XXXX届高三物理一轮复习精品资料：机械振波和机械波(高考真题+模拟1328324792

第1页共8页2012届高三物理一轮复习精品资料：机械振波和机械波（高考真题+模拟新题）（有详解）G单元机械振动和机械波G1机械振动12．[2011·江苏物理卷]【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两．．．．．．题．，并在．．．相应的答．．．．题．区域内作答．．．．．，若三题都做，则按A、B两题评分．B．(选修模块3－4)(12分)(3)G1[2011·江苏物理卷]将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块．将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T.(3)G1[2011·江苏物理卷]【答案】T＝2πmk【解析】单摆周期公式T＝2πlg，且kl＝mg解得T＝2πmk.G2机械波34．[2011·课标全国卷]G2(1)振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动．该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是________．A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的相同【答案】ABE【解析】简谐运动的能量取决于其振动的振幅，由于波传播过程中无能量损失，故其振幅A不变，A正确；机械波的周期等于各质点振动的周期，B正确；质点P振动的速度在y轴方向上，而波沿x轴正向传播，其传播速度不同于波上质点的振动速度，C错误；质点P的起振方向与波源的起振方向相同，沿y轴正向开始振动，D错误；若P点与波源距离s＝vT，则P点与波源正好相距一个波长，故质点P的位移与波源的相同，E正确．16．G2[2011·四川卷]如图1－4为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，则()第2页共8页图1－4A．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时正在波峰位置D．Q处的质点此时运动到P处【解析】B当t＝0时，Q点沿y轴正方向运动，当此状态传到P点时，此时波应向左传播34λ＋nλ，根据振动方向与波传播方向的关系，由“微平移法”可知：1～2cm范围内的质点正在向y轴正方向运动，2～3cm范围内的质点正在向y轴负方向运动，A错误；Q处质点此时在波谷处，C错误；根据a＝－kxm可知，位移x沿y轴负方向，加速度a沿y轴正方向，B正确；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，D错误．21．G2[2011·全国卷]一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，振幅为A.当坐标为x＝0处质元的位移为－32A且向y轴负方向运动时，坐标为x＝0.4m处质元的位移为32A.当坐标为x＝0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x＝0.4m处质元的位移和运动方向分别为()A．－12A、沿y轴正方向B．－12A、沿y轴负方向C．－32A、沿y轴正方向D．－32A、沿y轴负方向【解析】C根据题意，画出此时坐标为波形图，可以看到，此时坐标为x＝0.2m处的质元正在平衡位置且向y轴负方向运动．再经过半个周期，坐标为x＝0.2m处的质元回到平衡位置且向y轴正方向运动，在这半个周期当中，坐标为x＝0.4m处的质元已经过了波谷且正在向着平衡位置运动，根据简谐运动的对称性，此时的位移与半个周期之前的位移大小相等．所以C正确．37．G2[2011·山东卷](物理—物理3－4)(1)如图1－20所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为t2＝0.01s时的波形图．已知周期T＞0.01s.①波沿x轴________(填“正”或“负”)方向传播．②求波速．第3页共8页图1－20图1－21【答案】①正②100m/s【解析】①沿着波的传播方向，质点处在上坡的位置的则向下运动，处在下坡位置的则向上运动．P点向下运动，所以波向正方向传播．②由题意知，λ＝8mt2－t1＝18T①v＝λT②联立①②式，代入数据解得v＝100m/s(2)如图1－21所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB.①求介质的折射率．②折射光线中恰好射到M点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射．【答案】①3②不能【解析】依题意作出光路图．①由几何知识可知，入射角i＝60°，折射角r＝30°根据折射定律得n＝sinisinr代入数据解得n＝3第4页共8页②由图可知，到达M点的光线的入射角为30°，临界角C＝arcsin1n＝arcsin33＞30°，故不能发生全反射．7．G2[2011·天津卷]位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动．A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图所示．B是沿波传播方向上介质的一个质点，则()图3A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向B．此后的14周期内回复力对波源A一直做负功C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零7．[2011·天津卷]ABD【解析】如图所示，此时波恰好传播到C点，由“上下坡”法可知，质点C正向下振动，由于“任意质点的起振方向相同”，波源A开始振动时沿y轴负方向，A正确；此后14周期内，质点A由平衡位置向下振动，回复力向上，速度向下，回复力做负功，B正确；质点只能“上下振动”，不能“随波逐流”，C错误；由动量定理I＝Δp＝0，D正确．第5页共8页G3实验：用单摆测定重力加速度19．(1)G3[2011·福建卷](1)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图1－7所示，则该摆球的直径为________cm.②小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是__________．(填选项前的字母)图1－7A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为t100C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小19．(1)G3[2011·福建卷]【答案】①0.97(0.96或0.98)②C【解析】①游标卡尺读数方法：主尺读数＋对齐格数×精确度9mm＋7×0.1mm＝9.7mm＝0.97cm②单摆最大摆角为5°，A错；通过最低点100次的时间为50个周期，所以T＝t50，B错；摆球密度较小时，摆球重力没有远远大于其所受的空气阻力，空气阻力不可忽略，实验误差大，D错．G4机械振动与机械波综合17．G4[2011·重庆卷]介质中坐标原点O处的波源在t＝0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图1－2所示．下列能描述x0处质点振动的图象是()图1－2AB第6页共8页CD图1－317．G4[2011·重庆卷]C【解析】由波动图象知，L处质点的振动方向沿y轴负方向，故x0处质点起振方向沿y轴负方向，A、B错误；又由波动图象知，t0时刻x0处质点沿y轴负方向运动，C正确，D错误．16．G4[2011·北京卷]介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率16．G4[2011·北京卷]D【解析】简谐机械波传播时，质点做简谐运动，振动速度时刻发生变化，波的传播速度v＝λT，这两个速度是不一样的，A项错误．横波质点振动的方向与波传播的方向垂直，纵波质点振动的方向和波传播的方向在同一条直线上，B项错误．质点振动时，一个周期内走过的路程等于振幅的四倍，C项错误．波在传播的过程中，所有质点振动的频率都等于波源的频率，D项正确．1．【2011·承德模拟】一列简谐横波沿x轴正方向传播，某一时刻的波形图如图X28－1所示，此时质点P、S跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反．由图X28－1可知，在此后的任一时刻()图X28－1A．质点P和S的振动加速度大小和方向总相同B．质点P和Q的振动位移大小总相同、方向总相反C．质点P和S的振动速度大小和方向总相同D．质点P和R的振动加速度大小总相同、方向总相反1．D【解析】由波动图象可得，P、R两点相隔半个波长，所以在振动过程中的位移、加速度总是大小相等、方向相反，故只有D对．2．[2011·甘肃模拟]如图X28－3所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为2m/s.则以下说法正确的是()图X28－3第7页共8页A．质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向B．P点振幅比Q点振幅小C．经过Δt＝4s，质点P将向右移动8mD．经过Δt＝4s，质点Q通过的路程是0.4m2．AD【解析】波沿x轴正方向传播，此时刻质点P左边的点在其下方，故其振动方向沿y轴负方向，A对；P点振幅与Q点振幅相同，B错；质点不随波迁移，C错；T＝λv＝2s，所以4s为两个周期，Q通过的路程等于8A＝8×5cm＝0.4m，D对．3．[2011·西城模拟]振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图X28－4所示．规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是图X28－5中的()图X28－4ABCD图X28－53．B【解析】由绳上形成的波形可知，P点开始时向下振动，故B正确．图X28－54．[2011·湖北模拟]如图X28－6甲所示，一条水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q′、P′、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1m,t＝0时刻质点O从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左向右传播的简谐横波，质点O振动图象如图乙所示，当质点O第一次达到正方向最大位移时刻，质点P刚开始振动，则下列说法正确的是()甲乙图X28－6A．这列波的波长为2m，传播速度为2m/sB．当质点Q′第二次达到正向最大位移时，质点O已经走过35cm路程C．t＝3s时，质点P、P′均在平衡位置且向上运动D．t＝2s时，质点P位于波峰，质点P′则位于波谷4．B【解析】由乙图可得，T＝4s，由当质点O第一次达到正方向最大位移时，质点P刚开始振动，可知λ＝4m，传播速度v＝λT＝1m/s，A错；质点Q′第二次达到正向最大位移需要134T＝7s，质点O已经走过的路程为7A＝35cm，B对；1s的时间，振动传到P、P′处，再过1s，两质点均达到波峰，再过1s的时间，两质点均经平衡位置向下运动，C、D均错．5.[2011·苏州模拟]一列简谐横波沿x轴传播，如图X28－7甲、乙所示分别为传播方向上相距3m的两质点的振动图象，则波的传播速度大小可能为()图X28－7A．30m/sB．20m/s第8页共8页C．15m/sD．5m/s5．A【解析】由t＝0时振动图象可得如图所示的波的形状，考虑到周期性，x＝12λ＋nλ(n＝0,1,2，…)，λ＝xn＋12＝3n＋12m，v＝λT＝30.2n＋12m/s＝30.2n＋0.1m/s，分析知A正确．6．[2011·莱芜模拟]一列简谐波沿x轴方向传播，已知x轴上x1＝0和x2＝1m两处质点的振动图线分别如图X28－8甲、乙所示，求此波的传播速度．图X28－86．【解析】由所给出的振动图象可知周期T＝4×10－3s.由题图可知，t＝0时刻，x1＝0的质点P(其振动图象即为图甲)在正最大位移处，x2＝1的质点Q(其振动图象即为图乙)在平衡位置向y轴负方向运动，所以当简谐波沿x轴正向传播时，PQ间距离为(n＋34)λ1，当波沿x轴负方向传播时，PQ间距离为(n＋14)λ2，其中n＝0,1,2…因为(n＋34)λ1＝1m，所以λ1＝43＋4nm因为(n＋14)λ2＝1m，所以λ2＝41＋4nm波沿x