2019年高考物理 名校模擬試題分項(xiàng)解析40熱點(diǎn) 專題38 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波.doc

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專題38 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 一、 選擇題 1（4分）（2019四川成都摸底）如圖甲，介質(zhì)中兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A和B的平衡位置距波源O的距離分別為1m和5m。圖乙是波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像。波源振動(dòng)形成的機(jī)械橫波可沿圖甲中x軸傳播。已知t＝5s時(shí)刻，A質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸負(fù)方向最大位移處。下列判斷正確的是（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3分，選對(duì)3個(gè)得4分。每選錯(cuò)1個(gè)扣2分，最低得分為0分） A．A質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上 B．該列機(jī)械波的波速為0.2m/s C．該列機(jī)械波的波長(zhǎng)為2m D．t＝11.5s時(shí)刻，B質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿y軸正方向 E．若將波源移至x＝3m處，則A、B兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)開始振動(dòng)，且振動(dòng)情況完全相同 【參考答案】ACE 【命題意圖】此題考查振動(dòng)圖像、波動(dòng)傳播及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 2.【加試題】（2018年11月浙江選考物理）如圖所示，兩種不同材料的彈性細(xì)繩在O處連接，M、O和N是該繩上的三個(gè)點(diǎn)，OM間距離為7.0m，ON間距離為5.0m。O點(diǎn)上下振動(dòng)，則形成以O(shè)點(diǎn)為波源向左和向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速為1.0m/s。t=0時(shí)刻O點(diǎn)處在波谷位置，觀察發(fā)現(xiàn)5s后此波谷傳到M點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，OM間還有一個(gè)波谷。則 A. 波Ⅰ的波長(zhǎng)為4m B. N點(diǎn)的振動(dòng)周期為4s C. t=3s時(shí)，N點(diǎn)恰好處于波谷 D. 當(dāng)M點(diǎn)處于波峰時(shí)，N點(diǎn)也一定處于波峰 【參考答案】BD 【命題意圖】此題考查波動(dòng)傳播，波速計(jì)算及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 3.(5分) （2019廣東惠州調(diào)研）甲、乙兩彈簧振子，振動(dòng)圖象如圖所示，則可知 。(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0分) A．甲速度為零時(shí)，乙速度最大 B．甲加速度最小時(shí)，乙速度最小 C．任一時(shí)刻兩個(gè)振子受到的回復(fù)力都不相同 D．兩個(gè)振子的振動(dòng)頻率之比f(wàn)甲∶f乙=1∶2 E．兩個(gè)振子的振幅之比為A甲∶A乙=2∶1 【參考答案】 ADE 【命題意圖】本題考查對(duì)彈簧振子振動(dòng)圖線的理解及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 【點(diǎn)睛】t=0時(shí)刻振子的位移x=-0.1m，t=1s時(shí)刻x=0.1m，關(guān)于平衡位置對(duì)稱；如果振幅為0.1m，則1s為半周期的奇數(shù)倍；如果振幅為0.2m，分靠近平衡位置和遠(yuǎn)離平衡位置分析． 6、【2019青海模擬】如圖所示，兩個(gè)相干簡(jiǎn)諧橫波在同一區(qū)域傳播，實(shí)線與虛線分別表示兩列波的波峰和波谷，已知兩列波的振幅均為A、頻率均為f。此刻，a、c足波峰與波谷相遇點(diǎn)，b是波谷與波谷相遇點(diǎn)，d是波峰與波峰相遇點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是_________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分。每錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．b點(diǎn)振幅為2A B．a(chǎn)、c兩點(diǎn)始終處在平衡位置 C．a(chǎn)、c連線上各點(diǎn)始終處在平衡位置 D．從該時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)時(shí)間，b點(diǎn)振動(dòng)到d點(diǎn) E．從該時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)時(shí)間，b點(diǎn)到達(dá)平衡位置 【參考答案】ABE 7.（5分）（1）(5分)（2018全國(guó)理綜III）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=0和t=0.20 s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。己知該波的周期T>0.20 s。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．波速為0.40 m/s B．波長(zhǎng)為0.08 m C．x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70 s時(shí)位于波谷 D．x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.12 s時(shí)位于波谷 E．若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s，則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.32 m 【參考答案】ACE 【命題意圖】 本題考查波動(dòng)圖像、波速計(jì)算、波動(dòng)傳播及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。 二、 填空題 1.（5分）（2018高考理綜II卷）聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4900m/s。一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00s。橋的長(zhǎng)度為_______m，若該波在空氣中的波長(zhǎng)為λ，則它在鋼鐵中波長(zhǎng)為λ的_______倍。 【參考答案】365 245/17 【命題意圖】 本題考查波的傳播及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】 可以假設(shè)橋的長(zhǎng)度，分別算出運(yùn)動(dòng)時(shí)間，結(jié)合題中的1s求橋長(zhǎng)，在不同介質(zhì)中傳播時(shí)波的頻率不會(huì)變化。 （1）設(shè)橋的長(zhǎng)度為s，聲波在空氣中的傳播速度為v1=340m/s，在鋼鐵中的傳播速度為v2=4900m/s。 則聲音在鋼鐵中傳播的時(shí)間t2=s/ v2 3．（12分）（2019北京海淀期中）物理學(xué)中，力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系密切，而力的空間累積效果——做功，又是能量轉(zhuǎn)化的量度。因此我們研究某些運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以先分析研究對(duì)象的受力特點(diǎn)，進(jìn)而分析其能量問(wèn)題。已知重力加速度為g，且在下列情境中，均不計(jì)空氣阻力。 （1）勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，若以小物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以豎直向下為正方向建立坐標(biāo)軸Ox，如圖17所示，用x表示小物塊由平衡位置向下發(fā)生的位移。 a．求小物塊的合力F與x的關(guān)系式，并據(jù)此說(shuō)明小物塊的運(yùn)動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)； b．系統(tǒng)的總勢(shì)能為重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和。請(qǐng)你結(jié)合小物塊的受力特點(diǎn)和求解變力功的基本方法，以平衡位置為系統(tǒng)總勢(shì)能的零勢(shì)能參考點(diǎn)，推導(dǎo)小物塊振動(dòng)位移為x時(shí)系統(tǒng)總勢(shì)能EP的表達(dá)式。 （2）圖18所示為理想單擺，擺角θ足夠小，可認(rèn)為是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。其平衡位置記為O點(diǎn)。 a．若已知擺球的質(zhì)量為m，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，在偏角很小時(shí)，擺球?qū)τ贠點(diǎn)的位移x的大小與θ角對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)、弦長(zhǎng)都近似相等，即近似滿足：sinθ≈。請(qǐng)推導(dǎo)得出小球在任意位置處的回復(fù)力與位移的比例常數(shù)k2的表達(dá)式； b．若僅知道單擺的振幅A，及小球所受回復(fù)力與位移的比例常數(shù)k2，求小球在振動(dòng)位移為時(shí)的動(dòng)能Ek（用A和k2表示）。 【名師解析】（12分） （1）a.設(shè)小物塊位于平衡位置時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x0，有k1x0=G 當(dāng)小物塊相對(duì)于平衡位置的向下位移為x時(shí)，受彈力FT和重力G作用，如答圖2所示，合力F=-FT+G FT=k1 (x+x0)， 由（2）可見：力F與位置坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系為：，作出圖象如答圖3所示： 5.（2019沈陽(yáng)120中學(xué)質(zhì)檢）在頻率相同、振動(dòng)方向相同的兩個(gè)聲源S1和S2，相距3m．如圖所示．一人站在聲源北方的B點(diǎn)，幾乎聽不到聲音，這個(gè)人向正西慢慢移動(dòng)，聲音逐漸加強(qiáng)，到A點(diǎn)時(shí)，此人聽到的聲音很響，測(cè)得A、B間距離為1.5m．則： ①S1、S2聲波的波長(zhǎng)λ為多少？ ②若此人由B點(diǎn)再向正南方向移動(dòng)，聲音逐漸變響，那么，此人沿正南方向至少走多遠(yuǎn)，聲音又變得很響？ 6.甲、乙兩列完全相同的橫波分別從波源A、B兩點(diǎn)沿直線Ox相向傳播，t=0時(shí)的波形圖象如圖所示，如果兩 列波的波速都是10 m/s，求： （1）甲、乙兩列波的頻率各是多少？ （2）第幾秒末兩列波相遇，相遇時(shí)C、D兩點(diǎn)間有哪些點(diǎn)位移最大？ （3）t=0.3 s末，C、D間（包括C、D兩點(diǎn)）有幾個(gè)點(diǎn)的位移最大？ 【名師解析】（1）由圖知：兩列波的波長(zhǎng)相等，即λ=4m 又因v=10 m/s，所以由得 故甲、乙兩列波的頻率均為2.5 Hz （2）設(shè)經(jīng)t兩波相遇，則：2vt=4m，所以 又因，故波分別向前傳播個(gè)波長(zhǎng)相遇。此時(shí)兩列波的圖象如圖中的虛線所示。故在t=0.2s末，CD間有x=5m和x=7m處的點(diǎn)位移最大