物理真題分類題庫考點(diǎn)15機(jī)械振動與機(jī)械波

--10-溫馨提示：此題庫為WordCtrl例，關(guān)閉Word文檔返回原板塊。15機(jī)械振動與機(jī)械波一、選擇題1.(2023·江蘇高考)一漁船向魚群發(fā)出超聲波,假設(shè)魚群正向漁船靠近,則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比〔 〕A.波速變大 B.波速不變C.頻率變高 D.頻率不變【解析】B、C。在同種介質(zhì)中,超聲波的傳播速度保持不變,依據(jù)多普勒效應(yīng)可知,頻率變高,所以B、C做簡諧運(yùn)動。以豎直向上為正方向,物塊簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=0.1sin(2.5πt)m。t=0h;t=0.6s于同一高度。取重力加速度的大小g=10m/s2。以下推斷正確的選項(xiàng)是〔〕h=1.7m0.8sC.0.6s0.2mD.t=0.4s【解析】選A、B。t=0.6sy=0.1sin(2.5×0.6)m=-0.1m;則1對小球h+|y|=2

gt2,解得h=1.7m,選項(xiàng)A正確;簡諧運(yùn)動的周期是T=2=2

2.5誤;t=0.4s=T,此時(shí)物塊在平衡位置向下振動,則此時(shí)物塊與小球運(yùn)動方向一樣,2D3.(2023·北京高考)周期為2.0s的簡諧橫波沿x軸傳播,該波在某時(shí)刻的圖像如以下圖,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,則該波( )沿xv=20m/s沿xv=10m/s沿xv=20m/s沿xv=10m/sBx20m,所以波速v=T

=10m/s,選項(xiàng)B4.(2023·xv。假設(shè)某時(shí)刻在波的傳播方向上,位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、bs,a、b存在一個(gè)波谷,則從該時(shí)刻起,以下四幅波形圖中質(zhì)點(diǎn)a()3【解析】DxA、C中質(zhì)點(diǎn)a4T1B、Da4TDD中的質(zhì)點(diǎn)aD。5.(2023·xt=0,質(zhì)點(diǎn)P的x3m20.4s。以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕4m/s1.25HzC.x15mt=0.6sD.x22mt=0.2sE.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P,x17m【解題指南】解答此題時(shí)留意以下兩點(diǎn)：〔“任意振動質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4s0.8s,f=1T

,波速v=λT?！?〕x15mx3mP,x22m的質(zhì)點(diǎn)與x2m【解析】選B、D、E20.4s,1T=0.4s,解得T=0.8sλ=4m,v==4m/s=5m/s,2 T 0.8Af=

11.25Hz,B;x15mTx3m12m,為波長的整數(shù)倍,即兩質(zhì)點(diǎn)為同相點(diǎn),而x3mt=0.6sx15m在t=0.6s,C;x22mx2m為同相點(diǎn),x2mt=0.2sx22mt=0.2s,DP半個(gè)周期,而x17mx1mx1m,E3m30波谷時(shí),乙在波峰,且兩木塊之間有一個(gè)波峰。這列水面波()A.30HzB.3mC.波速是1m/s D.周期是0.1s【解題指南】解答此題可按以下思路進(jìn)展：30依據(jù)甲在波谷時(shí),乙在波峰,且兩木塊之間有一個(gè)波峰,可計(jì)算出波長。(3)由v=可求出波速。T【解析】選C30T=60s=2s,頻率為：30f=1T

=0.5Hz,故AD3λ=s,解得波長λ=2m。波速v==1m/s,BC2 AB T坐標(biāo)分別為x

=2mxa

=6m,圖乙為質(zhì)點(diǎn)bb法正確的選項(xiàng)是( )該波沿+x1m/s質(zhì)點(diǎn)a4s4m此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a+y質(zhì)點(diǎn)at=2s【解析】選D8m,由題圖乙可知,波振動的周期為8sb+y-xv=T

8m/s=1m/sAa4s82A=2×0.5m=1mB-xa-yCat=2s于波谷,其速度為零,應(yīng)選項(xiàng)D二、填空題2250m/s1500m/s,則該超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的倍。用超聲波檢查膽結(jié)石是由于超聲波的波長較短,遇到結(jié)石時(shí)(選填“簡潔”或“不簡潔”)發(fā)生衍射。v=λf,在傳播中,超聲波的頻率不變,所以波長與速度成正比,解得波長比為1.5。在結(jié)石中,超聲波的波長為λv≈1mm,由于波長太短,所以不容f易發(fā)生明顯衍射。答案：1.5不簡潔9.(2023·北京高考)用單擺測定重力加速度的試驗(yàn)裝置如以下圖。①組裝單擺時(shí),應(yīng)在以下器材中選用 (選填選項(xiàng)前的字母)。A.長度為1m左右的細(xì)線30cm1.8cm1.8cmO)Lnt,則重力加速度g= (用L、n、t3組次123L/cm80.0090.00100.0050t/s90.095.5100.5振動周期T/s1.801.91重力加速度g/(m·s-2)3T=9.74s,g=9.73m/s2。T2-Lg,三位同學(xué)作出T2-La、b、cab,bcbgb,以下分析正確的選項(xiàng)是(選填選項(xiàng)前的字母)消滅圖線aL消滅圖線c4950圖線cgbg30cmAOAO、AO、All1 2

時(shí),測得相應(yīng)單擺的周期為TT1

,由此可得重力加速度g=2(用l

T1 2 1

表示)?！窘忸}指南】解答此題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)展分析：①知道單擺的周期公式。②會計(jì)算單擺的周期和擺長。③會分析試驗(yàn)誤差?！窘馕觥?mA項(xiàng)BCDlg②依據(jù)單擺的周期公式T2 可得glg

42lT2

42n2L。t242l③第三組試驗(yàn)中,周期T=2.01s,由加速度公式gT2

,代入數(shù)據(jù)得g=9.76m/s2。aA誤;消滅cBg,cbC⑤依據(jù)單擺的周期公式

lx,

lx

,聯(lián)立可得

(l

l)。T2 1

T2

g 1 21 g 2

g T2T2答案：①A、D②42n2L

③2.019.76④B

1 21l)12t2 T2T21 210.(2023·天津高考)某同學(xué)利用單擺測量重力加速度。(1)為了使測量誤差盡量小,以下說法正確的選項(xiàng)是。A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細(xì)線C.試驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)搖擺D.擺長確定的狀況下,擺的振幅盡量大(21m20cm1mm直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn),測出單擺的周期T1然后保持懸點(diǎn)位置不變,設(shè)法將擺長縮短一些,再次使擺球自然下垂,用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn),并測出單擺的周期T

;最終用鋼板刻度尺量出豎2直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離ΔL。用上述測量結(jié)果,寫出重力加速度的表達(dá)式g= ?！窘馕觥?1)為了使測量誤差盡量小,組裝擺球須用密度較大、直徑較小的擺球和不易伸長的細(xì)線,應(yīng)選項(xiàng)ABCD(2rl,由單擺的周期公式可知,llr1g

l r2g,且ll r2g

42L。T21

T 22 1 2

T2T2(1)B、C(2)

1 242LT2T21 2Lg【誤區(qū)警示】(1)減小測量誤差的措施：組裝擺球須用密度較大、直徑較小的擺球,不易伸長的細(xì)線;單擺的擺球必需在同一豎直面內(nèi)搖擺;單擺的擺角比較小,Lg(2)單擺周期公式T2三、計(jì)算題

中擺長LO沿水平x,PQxx),PO35cm,t=0時(shí)由平衡位置開頭向上T=1sA=5cmP5s,平衡位置在QP、Qt=0Q過程中通過的路程?！窘馕觥?〕PPO5λ45λ=35cm,λ=28cm,v==0.28m/s=0.28m/s4 T 1Q與O61.68m,P、QL=1.68m-0.35m=1.33m〔2〕從t=0開頭到平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時(shí),波源振動61T,4波源在振動過程中通過的路程s=4A×tT

=4×0.05×614

m=1.25m答案：〔1〕1.33m〔2〕1.25m12.(2023·全國卷Ⅰ)甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x25cm/s,兩列波在t=0t=016cmx從t=0-16cm〔1〕t=0x=50cm16cm16cm。從圖線可以看出,甲、乙兩列波的波長分別為λ=50cm,λ=60cm①1 2甲、乙兩列波波峰的xx=50+kλ,k=0,±1,±2,…②1 1 1 1x=50+kλ,k=0,±1,±2,…③2 2 2 216cmxx=(50+300n)cmn=0,±1,±2,…④〔2〕只有兩列波的波谷相遇處的質(zhì)點(diǎn)的位移為-16cm。t=0x坐標(biāo)之差為Δx”=50(2m

1)2-50(2m1)1⑤

2

1 2式中,m1

和m2Δx”=10(6m-5m)+5⑥2 1mm1 2

均為整數(shù),相向傳播的波谷間的距離最小為Δx”=5cm⑦0t=0-16cm0x ⑧02v代入數(shù)據(jù)得t=0.1s⑨答案：〔1〕x=(50+300n)cmn=0,±1,±2,… 〔2〕0.1s運(yùn)動圖像如以下圖,求振動的振幅和周期。2【解析】由圖讀出振幅A=102簡諧運(yùn)動方程x=Asin(2t) 2T2

cm①-10=10T=8s

sin(27)T2答案：10 cm8s2x形圖,質(zhì)點(diǎn)P0.4s。求該波的波速并推斷P【解析】由題圖可知,該波的波長λ=1.0m;P0.4s,故該波的傳播周期T=0.4s;所以該波的波速：v==1.0m/s=2.5m/sxT0.4正方向傳播,故由規(guī)律“下坡上,上坡下”可知,Py向。答案：2.5m/sy15.(2023·北京高考)如以下圖,彈簧的一端固定,另一端連接一個(gè)物塊,彈簧質(zhì)m,在水平桌面上沿x摩擦因數(shù)為μO,當(dāng)彈簧的伸長量為x物塊所受彈簧彈力大小為F=kx,kFxF-xxOx物塊由x1

向右運(yùn)動到x

,然后由x3

返回到x

,在這個(gè)過程中：2求彈力所做的功,并據(jù)此求彈性勢能的變化量;求滑動摩擦力所做的功;并與彈力做功比較,說明為什么不存在與摩擦力對應(yīng)的“摩擦力勢能”的概念?！窘馕觥?1)F-x物塊沿xOx;F-x力做功大小。彈力做功1 1W=-·kx·x=-kx2T 2 2(2)a.物塊由x1

向右運(yùn)動到x3

的過程中,彈力做功W=-1·(kx+kx)·(x-x)=1kx2-1kx2T1 2 1 3 3 1 2 1 2 3x3

向左運(yùn)動到x2

的過程中,彈力做功W=1·(kx+kx)