2015年高考物理真題分類匯編：機械振動和機械波詳解

-1-2015年高考物理真題分類匯編：機械振動和機械波(2015新課標I-34（2）)【物理—選修3-4】（10分）甲乙兩列簡諧橫波在同一介質中分別沿軸正向和負向傳播，波速均為25m/s，兩列波在t=0時的波形曲線如圖所示,求（=1\*romani）t=0時，介質中偏離平衡位置位移為16cm的所有質點的x坐標（=2\*romanii）從t=0開始，介質中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16cm的質點的時間【答案】（i）X=(50+300n)cmn=0,QUOTE1,QUOTE2······（ii）t=0.1s【考點】橫波的圖像;波速、波長和頻率（周期）的關系【解析】（i）t=0時，在x=50cm處兩列波的波峰相遇，該處質點偏離平衡位置的位移為16cm,兩列波的波峰相遇處的質點偏離平衡位置的位移均為16cm。從圖線可以看出，甲、乙兩列波的波長分別為：λ1=50cm,λ2=60cm·······eq\o\ac(○,1)(2分)乙兩列波波峰的x坐標分別為：X1=50+k1λ1,k1=0,QUOTE1,QUOTE2······eq\o\ac(○,2)(1分)X2=50+k2λ2,k2=0,QUOTE1,QUOTE2······eq\o\ac(○,3)(1分)由eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)式得，介質中偏離平衡位置為16cm的所有質點的x坐標為：X=(50+300n)cmn=0,QUOTE1,QUOTE2······eq\o\ac(○,4)(2分)（ii）只有兩列波的波谷相遇處的質點的位移為-16cm,t=0時，兩列波谷間的x坐標之差為：Δx/=[50+(2m2+1)QUOTE]······eq\o\ac(○,5)(1分)式中m1和m2均為整數(shù)，將eq\o\ac(○,1)代入eq\o\ac(○,5)式得：Δx/=10(6m2–5m1)+5·······eq\o\ac(○,6)由于m1和m2均為整數(shù)，相向傳播的波谷間的距離最小為：Δx/=5cm······eq\o\ac(○,7)(1分)從t=0開始，介質中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16cm的質點的時間為：t=QUOTE·······eq\o\ac(○,8)(1分)代入數(shù)值得：t=0.1s······eq\o\ac(○,9)(1分)【2015新課標II-34】（2）（10分）平衡位置位于原點O的波源發(fā)出簡諧橫波在均勻介質中沿水平x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個點（均位于x軸正向），P與Q的距離為35cm，此距離介于一倍波長與二倍波長之間，已知波源自t=0時由平衡位置開始向上振動，周期T=1s，振幅A=5cm。當波傳到P點時，波源恰好處于波峰位置；此后再經(jīng)過5s，平衡位置在Q處的質點第一次處于波峰位置，求：（?。㏄、Q之間的距離（ⅱ）從t=0開始到平衡位置在Q處的質點第一次處于波峰位置時，波源在振動過程中通過路程?！敬鸢浮?1)133cm；（2）125cm考點：波的傳播【2015重慶-11（2）】（6分）題11圖2為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波某時刻的波形圖，質點P的振動周期為0.4s.求該波的波速并判斷P點此時的振動方向?！敬鸢浮?；P點沿y軸正向振動考點：本題考查橫波的性質、機械振動與機械波的關系。（2015四川-2）．平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌ǎM波），在波的傳播方向上有相距3m的甲、乙兩小木塊隨波上下運動，測得兩個小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰。這列水面波A．頻率是30HzB．波長是3mC．波速是1m/sD．周期是0.1s【答案】C考點：對機械波、機械振動特點和規(guī)律的理解與應用?！?015山東-38（1）】.【物理-物理3-4】如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運動。以豎直向上為正方向，物塊簡諧運動的表達式為y=0.1sin(2.5πt)m。t=0時刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t=0.6s時，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小為g=10m/s2.以下判斷正確的是______（雙選，填正確答案標號）a.h=1.7mb.簡諧運動的周期是0.8sc.0.6s內物塊運動的路程是0.2md.t=0.4s時，物塊與小球運動方向相反【答案】ab考點：簡諧振動.【2015福建-16】16．簡諧橫波在同一均勻介質中沿x軸正方向傳播，波速為v。若某時刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質點a、b相距為s，a、b之間只存在一個波谷，則從該時刻起，下列四副波形中質點a最早到達波谷的是（）【答案】：D【2015北京-15】．周期為2.0s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時刻的圖像如圖所示，此時質點P沿y軸負方向運動，則該波（）A．沿x軸正方向傳播，波速v=20m/sB．沿x軸正方向傳播，波速v=10m/sC．沿x軸負方向傳播，波速v=20m/sD．沿x軸負方向傳播，波速v=10m/s【答案】B【難度】★【考點】機械振動與機械波【解析】機械振動與機械波為每年必考題目，難度都不大。根據(jù)機械波的速度公式,由圖可知波長為20m，再結合周期為2s，可以得出波速為10m/s。應用“同側法”等方法判斷波沿x軸正方向傳播。因此答案為B?！?015北京-21（2）】用單擺測定重力加速度的實驗如圖2所示。①組裝單擺時，應在下列器材中選用（選填選項前的字母）。A.長度為1m左右的細線B.長度為30cm左右的細線C.直徑為1.8cm的塑料球D.直徑為1.8cm的鐵球②測出懸點O到小球球心的距離（擺長）L及單擺完成n次全振動所用的時間t。則重力加速度g=（用L，n，t表示）③下表是某同學記錄的3組實驗數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理。組次123擺長L/cm80.0090.00100.0050次全振動時間t/s90.095.5100.5振動周期T/s1.801.91重力加速度g/（m·s-2）9.749.73請計算出第3組實驗中的T=s，g=m/s2④用多組實驗數(shù)據(jù)做出T2-L圖像，也可以求出重力加速度g，已知三位同學做出的T2-L圖線的示意圖如圖3中的a，b，c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應的g值最接近當?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對于圖線b，下列分析正確的是（選填選項前的字母）()A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長LB.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次C.圖線c對應的g值小于圖線b對應的g值⑤某同學在家里測重力加速度。他找到細線和鐵鎖，制成一個單擺，如圖4所示，由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺，于是他在細線上的A點做了一個標記，使得選點O到A點間的細線長度小于刻度尺量程。保持該標記以下的細線長度不變，通過改變O、A間細線長度以改變擺長。實驗中，當O、A間細線的長度分別為l1、l2時，測得相應單擺的周期為T1、T2，由此可得重力加速度g=（用l1、l2、T1、T2表示）【答案】①AD②③2.01，9.76④B⑤【難度】★★【考點】單擺測重力加速度【解析】①單擺要求擺線盡量長，擺球盡量選擇較重較小的單擺。所以選擇AD;②利用單擺公式計算可得結果；③T=t/50，利用單擺周期公式計算得出結果；④由公式，c圖像斜率偏小可知周期偏小或者擺長偏大，故選B；⑤可以得出結果為【2015江蘇-12】B、【選修3-4】（12分）（1）一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，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（2）用的超聲波檢查膽結石，該超聲波在結石和膽汁中的波速分別為2250m/s和1500m/s，則該超聲波在結石中的波長時膽汁中的______倍。用超聲波檢查膽結石是因為超聲波的波長短，遇到結石時_______（選填“容易”或者“不容易”）發(fā)生衍射【2015海南-14】14如圖，位于豎直水平面內的光滑軌道由四分之一圓弧ab和拋物線bc組成，圓弧半徑Oa水平，b點為拋物線頂點。已知h=2m,，s=。取重力加速度大小。（1）一小環(huán)套在軌道上從a點由靜止滑下，當其在bc段軌道運動時，與軌道之間無相互作用力，求圓弧軌道的半徑；（2）若環(huán)從b點由靜止因微小擾動而開始滑下，求環(huán)到達c點時速度的水平分量的大小?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）一小環(huán)套在bc段軌道運動時，與軌道之間無相互作用力，則說明下落到b點時的速度，使得小環(huán)套做平拋運動的軌跡與軌道bc重合，故有①，②，從ab滑落過程中，根據(jù)動能定理可得③，聯(lián)立三式可得（2）下滑過程中，初速度為零，只有重力做功，根據(jù)動能定理可得④因為物體滑到c點時與豎直方向的夾角等于（1）問中做平拋運動過程中經(jīng)過c點時速度與豎直方向的夾角相等，設為，則根據(jù)平拋運動規(guī)律可知⑤，根據(jù)運動的合成與分解可得⑥聯(lián)立①②④⑤⑥可得【2015海南-16】16、模塊3-4試題。（1）一列沿x軸正方向傳播的簡譜橫波在t=0時刻的波形如圖所示，質點P的x坐標為3m.。已知任意振動質點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s。下列說法正確的是(填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得3分，選3個得4分；每選錯1個扣2分，最低得分為0分)。A.波速為4m/sB.波的頻率為1.25HzC.x坐標為15m的質點在t=0.2s時恰好位于波谷D.x的坐標為22m的質點在t=0.2s時恰好位于波峰E.當質點P位于波峰時，x坐標為17m的質點恰好位于波谷【答案】BDE【解析】任意振動質點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s，則，解得從圖像中可知，所以根據(jù)公式，故A錯誤；根據(jù)公式可得波的頻率為1.25Hz，B正確；x坐標為15m的質點和x坐標為3m的質點相隔12m，為波長的整數(shù)倍，即兩質點為同相點，而x坐標為3m的質點經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期振動到平衡位置，所以x坐標為15m的質點在t=0.2s時振動到平衡位置，C錯誤；x的坐標為22m的質點和x的坐標為2m的質點為同相點，x的坐標為2m的質點經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐標為22m的質點在t=0.2s時恰好位于波峰，D正確；當質點P位于波峰時，經(jīng)過了半個周期，而x坐標為17m的質點和x坐標為1m的質點為同相點，經(jīng)過半個周期x坐標為1m的質點恰好位于波谷，E正確；【2015天津-3】3、圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖．a(chǎn)、b兩質點的橫坐標分別為x=2m和x=6m，圖乙為質點b從該時刻開始計時的振動圖象。下列說法正確的是A．該波沿+x方向傳播，波速為1m/sB．質點a經(jīng)4s振動的路程為4mC．此時刻質點a的速度沿+y方向D．質點a在t=2s時速度為零【答案】D【2015天津-9】(2)某同學利用單擺測量重力加速度①為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是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線C．實驗時須使擺球在同一豎直面內擺動D．擺長一定的情況下．擺的振幅盡量大eq\o\ac(○,2)如圖所示，在物理支架的豎直