高考物理真题分类汇编机械振动和机械波含解析

1、2015年高考物理真题分类汇编：机械振动和机械波甲乙两列简谐横波在同一介质中分别（2015新课标I-34 （2）【物理一选修3-4（10分）沿X轴正向和负向传播，波速均为 25m/s,两列波在t=0时的波形曲线如图所示，求（i ） t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标（ii ）从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间1，2【答案】（i ） X = （50 + 300n）cm n = 0,（ii t t = 0.1s【考点】横波的图像；波速、波长和频率（周期）的关系【解析】（i） t = 0 时，在x = 50cm处两列波的波峰相遇，该处质点偏

2、离平衡位置的位移 为16cm,两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm。从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为：入 1 = 50cm , 入 2 = 60cm Q （2 分）甲、乙两列波波峰的x坐标分别为：Q （1 分）X1 = 50 + k 1 入 1 , k 1 = 0, 1, 土2X = 50 + k 2 入 2 , k2 = 0,1,2C3 （1 分）由。式得，介质中偏离平衡位置为16cm的所有质点的x坐标为： TOC o 1-5 h z X = （50 + 300n）cm n = 0,11, 123（2 分）（ii ）只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16cm ,

3、t= 0 时，两列波谷间的xL坐标之差为：Ax/ = 50 + （2m 2 + 1）二 （5 （1 分）式中m和口均为整数，将。1代入国式得：Ax/ = 10（6m 2 - 5m1） + 56由于m和m均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为：Ax/ = 5cm （1 分）从1 = 0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间为：t =4 C8 （1 分）比代入数值得：t = 0.1s（1分）【2015新课标II-34】（2） （10分）平衡位置位于原点 O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于 x轴正向），P与Q的距离为35cm,此距离介

4、于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s,振幅A=5cmo当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过 5s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：(i) P、Q之间的距离(ii)从t =0开始到平衡位置在 Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。【答案】(1)133cm ; (2) 125cm【解析】试题分析；(1)由题意，P两点的距离与波长满足：0P -:波速与波长的关系为：、二二在时间同隔内波传播的路程为历 由题意有；V， PQ + r综上解得户。心工二。处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为！疫源由平.衡位置开冶

5、运动，每经过人.波源运动的路程为.一由题意可知；3 =2- 4-故L时间内，波源运动的路程为二= l考点：波的传播【2015重庆-11 (2)】(6分)题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断 P点此时的振动方向。题1】图2【答案】v=2.5m/s； P点沿y轴正向振动1解析】试题分析！由波形图可知2= L0*巨工=二=2.5w 5T渡沿七轴正方向，由同侧法可知?点沿j轴正向振动口考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。（2015四川-2）.平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块

6、随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波A.频率是30Hz B .波长是3m C .波速是1m/s D .周期是0.1s【答案】C 试题分析后木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，即波恃播方向上的质点每分林院成W次全痫b因此其周期为：与片斗故选哽口错误；频率为=二二艰=JEHz,故选项A错误，又因为甲 -Jv-I在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以；.= _,解得波长为：二_=2m,故选项三错误；根据波长、波速、周期间关系可知，之列水面波的波速F搭=小=14，故选项匚正曲考点：对机械波、机械振动特点和规律的理

7、解与应用。【2015山东-38 （1）】.【物理-物理3-4】如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin（2.5兀t）m。t=0时刻，一小球从距物块 h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小为g=10m/s2.以下判断正确的是 （双选，填正确答案标号）O1名:-:豆a. h=1.7mb.简谐运动的周期是 0.8sc. 0.6s内物块运动的路程是0.2m d. t =0.4s时，物块与小球运动方向相反【答案】ab【解析】试题分析1於时，物块的位移为口一7心 力1加 则对小球力十

8、h| = （gr）解得kl.7m.选项a正确、茴谐运动的周期是=三=乙5=。生,选项飞正确；口6内物块运动的路程是如”加 出 二二;r选项：错误尸，此时物块在平衡位置向下振动,则此时物块与小球运动方向相同，选项d错误；故选ah考点：简谐振动.【2015福建-16】16.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s, a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（）【答案】：D【解析】试题分析；由图2知，波长=一周期二三，由图知质点向上振动，经红4第一次到达波谷，用时二三丁二主，m图对应波长上二一

9、周期丁二三，由图知质点二向下振动，经二4第一次到达液谷, TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 41 VY用时匚=1T =二，c图对应被长么=一周期T = ,由图知质点.向上振动，经打第一次到!*波谷, 44vv用时八二三二主，3图对应波长上=，由图知质点n向下振初，经T4第一次到达波谷，用时 4 4v515G =二丁 = 1 所QA D 正确.4 5v【2015北京-15】.周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图像如图所示， 此时质点P沿y轴负方向运动，则该波 （）A.沿x轴正方向传播，波速 v = 20

10、m/s B.沿x轴正方向传播，波速 v =10 m/s C.沿x轴负方向传播，波速 v = 20m/s D.沿x轴负方向传播，波速 v =10 m/s【答案】B【难度】【考点】机械振动与机械波【解析】机械振动与机械波为每年必考题目，难度都不大。根据机械波的速度公 式v =,由图可知波长为 20m,再结合周期为 2s ,可以得出T波速为10m/s。应用“同侧法”等方法判断波沿x轴正方向传播。因此答案为Bo【2015北京-21 （2）】用单摆测定重力加速度的实验如图 组装单摆时，应在下列器材中选用（选填选项前的字母）a.长度为B.长度为C.直径为D.直径为测出悬点1m左右的细线30cm左右的细线1

11、.8cm 的塑料球1.8cm 的铁球所示。次全O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力加速度g/ （m s ）9.749.73振动所用的时间t。则重力加速度g=（用L , n, t表示）下表是某同学记录的 3组实验数据，并做了部分计算处理。请计算出第3组实验中的T=，g=m/sb ，某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图里只有一根量程为 30cm的刻度尺，于是他在细线上的 A点做了一个标A点间的细线长度小于刻度尺量程。 线长度以改变摆长。

12、实验中，当 期为T 1、T2,由此可得重力加速度【答案】AD保持该标记以下的细线长度不变,4所示，由于家记，使得选点O到 通过改变O、A间细O、A间细线的长度分别为l 1、l2时，测得相应单摆的周g=（用 l 1、l 2、丁1、T2表不）用多组实验数据做出 T2-L图像，也可以求出重力加速度g,已知三位同学做出的 T2-L图线的示意图如图3中的a , b, c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。 则相对于图线卜列分析正确的是（选填选项前的字母）A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长B.出现图线c的原因可能是误将 49次全振动记为5

13、0次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值2 2. 4 n L丁 2.01 , 9.76 B 4二2(L1 12)/(12 T22)【难度】【考点】单摆测重力加速度【解析】单摆要求摆线尽量长，摆球尽量选择较重较小的单摆。所以选择AD;利用单摆公式计算可得结果；T=t/50 ,利用单摆周期公式计算得出结果；T2 4-2由公式 =, c图像斜率偏小可知周期偏小或者摆长偏大，故选 B;l gI ITi =2n卜！卜,丁2=2兀 l0可以得出结果为 4n2(L L2)/(Ti2 T22), gg【2015江苏-12】B、【选修3-4】(12分)(1) 一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被

14、鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比A.波速变大B ,波速不变C .频率变高D .频率不变6(2)用2 M10 Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s,则该超声波在结石中的波长时胆汁中的 倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时 (选填“容易”或者“不容易”)发生衍射【2015海南-14114如图，位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径 OazK平，b点为抛物线顶点。已知 h=2m, s=j2m。取重力加速度大小2g =10m/s 。(1) 一小环套在轨道上从 a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动

15、时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小。【答案】(1) 0.25m (2) 2m/s【解析】(1) 一小环套在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b点c时的速度，使得小环套做平抛运动的轨迹与轨道bc重合，故有s = vbt，h = gt2，2S2从ab滑洛过程中，根据动能定理可得mgR= mvb，联立三式可得 R = =0.25m4h(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得mgh=1mv22因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c点时速度与2

16、竖直方向的夹角相等，设为 日，则根据平抛运动规律可知 sine=vb ，, v2 2gh根据运动的合成与分解可得 sin e = 里 v联立可得 v水平=J. S gh = 2m / s ,s 4h【2015海南-16】16、模块3-4试题。一列沿x轴正方向传播的简谱横波在 t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m. o 已知任意振动质点连续 2次经过平衡位置的时间间隔为 0.4s。下列说法正确的是( 填正确答案标号。选对 1个得2分，选对2个得3分，选3个得4分；每选错1个扣2分，最 低得分为0分)。A.波速为4m/sB.波的频率为1.25Hzx坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位

17、于波谷x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰E.当质点P位于波山I时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷【答案】BDE【解析】任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ,则1T = 0.4s ,解得2T -0.8s从图像中可知 九=4m,所以根据公式v = 三 =5m/s ,故A错误；根据公式f=可 T 0.8T得波的频率为1.25Hz, B正确；x坐标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m为波长的整数倍，即两质点为同相点， 而x坐标为3m的质点经过t=0.2s即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时振动到平衡位置，C错误；x的坐标为2

18、2m的质点和x的坐标为2m的质点为同相点，x的坐标为2m的质点经过t=0.2s即四分之一周 期恰好位于波峰，故 x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰，D正确；当质点P 位于波峰时，经过了半个周期，而 x坐标为17m的质点和x坐标为1m的质点为同相点，经 过半个周期x坐标为1m的质点恰好位于波谷， E正确;a、b两质点的横坐标分别为【2015天津-313、图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图.x=2m和x=6m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是A.B.C.D.该波沿+x方向传播，波速为1m/s 质点a经4s振动的路程为4m 此时刻质点a的速度沿+y方向 质点a在t =2 s时速度为零【答案】D1m的单摆。实验时，由于仅有量【2015天津-9(2)某同学利用单摆测量重力加速度A BCD为了使测量误差尽量小，下列说法正