2023年高考物理真题分类题库考点15机械振动与机械波

--10-温馨提示：此题库为WordCtrl例，关闭Word文档返回原板块。15机械振动与机械波一、选择题1.(2023·江苏高考)一渔船向鱼群发出超声波,假设鱼群正向渔船靠近,则被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【解析】B、C。在同种介质中,超声波的传播速度保持不变,依据多普勒效应可知,频率变高,所以B、C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(2.5πt)m。t=0h;t=0.6s于同一高度。取重力加速度的大小g=10m/s2。以下推断正确的选项是〔〕h=1.7m0.8sC.0.6s0.2mD.t=0.4s【解析】选A、B。t=0.6sy=0.1sin(2.5×0.6)m=-0.1m;则1对小球h+|y|=2

gt2,解得h=1.7m,选项A正确;简谐运动的周期是T=2=2

2.5误;t=0.4s=T,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一样,2D3.(2023·北京高考)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以下图,此时质点P沿y轴负方向运动,则该波( )沿xv=20m/s沿xv=10m/s沿xv=20m/s沿xv=10m/sBx20m,所以波速v=T

=10m/s,选项B4.(2023·xv。假设某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、bs,a、b存在一个波谷,则从该时刻起,以下四幅波形图中质点a()3【解析】DxA、C中质点a4T1B、Da4TDD中的质点aD。5.(2023·xt=0,质点P的x3m20.4s。以下说法正确的选项是〔〕4m/s1.25HzC.x15mt=0.6sD.x22mt=0.2sE.当质点P,x17m【解题指南】解答此题时留意以下两点：〔“任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s0.8s,f=1T

,波速v=λT。〔2〕x15mx3mP,x22m的质点与x2m【解析】选B、D、E20.4s,1T=0.4s,解得T=0.8sλ=4m,v==4m/s=5m/s,2 T 0.8Af=

11.25Hz,B;x15mTx3m12m,为波长的整数倍,即两质点为同相点,而x3mt=0.6sx15m在t=0.6s,C;x22mx2m为同相点,x2mt=0.2sx22mt=0.2s,DP半个周期,而x17mx1mx1m,E3m30波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰。这列水面波()A.30HzB.3mC.波速是1m/s D.周期是0.1s【解题指南】解答此题可按以下思路进展：30依据甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,可计算出波长。(3)由v=可求出波速。T【解析】选C30T=60s=2s,频率为：30f=1T

=0.5Hz,故AD3λ=s,解得波长λ=2m。波速v==1m/s,BC2 AB T坐标分别为x

=2mxa

=6m,图乙为质点bb法正确的选项是( )该波沿+x1m/s质点a4s4m此时刻质点a+y质点at=2s【解析】选D8m,由题图乙可知,波振动的周期为8sb+y-xv=T

8m/s=1m/sAa4s82A=2×0.5m=1mB-xa-yCat=2s于波谷,其速度为零,应选项D二、填空题2250m/s1500m/s,则该超声波在结石中的波长是胆汁中的倍。用超声波检查胆结石是由于超声波的波长较短,遇到结石时(选填“简洁”或“不简洁”)发生衍射。v=λf,在传播中,超声波的频率不变,所以波长与速度成正比,解得波长比为1.5。在结石中,超声波的波长为λv≈1mm,由于波长太短,所以不容f易发生明显衍射。答案：1.5不简洁9.(2023·北京高考)用单摆测定重力加速度的试验装置如以下图。①组装单摆时,应在以下器材中选用 (选填选项前的字母)。A.长度为1m左右的细线30cm1.8cm1.8cmO)Lnt,则重力加速度g= (用L、n、t3组次123L/cm80.0090.00100.0050t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力加速度g/(m·s-2)3T=9.74s,g=9.73m/s2。T2-Lg,三位同学作出T2-La、b、cab,bcbgb,以下分析正确的选项是(选填选项前的字母)消灭图线aL消灭图线c4950图线cgbg30cmAOAO、AO、All1 2

时,测得相应单摆的周期为TT1

,由此可得重力加速度g=2(用l

T1 2 1

表示)。【解题指南】解答此题时应从以下三点进展分析：①知道单摆的周期公式。②会计算单摆的周期和摆长。③会分析试验误差。【解析】1mA项BCDlg②依据单摆的周期公式T2 可得glg

42lT2

42n2L。t242l③第三组试验中,周期T=2.01s,由加速度公式gT2

,代入数据得g=9.76m/s2。aA误;消灭cBg,cbC⑤依据单摆的周期公式

lx,

lx

,联立可得

(l

l)。T2 1

T2

g 1 21 g 2

g T2T2答案：①A、D②42n2L

③2.019.76④B

1 21l)12t2 T2T21 210.(2023·天津高考)某同学利用单摆测量重力加速度。(1)为了使测量误差尽量小,以下说法正确的选项是。A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.试验时须使摆球在同一竖直面内摇摆D.摆长确定的状况下,摆的振幅尽量大(21m20cm1mm直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T1然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期T

;最终用钢板刻度尺量出竖2直立柱上两标记点之间的距离ΔL。用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g= 。【解析】(1)为了使测量误差尽量小,组装摆球须用密度较大、直径较小的摆球和不易伸长的细线,应选项ABCD(2rl,由单摆的周期公式可知,llr1g

l r2g,且ll r2g

42L。T21

T 22 1 2

T2T2(1)B、C(2)

1 242LT2T21 2Lg【误区警示】(1)减小测量误差的措施：组装摆球须用密度较大、直径较小的摆球,不易伸长的细线;单摆的摆球必需在同一竖直面内摇摆;单摆的摆角比较小,Lg(2)单摆周期公式T2三、计算题

中摆长LO沿水平x,PQxx),PO35cm,t=0时由平衡位置开头向上T=1sA=5cmP5s,平衡位置在QP、Qt=0Q过程中通过的路程。【解析〔1〕PPO5λ45λ=35cm,λ=28cm,v==0.28m/s=0.28m/s4 T 1Q与O61.68m,P、QL=1.68m-0.35m=1.33m〔2〕从t=0开头到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源振动61T,4波源在振动过程中通过的路程s=4A×tT

=4×0.05×614

m=1.25m答案：〔1〕1.33m〔2〕1.25m12.(2023·全国卷Ⅰ)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x25cm/s,两列波在t=0t=016cmx从t=0-16cm〔1〕t=0x=50cm16cm16cm。从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为λ=50cm,λ=60cm①1 2甲、乙两列波波峰的xx=50+kλ,k=0,±1,±2,…②1 1 1 1x=50+kλ,k=0,±1,±2,…③2 2 2 216cmxx=(50+300n)cmn=0,±1,±2,…④〔2〕只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16cm。t=0x坐标之差为Δx”=50(2m

1)2-50(2m1)1⑤

2

1 2式中,m1

和m2Δx”=10(6m-5m)+5⑥2 1mm1 2

均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为Δx”=5cm⑦0t=0-16cm0x ⑧02v代入数据得t=0.1s⑨答案：〔1〕x=(50+300n)cmn=0,±1,±2,… 〔2〕0.1s运动图像如以下图,求振动的振幅和周期。2【解析】由图读出振幅A=102简谐运动方程x=Asin(2t) 2T2

cm①-10=10T=8s

sin(27)T2答案：10 cm8s2x形图,质点P0.4s。求该波的波速并推断P【解析】由题图可知,该波的波长λ=1.0m;P0.4s,故该波的传播周期T=0.4s;所以该波的波速：v==1.0m/s=2.5m/sxT0.4正方向传播,故由规律“下坡上,上坡下”可知,Py向。答案：2.5m/sy15.(2023·北京高考)如以下图,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质m,在水平桌面上沿x摩擦因数为μO,当弹簧的伸长量为x物块所受弹簧弹力大小为F=kx,kFxF-xxOx物块由x1

向右运动到x

,然后由x3

返回到x

,在这个过程中：2求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量;求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。【解析】(1)F-x物块沿xOx;F-x力做功大小。弹力做功1 1W=-·kx·x=-kx2T 2 2(2)a.物块由x1

向右运动到x3

的过程中,弹力做功W=-1·(kx+kx)·(x-x)=1kx2-1kx2T1 2 1 3 3 1 2 1 2 3x3

向左运动到x2

的过程中,弹力做功W=1·(kx+kx)