上海高考物理一模汇编之《机械振动与机械波、单摆》(2020-2022)

第第#页共28页x=3m处的质点位于波谷位置。故答案为：6,波谷位置【答案与解析】由图可知，摆球从A第一次运动到最左端B所用的时间为半个周期，贝IJ：兀#=兀J匚；从上海到广州重力加速度变小，根据T胡兀J匚可知，单摆的周期增大，所以进行同样的操作上述运动时间将变大。故答案为：兀旧，变大【答案与解析】从t=0时刻起，已经形成一个半波长的波，则波源已振动的时间为1.5T。根据介质中各个质点的起振方向都与波源起振方向相同，波最前列的质点在图示时刻的振动方向向上，则波源的起振方向向上。故答案为：1.5T,向上。【答案与解析】机械波传播过程中，质点只会在平衡位置附近振动，不会“随波逐流”,所以光滑圆环不会随波前进，说明波传递的是振动形式和能量；故答案为：没有；振动【答案与解析】由图可知，a为波谷和波谷相遇，b为波峰和波峰相遇，故两点均为加强点。故答案为：加强；加强。【答案与解析】在t=0时刻质点a位于平衡位置向上运动，b位于波峰，则a、b间距离3m=(n+—)入，得：入=*(n=0,1,2,…)。又据条件知：波长大于2.5m,则得4 4n+3n只能取0,得到波长为:入=4m。由图读出周期T=4s,所以波速为v=令条/5=12甲故波从a传播到b所需要的时间为t=—=^s=3So故答案为：4；3v1【答案与解析】由于波的频率就等于波源的振动频率，则当一列机械波从一种介质进入另一种介质时，其频率保持不变，周期是频率的倒数，故周期不变；而波速是由介质的性质决定的，波速将发生改变，由波速公式v=Af得知，频率不变时，波长与波速成正比，则波长也发生变化。故答案为：波长、波速；周期、频率。【答案与解析】简谐横波向右传播，当波传到x=1.0m处的P点时，P点的起振方向向下，t=0.55s时，质点P第三次到达波峰位置，则有：0.55s=(2+—)T,解得：T=0.2s4波长为入=1.0m,则波速为：v="-=+*m/s=5m/s波从质点P传播到质点Q的时间为25L0s=0.25s,则t=0.55s时，质点v5Q已振动的时间为At=0.55s-0.25s=0.3s^-T，所以，此时质点Q位于平衡位置，位移为0。故答案为：0.2,0。52【答案与解析】质点A此时处在波峰，回复力指向平衡位置，故加速度方向为-y方向。沿x轴正方向传播，采用平移法可知，经0.3s质点A第一次经过平衡位置向上运动，波传播的距离为x=-|-k=3m,贝Ijv=—=—^―^/3=10111/8故填：-y方向、10.故答案为：-y方向、10.53.【答案与解析】根据题意可知，在2s时间内，波传播了5m的距离，则波速为v=^=gm/st2=2.5m/s若A点的起振方向向波峰，则t=2|T=2s,则周期为T=3,波长为"S2.5X訓20 m9t=4s时两虚线间有2丄个波长的波形，则t=4s时AB连线上处于平衡位置的点有4个（不4包括B点在内）。若A点的起振方向向波谷，则t=2旱T=2s,则周期为T=^-s,波长为A=vT=2.5X兰m4 11 1120= m11t=4s时两虚线间有2旦个波长的波形，则t=4s时AB连线上处于平衡位置的点有5个（不4包括B点在内）。故答案为：号■或告，4或5。54.【答案与解析】初始时刻，摆球在负的最大位移处，由摆球向右方向运动为正方向可知,开始时刻摆球在B位置；由图乙可知，单摆的周期为T=0.8s,根据T=2近，代入数据解得：L=0.16mo故答案为：B；0.16。55【答案与解析】实线表示波峰，虚线表示波谷，a点波峰与波峰叠加是加强点，c点波谷与波谷叠加是加强点，高度差为40cm；c点是波谷与波谷叠加点，a点是波峰与波峰叠加点，即为振动加强点，则b点在振动加强点连线上，也是振动加强点，故填：40、加强。故答案为：40、加强三.实验题（共4小题）56【答案与解析（1）铁球的尺寸相比于摆线长度小得多，摆线的质量相比于铁球的质量可忽略，铁球摆动过程中受空气阻力的影响较小，摆长不能过小，一般取1m左右的细线，故选乙；（2）如果选A装置，摆动过程中，摆长在不断变化，无法准确测量；B装置摆动过程中摆长可以保持不变，故选B装置；（3）当摆动的角度为5°时，摆球拉离平衡位置的距离最大，设为x,则根据题意可得:閲空二次1閲空二次1亍.9冋価冃汕180180故开始时摆球拉离平衡位置的距离不应超过7.8cm；单摆的周期公式为：T=2兀1S设甲单摆的周期为T,乙单摆的周期为T',根据题意可知，25T=24TZ1/ze——T251/ze——TL24可得：L/ 90.0cm=97.Ten576576故答案为：（1）乙，铁球的尺寸相比摆线长度小得多、摆线的质量相比铁球的质量可忽略、铁球摆动过程中受空气阻力的影响小得多；（2）B,摆动过程中摆长可以保持不变;（3）7.8,97.7【答案与解析】图（a）中水波通过小孔后能继续传播，属于波的衍射现象。能够观察到稳定干涉现象的是图（b）,其条件中两列波的频率相同。故答案为：图（a）,两列波的频率相同。【答案与解析】由图（a）可知，两单摆的周期之比I：T2=l：0.9=10：9由T=2tt^-^-可得两单摆摆长之比1］：12=100：81Ti由图（b）可知，单摆1到达最右端所经历的时间为t==一（2m+l）（m=0,1,2,3,…）2单摆2到达最右端所经历的时间为t=nT2（n=0,1,2,3,…）可得同时释放两摆，两摆球同时摆到最右侧所经历的时间为t=4.5+9k（k=0,1,2,3…）故答案为：100：81；4.5+9k（k=0,1,2,3…）。【答案与解析】当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象；由图可知，孔的尺寸和波长的差不多，所以能观察到明显的衍射现象；由于同一列波的频率不变，而衍射前后波速相同，根据入—可知衍射前后波长相同。f故答案为：能；相等。四.计算题（共1小题）60【答案与解析】（1）在最高点时受力如图

此时加速度垂直于摆线沿轨迹切线方向，由牛顿第二定律：mgsin9=ma所以a=gsin0所以蹲着摆动时t时间内振动次数口］斗 1SJT站着摆动时t时间内振动次数口〉口%12叩亡所以蹲着摆动时t时间内振动次数口］斗 1SJT站着摆动时t时间内振动次数口〉口%12叩亡因为li>12,所以站着摆动时振动次数多。多了的次数为：An=ii2-n多了的次数为：An=ii2-n!只二S11s（3）设人在最低点站起前后“摆球”的摆动速度大小为v,根据机械能守恒，人蹲在踏板上从最大摆角。1开始运动到最低点的过程中，有：mgl!（1-cosB1）=yrnv2保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为。2的过程中，有：mgl2（l-cosS2）=ymv2由此可得：mgl］（1-cos。