2009屆新課標(biāo)物理考點(diǎn)預(yù)測(7)
振動(dòng)和波
一、考點(diǎn)介紹
從近幾年的高考試題看,試題多以選擇題、填空題形式出現(xiàn),但試題信息量大,一道題中考查多個(gè)概念、規(guī)律.對機(jī)械振動(dòng)的考查著重放在簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征和動(dòng)力學(xué)特征和振動(dòng)圖象上;同時(shí)也通過簡諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律考查力學(xué)的主干知識.對機(jī)械波的考查著重放在波的形成過程、傳播規(guī)律、波長和波動(dòng)圖象及波的多解上;對波的疊加、干涉和衍射、多普勒效應(yīng)也有涉及.實(shí)際上許多考題是振動(dòng)與波的綜合,考查振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的聯(lián)系和區(qū)別;同時(shí)也加強(qiáng)了對振動(dòng)和波的聯(lián)系實(shí)際的問題的考查,如利用單擺,結(jié)合萬有引力知識測量山的高度,共振篩、隊(duì)伍過橋等共振現(xiàn)象的利用與防止,醫(yī)用B型超聲波圖、心電圖、地震波圖線的分析等。
二、高考真題
1.(2008年高考寧夏卷.理綜.32)下列關(guān)于簡諧振動(dòng)和簡諧機(jī)械波的說法正確的是 。(填入選項(xiàng)前的字母,有填錯(cuò)的不得分)
A.彈簧振子的周期與振幅有關(guān) B.橫波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定
C.在波傳播方向上的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就是波的傳播速度
D.單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過媒質(zhì)中一點(diǎn)的完全波的個(gè)數(shù)就是這列簡諧波的頻率
2.(2008年江蘇省卷.物理.選修模塊3-4B模塊)(1)一列沿著x軸正方向傳播的橫波,在t=O時(shí)刻的波形如圖1甲所示.圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖1乙所示。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. 圖1
(2)慣性系S中有一邊長為l的正方形(如圖
圖2
(3)描述簡諧運(yùn)動(dòng)特征的公式是x= .自由下落的籃球緩地面反彈后上升又落下。若不考慮空氣阻力及在地面反彈時(shí)的能量損失,此運(yùn)動(dòng) (填“是”或“不是”)簡諧運(yùn)動(dòng).
3.(2008年上海卷.物理.22)有兩列簡諧橫波a、b在同一媒質(zhì)中沿x軸正方向傳播,波速均為v=
(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。
圖 圖3
4.(2007年上海卷 .物理
5.(2007年上海卷.物理.9.)如圖4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( ) 圖4
(A)f1=
(B)f1=f2,v1=0.5v2。
(C)f1=f2,v1=2v2。
(D)f1=
6.(2007年江蘇卷.物理.5)如圖5所示,實(shí)線和虛線分別為某種波在t時(shí)刻和t+Δt時(shí)刻的波形曲線。B和C是橫坐標(biāo)分別為d和3d的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),下列說法中正確的是 圖5
A、任一時(shí)刻,如果質(zhì)點(diǎn)B向上運(yùn)動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)C一定向下運(yùn)動(dòng)
B、任一時(shí)刻,如果質(zhì)點(diǎn)B速度為零,則質(zhì)點(diǎn)C的速度也為零
C、如果波是向右傳播的,則波的周期可能為Δt
D、如果波是向左傳播的,則波的周期可能為Δ
7.(2007年山東卷。物理3-4模塊。38)圖6為某波動(dòng)在t=10s時(shí)的圖像,圖7為圖6中x=
圖6 圖7
(1)該波動(dòng)的振幅、波長、周期、頻率是多少? (2)波向哪個(gè)方向傳播?速度是多少?
(3)畫出圖1中x=
8.(2008年 全國I卷.理綜.16)一列簡諧橫波沿x軸傳播,周期為T?t=0時(shí)刻的波形如圖8所示.此時(shí)平衡位置位于x=
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
圖8
9.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為
A. P先開始振動(dòng),震源距地震儀約
B. P先開始振動(dòng),震源距地震儀約
C. H先開始振動(dòng),震源距地震儀約
D. H先開始振動(dòng),震源距地震儀約
10.(2008年全國Ⅱ卷.理綜.17)一列簡i 皆橫波沿x軸正方向傳播,振幅為A。t = 0時(shí),平衡位置在x=0處的質(zhì)元位于y=0處,且向夕軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng);此時(shí),平衡位置在x=
A.
三、名校試題
1.(江蘇南京市2008年高三總復(fù)習(xí)試卷.物理.7)在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn).相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為L,如圖10(a)所示。一列橫波沿該直線向右傳播,t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1,質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí) 間△t第一次出現(xiàn)如圖10(b)所示的波形。則該波的( )
圖10
A.周期為△t,波長為
C.周期為△t,波速為 D.周期為△t,波速為
2.(湖南長沙二中2009屆高三第一次質(zhì)量檢測試卷.物理.13)某人利用單擺來確定某高山的高度。已知單擺在海面處的周期是T0。而在該高山上,測得該單擺周期為T。求此高山離海平面高度h為多少?(把地球看作質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體)wineducation.cn
3.(江蘇如東、啟東2009屆期中聯(lián)合測試卷.物理.30)如圖11所示是一列橫波上A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,該波由A傳向B,兩質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向上的距離Δx=
4.(2008年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市調(diào)研試卷.物理.13)一簡諧橫
波沿x軸正方向傳播,在t=0時(shí)刻的波形如圖12所示.已知介質(zhì)中
質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為2s,此時(shí)P質(zhì)點(diǎn)所在位置的縱坐標(biāo)為
坐標(biāo)為
圖12
5.(山東省煙臺市2009屆高三上學(xué)期學(xué)段檢測.物理.12)從甲地向乙地發(fā)出頻率為50Hz的聲波,當(dāng)波速為
6.(山東省青島市2009屆高三上學(xué)期期中練習(xí)卷.物理.17)圖13是一列簡諧波在某一時(shí)刻的波形圖線。 圖13
虛線是0.2s后它的波形圖線。這列波可能的傳播速度是多大?
7.(河北省衡水中學(xué)2009屆高三調(diào)研考試卷。物理.12)將一測力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測量快速變化的力,圖14甲表示小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的A、之間來回滑動(dòng),點(diǎn)與O點(diǎn)連線與豎直方向之間夾角相等且都為,很小。圖14乙表示滑塊對器壁的壓力F隨時(shí)間變化的曲線,且圖中為滑塊從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻,試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖中)所給的信息,求:
(1)容器的半徑;
(2)小滑塊的質(zhì)量;
(3)滑塊運(yùn)動(dòng)過程中的守恒量。
圖14
8.(2008年廣州惠州市模擬.物理.32)一列簡諧橫波沿直線傳播,在波的傳播方向上有P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),它們相距
(1)若波由P傳到Q,波的周期;
(2)若波由Q傳到P,波的速度;
(3)若波由Q傳到P,從t=0時(shí)開始觀察,哪些時(shí)刻P、Q間(P、Q除外)只有一個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移等于振幅.
9.(廣東深圳市2009 屆高三九校聯(lián)考卷.物理,6)鋪設(shè)鐵軌時(shí),每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙,勻速運(yùn)行列車經(jīng)過軌端接縫處時(shí),車輪就會受到一次沖擊.由于每一根鋼軌長度相等,所以這個(gè)沖擊力是周期性的,列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)。普通鋼軌長為
A.列車的危險(xiǎn)速率為
B.列車過橋需要減速,是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象
C.列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率和列車的固有頻率總是相等的
D.增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行
10.(2008年海南省民族中學(xué)模擬卷.物理.19)某研究性學(xué)習(xí)小組想利用停表、鐵架臺(帶鐵夾)和表中所列器材探究單擺的周期與哪些因素有關(guān),經(jīng)小組討論分析認(rèn)為,影響單擺周期的因素可能有振幅、擺球質(zhì)量和擺長等.他們在實(shí)驗(yàn)探究過程中,始終保持單擺的最大擺角小于10°。
(1)甲同學(xué)探究單擺的周期與振幅的關(guān)系,他用器材1和4組裝單擺,通過改變擺角,多次實(shí)驗(yàn),測出周期,得到的結(jié)論是單擺的周期與其振幅無關(guān).
(2)乙同學(xué)想探究單擺的周期跟擺球質(zhì)量的關(guān)系.請你為他設(shè)計(jì)探究思路:_______________
乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上,得到的正確結(jié)論應(yīng)該是:______________________________.
1
長l1的細(xì)線
2
長l2的細(xì)線
3
長l3的細(xì)線
4
質(zhì)量m1,的小球
5
質(zhì)量m2,的小球
6
質(zhì)量m3,的小球
11.(上海梅山高級中學(xué)高三測試卷.物理.18)用測力探頭和計(jì)算機(jī)組成的實(shí)驗(yàn)裝置來測定單擺擺動(dòng)過程中擺線受到的拉力(單擺擺角小于5º),計(jì)算機(jī)屏幕上得到如圖
①、此單擺的周期為 秒。
②、設(shè)擺球在最低點(diǎn)時(shí)Ep=0,已測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,單擺的周期用T表示,那么測得此單擺擺動(dòng)時(shí)的機(jī)械能E的表達(dá)式是: [ ]
圖15
12.S1、S2是兩個(gè)振動(dòng)頻率相同的波源,它們發(fā)出兩列波長均為l 的簡諧橫波,圖16中虛線和實(shí)線分別代表某時(shí)刻這兩列波的波谷和波峰,
(1)在空間有很多條加強(qiáng)點(diǎn)的連線,試用筆線畫出過P點(diǎn)的一條振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的連線。
(2)填寫下表中各項(xiàng)(下表中已給出四點(diǎn),請?jiān)購腁、B兩點(diǎn)中找出一個(gè)與給出的四點(diǎn)有相同特征的點(diǎn)填在第五列中)。試由上表中數(shù)據(jù)歸納出振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)到兩個(gè)波源的距離間的關(guān)系,應(yīng)符合什么條件?
質(zhì)點(diǎn)
P
Q
M
N
到S1的距離
3l
2l
2.5l
到S2的距離
2.5l
2l
1.5l
13.有一測量微小時(shí)間差的裝置,是由兩個(gè)擺長略有微
小差別的單擺同軸水平懸掛構(gòu)成.兩個(gè)單擺擺動(dòng)平面前后相
互平行。
(1)現(xiàn)測得兩單擺完成 50次全振動(dòng)的時(shí)間分別為
50.0 S和 49.0 S,則兩單擺的周期差ΔT= s;
(2)某同學(xué)利用此裝置測量小于單擺周期的微小時(shí)間
差,具體操作如下:把兩擺球向右拉至相同的擺角處,先釋
放長擺擺球,接著再釋放短擺擺球,測得短擺經(jīng)過若干次全
振動(dòng)后,兩擺恰好第一次同時(shí)同方向通過某位置,由此可得 圖16
出釋放兩擺的微小時(shí)間差.若測得釋放兩擺的時(shí)間差Δt=0.165s,則在短擺釋放 s(填時(shí)間)后,兩擺恰好第一次同時(shí)向 (填方向)通過 (填位置);
(3)為了能更準(zhǔn)確地測量微小的時(shí)間差,你認(rèn)為此裝置還可做的改進(jìn)是
。
(一)文字介紹
預(yù)測2009年的機(jī)械振動(dòng)與波的考題仍將保持以選項(xiàng)題為主,考查的知識綜合較強(qiáng)的風(fēng)格.一個(gè)考題往往多個(gè)知識點(diǎn),重點(diǎn)在簡諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和圖象;波的形成過程和波長、波速和頻率的關(guān)系,波的圖象和波的多解問題仍是考查的熱點(diǎn).尤其是波的圖象中已知某一時(shí)刻的波形圖,判斷方向和求位移、路程及質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo);已知某兩時(shí)刻的波形圖涉用的多解;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的綜合運(yùn)用預(yù)測是重點(diǎn)考查的重點(diǎn).另外對共振現(xiàn)象和波的特性在實(shí)際中的應(yīng)用問題也要引起注意.
(二 )考點(diǎn)預(yù)測題
四、考點(diǎn)預(yù)測
1.如圖17所示, 某同學(xué)看到一只鳥落在樹枝上的P處,樹枝在10 s內(nèi)上下振動(dòng)了6次,鳥飛走后,他把
A
2.一單擺做小角度擺動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖18所示,以下說法正確的是( )
A.t1時(shí)刻擺球速度最大,懸線對它的拉力最小
B.t2時(shí)刻擺球速度為零,懸線對它的拉力最小
C.t3時(shí)刻擺球速度為零,懸線對它的拉力最大
D.t4時(shí)刻擺球速度最大,懸線對它的拉力最大
圖18
3.如圖19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)平面不便。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0.3h 圖19
D、擺球最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.25h
4.如圖20所示,物體 A置于物體 B上,一輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與B相連,在彈性限度范圍內(nèi),A和 B一起在光滑水平面上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力),并保持相對靜止。則下列說法正確的是( )
A.A和 B均作簡諧運(yùn)動(dòng)
B.作用在 A上的靜摩擦力大小與彈簧的 形變量成正比
C.B對 A的靜摩擦力對A做功,而A對B的靜 摩擦力對 B不做功 圖20
D.B對A的靜摩擦力始 終對A做正功而A對B的靜摩擦力始終對B 做負(fù)功
5.鋪設(shè)鐵軌時(shí),每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙,勻速運(yùn)行列車經(jīng)過軌端接縫處時(shí),車輪就會受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等,所以這個(gè)沖擊力是周期性的,列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)。普通鋼軌長為
A.列車的危險(xiǎn)速率為
B.列車過橋需要減速,是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象
C.列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率和列車的固有頻率總是相等的
D.增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行
6.一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子,圖21(a)所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動(dòng)。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí),曲桿給彈簧振子以驅(qū)動(dòng)力,使振子做受迫振動(dòng)。把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期就是驅(qū)動(dòng)力的周期,改變把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就可以改變驅(qū)動(dòng)力的周期。若保持把手不動(dòng),給砝碼一向下的初速度,砝碼便做簡諧運(yùn)動(dòng),振動(dòng)圖線如圖21(b)所示。當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí),砝碼的振動(dòng)圖線如圖21(c)所示。
若用T0表示彈簧振子的固有周期,T表示驅(qū)動(dòng)力的周期,Y表示受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動(dòng)的振幅,則( )
圖21
A.由圖線可知T0=4s
B.由圖線可知T0=8s
C.當(dāng)T在4s附近時(shí),Y顯著增大;當(dāng)T比4s小得多或大得多時(shí),Y很小
D.當(dāng)T在8s附近時(shí),Y顯著增大;當(dāng)T比8s小得多或大得多時(shí),Y很小
7.關(guān)于波的形成過程下例說法正確的是( )
五、波的傳播過程中,若振源停止運(yùn)動(dòng),在介質(zhì)中傳播的波也立即停止傳播。
四、波動(dòng)過程是把介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn),由近及遠(yuǎn)的遷移過程
8.一波源在繩子的左瑞發(fā)生波P.另一波源在同一根繩子右端發(fā)生波Q,波速為lm/s.在t=0時(shí)繩上的波形如圖22中的a所示,根據(jù)波的疊加原理,以下判斷正確的是( )
A.當(dāng)t=2s時(shí).波形圖如b圖.t=4s時(shí).波形圖如c圖;
B.當(dāng)t=2s時(shí),波形圖如 b圖,t=4s時(shí),波形圖如d圖
C.當(dāng) t=2s時(shí),波形圖如C圖,t=4s時(shí),波形圖如b圖;
D.當(dāng) t=2s時(shí),波形圖如 C圖,t=4s時(shí),波形圖如 d圖 圖22
9.一簡諧橫波在x軸上傳播,在某時(shí)刻的波形如23所示。已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向向下,則( )
A.此波朝x軸負(fù)方向傳播
B.質(zhì)點(diǎn)D此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)
C.質(zhì)點(diǎn)B將比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置
D.質(zhì)點(diǎn)E的振幅為零
10.如圖24所示,是一列簡諧波在t=0時(shí)的波動(dòng)圖象。波的傳播速度為
圖24
11.如圖25所示,實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t == 0時(shí)刻的波形圖,虛線是這列波在t == 0.2 s時(shí)刻的波形圖。已知該波的波速是
A.這列波的波長是14 ┩
B.這列波的周期是0.125 s
C.這列波可能是沿x軸正方向傳播的
D.t == 0時(shí),x == 4 ┩處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向
圖25
12.圖26甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,圖30乙為質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象。從該時(shí)刻起( )
.圖26
A.經(jīng)過 0.35 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離
B.經(jīng)過 0 .25s 時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q 的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度
C.經(jīng)過 0.15s,波沿 x 軸的正方向傳播了
D.經(jīng)過 0.1s 時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿 y 軸正方向
13.圖27甲所示為一列簡諧波在t=20s時(shí)的波形圖,圖27乙是這列波中P點(diǎn)的振動(dòng)圖線,那么該波的傳播速度和傳播方向是( )
A.V=
B.V=
C.V=
D.V=
14.某山高聳入云,兩登山運(yùn)動(dòng)員想估算一下山腳到山頂?shù)母叨龋麄儧]有帶尺子,也沒有帶手表等計(jì)時(shí)裝置。他們開動(dòng)腦筋,在背包上抽出一根較長的細(xì)線,兩人合作在山腳和山頂各做了一次實(shí)驗(yàn),便估算出了高度。(設(shè)他們的身體狀況沒有因?yàn)榈巧交顒?dòng)而改變,山腳的重力加速度為,地球半徑為R),請同學(xué)們回答:
(1)實(shí)驗(yàn)原理為:______________________;
(2)實(shí)驗(yàn)步驟為:______________________。
15.21世紀(jì)是全世界大規(guī)模開發(fā)利用海洋資源、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的新時(shí)期。為了人類和平利用海洋資源,今年我國環(huán)球科學(xué)考察船“大洋一號”首次執(zhí)行環(huán)球大洋科學(xué)考察任務(wù)。
“大洋一號”配備有一種聲吶探測系統(tǒng),用它可測量海水的深度。其原理是:用超聲波發(fā)生器垂直向海底發(fā)射超聲波,超聲波在海底會反射回來,若已知超聲波在海水中的波速,通過測量從發(fā)射超聲波到接收到反射波的時(shí)間,就可推算出船所在位置的海水深度,F(xiàn)已知超聲波在海水中的波速為
16.淺水處水波的速度跟水深度有關(guān),其關(guān)系式是,式中h為深度,g為重力加速度,如圖28(a)所示是一個(gè)池溏的剖面圖,A、B兩部分深度不同,圖28(b)是從上往下俯視,看到從P處向外傳播水波波形 圖28
(弧形實(shí)線代表波峰),垂直池岸有一把刻度尺,若已知A處水深
高考真題
1.【解析】彈簧振子的周期由本身的結(jié)構(gòu)決定與振幅無關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò);波的傳播速度由介質(zhì)決定,選項(xiàng)B正確;波傳播方向上的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是變化的,而波是勻速傳播,選項(xiàng)C錯(cuò);單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過媒質(zhì)中一點(diǎn)的完全波的個(gè)數(shù)就是這列簡諧波的頻率;選項(xiàng)D對
【答案】BD
2.【解析】(1)從甲、乙圖可看出波長λ=
(2)由相對論知識易得運(yùn)動(dòng)方向上的邊長變短,垂直運(yùn)動(dòng)方向的邊長不變,C圖像正確;
(3)簡諧運(yùn)動(dòng)的特征公式為x = Asinωt,其中A是振幅;自由落體由反彈起來的過程中,回復(fù)力始終為重力,恒定不變,與偏離平衡位置的位移不是成正比的,不符合簡諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
【答案】(1)0.8;4;L;0.5;(2)C;(3)Asinωt;不是
3.【解析】(1)從圖中可以看出兩列波的波長分別為λa=
s=1s s=1.6s
(2)兩列波的最小公倍數(shù)為 S=
t=0時(shí),兩列波的波峰生命處的所有位置為
x=(2.520k)m,k=0,1,2,3,……
(3)該同學(xué)的分析不正確。
要找兩列波的波谷與波谷重合處,必須從波峰重合處出發(fā),找到這兩列波半波長的廳數(shù)倍恰好相等的位置。設(shè)距離x=
L=(
只要找到相應(yīng)的m、n即可
將λa=
由于上式中m、n在整數(shù)范圍內(nèi)無解,所以不存在波谷與波谷重合處。
【答案】(1)1s;1.6s (2)x=(2.520k)m,k=0,1,2,3,……(3)不存在波谷與波谷重合處。
4.【解析】由在t1=0.5s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P恰好此后第二次處于波峰位置,可知波的周期為T=,而Q第二次在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)半周期,所以t2=。當(dāng)t1=0.9s時(shí)
質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)了,故其位移為
【答案】(1) (2)
5.【解析】此題考查波在傳播過程中波長、波速、頻率的關(guān)系。因波在傳播過程中頻率不變,所以f1=f2,又由圖可知波長,根據(jù),所以v1=2v2。故選項(xiàng)C正確。
【答案】C
6.【解析】由圖可知B和C既不是同相點(diǎn),也不是反相點(diǎn),所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)。若波向右傳播,則有T+=,故T=Δt,即選項(xiàng)C對;同理分析,得選項(xiàng)D錯(cuò)。
【答案】C
7.【解析】(1)由圖可知A=
f=0.05Hz (2)向右。V=
(3)x=
【答案】(1)A=
(2)向右。V=
8.【解析】由圖可看出波長為
【答案】C
9.【解析】由于縱波的傳播速度快些,所以縱波先到達(dá)地震儀處,所以P先開始振動(dòng)。設(shè)地震儀距震源為x,則有解得: x=
【答案】A
10.【解析】因?yàn)椴ㄑ卣较騻鞑,且x=0處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),故此時(shí)波形圖為正弦函數(shù)圖像,則x=
【答案】AC
名校試題
1.【解析】 由圖所示,知運(yùn)動(dòng)時(shí)間,波長為
【答案】BC
www.ks5u.com2.【解析】根據(jù)單擺周期公式有:
由萬有引力公式得:
聯(lián)立解得:
【答案】
3.【解析】由振動(dòng)圖象可知,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T=0.4s
取t=0時(shí)刻分析,質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)平衡位置向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)B處于波谷,設(shè)波長為λ
則 (n=0、1、2、3……)
所以該波波長為
因?yàn)橛笑?gt;
當(dāng)n=0時(shí),,波速
當(dāng)n=1時(shí),,波速
【答案】
4.【解析】P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為
由題意知此時(shí)刻P向下振動(dòng), t=0時(shí),=-
所以P向下振動(dòng)到平衡位置(令上述振動(dòng)方程中y =0)所用時(shí)為
第一次到達(dá)波峰需時(shí)為
考慮到周期性,圖示位置開始在t=kT+(式中) 時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P會出現(xiàn)在波峰位置
另解:波的傳播速度為v=
由題意知此時(shí)刻P向下振動(dòng),所以P向下振動(dòng)到平衡位置所需時(shí)間等于波沿x軸方向傳播
第一次到達(dá)波峰的的時(shí)刻為t2=+ t1 (1分)
所以質(zhì)點(diǎn)P會出現(xiàn)在波峰位置的時(shí)刻是t=kT + t2 ( ) (1分)
即:t= ( ) (2
【答案】
5.【解析】由可求得當(dāng)波速為
甲、乙兩地的間距為此波長的整數(shù)倍,即d=nλ (n=1,2,3,4……)
當(dāng)波速變?yōu)?st1:chmetcnv UnitName="m" SourceValue="340" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">340m/s時(shí)d=(n-2) λ, (n=1,2,3,4……)
由上述幾式可解得:d=
【答案】d=
6.【解析】由于波的傳播方向未給定,所以必須分別討論波向右傳播和向左傳播兩種情況,又由于周期(或頻率)未給定,要注意時(shí)間的周期性,用通式表示一段時(shí)間t。
由圖線可直接讀出波長λ=
此題還有另一種解法,因?yàn)椴ň哂锌臻g周期性,當(dāng)波向右傳播時(shí),在0.2s內(nèi),傳播的距離應(yīng)為:
則傳播速度為:
當(dāng)波向左傳播時(shí),在0.2s內(nèi),傳播的距離為:
則傳播速度為:
【答案】
7.【解析】由圖乙得小滑塊做簡諧振動(dòng)的周期:
由, 得
在最高點(diǎn)A,有
在最低點(diǎn)B,有
從A到B,滑塊機(jī)械能守恒,有
解得:
滑塊機(jī)械能守恒:
【答案】(1) (2) (3)
8.【解析】本類型題往往先畫出波形圖,在波形圖上依據(jù)題意找出適合題目要求的質(zhì)點(diǎn),從而確定該波的波長、周期、波速等,本題可畫出如圖15示波形圖,標(biāo)出P、Q點(diǎn),不難求出
圖15
解答:由題意
(1)若波由P傳至Q,依題意可作出如圖16所示波形圖,則t=0.6s= 解得T=0.8s
圖 16
(2)若波由Q傳至P,依題意可作出如圖17所示波形圖,則t=0.6s=解得T=2.4 s
圖17
波速
(3)若波由Q傳至P,則T=2.4 s,依題意可作出如圖18所示波形圖,從t=0時(shí)刻開始,每經(jīng)過半個(gè)周期,P、Q間只有一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移等于振幅,即 式中n=O,1,2,……
圖18
【答案】(1)T=0.8s (2) (3),P、Q間只有一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移等于振幅
9.【解析】對于受迫振動(dòng),當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率相等時(shí)將發(fā)生共振現(xiàn)象,所以列車的危險(xiǎn)速率
【答案】ABD
10.【解析】本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)“控制變量法”的探究性實(shí)驗(yàn),其中第(1)問提供了一個(gè)范例,第(2)問研究單擺周期與質(zhì)量的關(guān)系同第(1)一樣也應(yīng)是改變質(zhì)量,測出其對應(yīng)的周期,研究周期同質(zhì)量的關(guān)系。
(2)保持?jǐn)[長不變,改變擺球質(zhì)量,測出周期; 周期與擺球質(zhì)量無關(guān)。
【答案】(1)“控制變量法” (2)保持?jǐn)[長不變,改變擺球質(zhì)量,測出周期; 周期與擺球質(zhì)量無關(guān)
11.【解析】由圖可知周期為0.8s; ,求得單擺擺動(dòng)時(shí)的機(jī)械能E的表達(dá)式為BD
【答案】0.8s BD
12.【解析】(1)圖略,(2)表如下
質(zhì)點(diǎn)
P
Q
M
N
到S1的距離
3l
3.5l
2l
2.5l
4.5l
到S2的距離
4l
2.5l
2l
1.5l
4.5l
(3)加強(qiáng)點(diǎn)到兩個(gè)波源的距離之差為波長的整數(shù)倍
【答案】見上
13.【解析】(1)兩單擺的周期差
(2)由題意知:設(shè)長擺振動(dòng)N次以后,兩擺同時(shí)同方向通過某位置,則有:
NT1-NT2=Δt,解得N=8.25.又因?yàn)門1=1s,短擺釋放8.25-0.165= 8.085 s(填時(shí)間)后,兩擺恰好第一次同時(shí)向左通過平衡位置
(3) 能更準(zhǔn)確地測量微小的時(shí)間差,必須使T1、T2測得更準(zhǔn)確,故應(yīng)增加擺長。
【答案】(1) (2)8.085 s (3)應(yīng)增加擺長
考點(diǎn)預(yù)測題
1.【解析】由題中所述實(shí)驗(yàn)可以看出:在P處懸掛物體的質(zhì)量越大,則樹枝振動(dòng)的頻率越低。因此可以斷定鳥的質(zhì)量介于
【答案】B
2.【解析】本題重在理解振動(dòng)圖象的物理意義,知道時(shí)間軸上各個(gè)特殊時(shí)刻對應(yīng)的單擺的位置;由圖給振動(dòng)圖象知,t1和 t3時(shí)刻對應(yīng)的都是最高點(diǎn),此時(shí)擺球速度為零,懸線對它的拉力最。籺2 和t4時(shí)刻對應(yīng)的是最低點(diǎn),此時(shí)擺球速度為最大,懸線對它的拉力最大。綜上知,D選項(xiàng)正確。
【答案】D
3.【解析】此是在考查碰撞單擺的振動(dòng)周期的同時(shí),綜合考查機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒。擺長不變,因此周期不變?nèi)詾門,AB錯(cuò);碰撞中動(dòng)量守恒,則,,擺動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒,故,解得D正確。
【答案】D
4.【解析】以A、B整體為研究對象,在光滑水平面上水平方向受到合力為彈簧的彈力,所以一起作簡諧運(yùn)動(dòng),即選項(xiàng)A正確。同時(shí)對整體由牛頓第二定律得:加速度為a=,再隔離物體A,由牛頓第二定律得所受摩擦力大小為:f=ma=m。故選項(xiàng)B正確。B對A的靜摩擦力對A做功,而A對B的靜摩擦力對B也做功,所以選項(xiàng)C錯(cuò);B對A的靜摩擦力并不是始終對A做正功,而A對B的靜摩擦力也并不是始終對B做負(fù)功,故選項(xiàng)D錯(cuò).
【答案】AB
5.【解析】考查受迫振動(dòng)、共振的相關(guān)知識,體現(xiàn)了高考對理論聯(lián)系實(shí)際的要求。解答的關(guān)鍵是抓住共振時(shí)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率.列車在鋼軌上運(yùn)行時(shí),受鋼軌對它的沖擊力作用做受迫振動(dòng),,當(dāng)列車的固有頻率等于沖擊力的頻率時(shí),發(fā)生共振。由可求出危險(xiǎn)車速為
【答案】AD
6.【解析】本題考查了簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象和受迫振動(dòng)的有關(guān)知識。由圖b可知T=4S,選項(xiàng)A正確。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的周期T等于彈簧振子的周期T時(shí),受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動(dòng)的振幅y最大,T和T相差越小,所以選項(xiàng)C也正確。
【答案】C
7.【解析】波傳播的是振動(dòng)的形式和能量,質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。故選項(xiàng)A、B正確。C錯(cuò)。當(dāng)振源停止運(yùn)動(dòng)時(shí),振動(dòng)的形式還在向前傳播,故選項(xiàng)D錯(cuò)。
【答案】AB
8.【解析】由圖中的所示的圖形來看,b圖肯定是不正確的,因?yàn)椴ㄔ谕幻劫|(zhì)中傳播時(shí)的波長是不變,而b圖中波長發(fā)生了變化,所以選項(xiàng)內(nèi)容中凡涉及到了b圖的情況肯定是不正確的,本題4個(gè)選項(xiàng)中只有D選項(xiàng)沒有涉及到b圖,所以D選項(xiàng)肯定正確.從波的疊加角度來分析,在t=2s時(shí),兩列波均傳播了
已知某一時(shí)刻的波形圖,判斷方向和求位移、路程及質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)
【答案】D
9.【解析】已知質(zhì)點(diǎn)F向下振動(dòng),由上述方法可知,此列波向左傳播。質(zhì)點(diǎn)B此時(shí)向上運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)D向下運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)C比B先回到平衡位置。在此列波上所有振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振幅都是相等的。故只有A、B選項(xiàng)正確。
【答案】AB
10.【解析】從波的圖象可直接得到:振幅A=
又,即從t=0到t=2.5秒的時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)M又回到平衡位置,所以位移為0。
【答案】 0
11.【解析】由圖可知,波長為
【答案】D
12.【解析】由圖甲可知波長=
【答案】AC
13. 【解析】由圖甲讀出λ=
將圖31乙之y-t圖延長到t=20s時(shí)刻,可以看出P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向向上,再看圖31甲,波若向右傳播,則P運(yùn)動(dòng)方向向下,波若向左傳播,則P運(yùn)動(dòng)方向向上,故判定波是向左傳播的。
綜上所述,本題應(yīng)選B。
【答案】B
14.【解析】(1)先利用單擺測出重力加速度,再利用萬有引力定律由重力加速度的值與測點(diǎn)到地心距離的關(guān)系求出高度。
(2)雖然兩人沒有帶計(jì)時(shí)工具,但可以利用人的脈搏作參考,因正常人安靜時(shí)的脈搏周期一定,利用脈搏的次數(shù)來代表振動(dòng)時(shí)間。
步驟1:先用細(xì)線拴住一個(gè)小石子做成單擺。
步驟2:用單擺在山腳做一次實(shí)驗(yàn),開始實(shí)驗(yàn)后,甲測出脈搏數(shù)為時(shí),乙記錄單擺全振動(dòng)的次數(shù)為。
步驟3:甲、乙在山頂再做一次實(shí)驗(yàn),開始實(shí)驗(yàn)后,甲測出脈搏數(shù)為時(shí),乙記錄單擺全振動(dòng)的次數(shù)為。
步驟4:設(shè)甲脈搏周期為t,在山腳單擺的周期為,則有:
如在山頂?shù)闹芷跒?sub>,則有:
所以:
步驟5:由萬有引力定律和牛頓第二定律有:
所以有:
故山的高度:
【答案】
15.【解析】設(shè)S為超聲波往返的距離,h為海水的深度,有
S=vt=1500×8=
h=S/2=
【答案】
16.【解析】f一定,v與成正比由圖可知: cm
【答案】cm
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com