2020高考物理名師預測試題 知識點06 機械振動與機械波

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1、2020高考物理預測專題6:機械振動與機械波 高考預測 機械振動和機械波是每年高考的必考內容，分值為6分，著重考查基礎知識，復習時深度不宜過深。從近三年高考試題發(fā)展趨勢來看，2020年高考中本專題可能會以下列題型出現： 1．選擇題。它可能把波的圖象、頻率、波長、波速的關系，質點振動方向和波傳播方向的關系，及單擺的周期、機械能守恒等知識有機整合成一道選擇題。 2．實驗題和填空題?？梢钥疾椤坝脝螖[測重力加速度”、“回聲測距離”等。 3．計算題。計算題中可能會求考查波速與周期、波長的關系、振動圖象、波的圖象等知識。 一、選擇題（本題共10小題，每小題6分，共60分。在每小題給出的四

2、個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的或不答的得0分。） 1. 一列橫波沿x軸傳播，在x=0與x=1cm的兩質點的振動圖線分別如圖6-7中實線與虛線所示．由此可以得出（ ） A．波長一定是4cm B．波的周期一定是4s C．波的振幅一定是2cm D．波的傳播速度一定是1cm/s 答案：BC 2. 在介質中有一沿水平方向傳播的簡諧橫波。一頂點由平衡位置豎直向上運動，經0.1 s到達最大位移處．在這段時間內波傳播了0.5 m。則這列波（ ） A．周期是0.2 s B．波長是0.5 m C．波速是

3、2 m/s D．經1.6 s傳播了8 m 答案：D 3. 雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹。設水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截 面，入射光線在過此截面的平面內，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是( ) A.紫光、黃光、藍光和紅光 B.紫光、藍光、黃光和紅光 C.紅光、藍光、黃光和紫光 D.紅光、黃光、藍光和紫光 答案：B 4. 公路上勻速行駛的貨車受一擾動，車上貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板。一段時間內貨物在豎直方向的振動可視為簡諧運動，周期為T，取豎直向上為正方向。以某時刻作為計時起點，即t＝0，其振動圖像如圖6

4、-17所示，則( ) A．時，貨物對車廂底板的壓力最大 B．時，貨物對車廂底板的壓力最小 C．時，貨物對車廂底板的壓力最大 D．時，貨物對車廂底板的壓力最小 答案：C 5．一簡諧波在圖6-19中x軸上傳播，實線和虛線分別是t1和t2時刻的波形圖。已知t2－t1＝1.0s。由圖3判斷下列哪一個波速是不可能的（ ） A.1m/s B.3m/s C.5m/s D.10m/s 答案：D 6．如圖6-20所示的單擺，擺球a向右擺動到最低點時，恰好與一沿水平方向向左運動的粘性小球b發(fā)生碰撞，并粘在一起，且擺動平面不變。已知碰撞前a球擺動的最高點與最低點的高度

5、差為h，擺動的周期為T，a球質量是b球質量的5倍，碰撞前a球在最低點的速度是b球速度的一半。則碰撞后( ) A．擺動的周期為 B．擺動的周期為 C．擺球最高點與最低點的高度差為0.3h D．擺球最高點與最低點的高度差為0.25h 答案：D 7．一列簡諧橫波沿x軸傳播，周期為T，t=0時刻的波形如圖所示。此時平衡位置位于x=3m處的質點正在向上運動，若a、b兩質點平衡位置的坐標分別為xa=2.5 m，xb =5.5 m，則（ ） A.當a質點處在波峰時，b質點恰在波谷 B.t=T/4時，a質點正在向y軸負方向運動 C.t=3T/4時，b質點正在向y軸負方向運動

6、 D.在某一時刻，a、b兩質點的位移和速度可能相同 答案：C 8．如圖6-22所示，位于介質I和II分界面上的波源S，產生兩列分別沿x軸負方向與正方向傳播的機械波。若在兩種介質中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則( ) A．f1＝2f2，v1＝v2 B．f1＝f2，v1＝0.5v2 C．f1＝f2，v1＝2v2 D．f1＝0.5f2，v1＝v2 答案：C 9. 一列平面簡諧波，波速為20 m/s，沿x軸正方向傳播，在某一時刻這列波的圖象如下圖

7、所示.由圖可知(　　) A.這列波的周期是0.2 s B.質點P、Q此時刻的運動方向都沿y軸正方向 C.質點P、R在任意時刻的位移都相同 D.質點P、S在任意時刻的速度都相同 答案：ABD 10.如圖所示， 同一水平直線上相距6 m的A、B兩處各有一個振源，C為A、B連線的中點.在t0=0時刻，A、B兩處的質點以相同的振幅同時開始做垂直于直線AB的上下振動，且都只振動了一個周期，它們的振動圖象分別為圖乙和圖丙.若A處振源向右傳播的波與B處振源向左傳播的波在t1=0.3 s時刻于C點相遇，則(　　) A.兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/s B.兩列波的波長都是

8、4 m C.在兩列波相遇的過程中，中點C為振動加強點 D.在t2=0.7 s時刻，B處質點經過平衡位置且振動方向向下 答案：AD 二、填空和實驗題(本題共3小題，共24分，把正確的答案填在下面的橫線上，或按要求答題。） 11.(8分)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=0時刻的波形如圖7-9甲所示.圖甲中某質點的振動圖象如圖乙所示. 圖7-9 質點N的振幅是________m，振動周期為________s，圖乙表示質點_________(從質點K、L、M、N中選填)的振動圖象.該波的波速為________m/s. 解析:由圖甲可知，振幅為0.8 m.由圖乙可知，振動周期T=

9、4 s.由圖乙可知該質點在t=0時，正由平衡位置向y軸正方向振動，故它表示質點L的振動圖象.由λ=vT可得， 答案:0.8　4　L　0.5 12． 一位同學用單擺做測定重力加速度的實驗, 他將擺掛起后，進行了如下步驟： A. 測擺長l ：用米尺量出擺線的長度； B．測周期T ：將擺球拉起，然后放開，在擺球某次通過最低點時，按下秒表開始計時，同時將此次通過最低點作為第1次，接著一直數到擺球第60次通過最低點時，按下秒表停止計時，讀出這段時間t ，算出單擺的周期 T = t /60 ； C．將所測得的l和T代人單擺的周期公式 ，算出g填入報告冊. 指出上面步驟中遺漏或錯誤的地方，寫出該

10、步驟的字母，并加以改正 (不要求進行誤差計算)。 12．解析： A. 要用卡尺測擺球直徑d ，擺長l等于擺線長加上d／2 ． B. 周期T = t /29.5, C．g應多測量幾次，然后取g的平均值作為實驗的最后結果． 13. (1)甲、乙兩同學做“用單擺測重力加速度”實驗，甲同學用秒表測量單擺的周期:當單擺擺動穩(wěn)定且到達最低點時開始計時并記為0，單擺每次經過最低點計一次數，當數到n=60時秒表的示數如圖甲所示，則該單擺的周期是_________s(結果保留三位有效數字)；乙同學用游標卡尺測量擺球的直徑如圖乙所示，則游標卡尺的讀數是_________cm. 圖7-10 (2)在做

11、實驗時，可能導致重力加速度的測量結果偏大的有________. A.振幅偏小 B.在未懸掛擺球之前先測定好擺長 C.擺球做圓錐擺運動 D.將擺線長和球的直徑之和當成了擺長 解析:(1)單擺每一個周期通過最低點兩次，所以數60次的時間為30個周期，從秒表中讀數為67.2 s(或67.3 s)，周期為游標卡尺主尺讀數為15 mm，游標尺第12條刻度與主尺刻度對齊，L=15 mm+0.05 mm×12=15.60 mm=1.560 cm. (2)根據單擺周期公式可得所以重力加速度測量值與振幅無關，A錯；未懸掛擺球前測定擺長，l值偏小，g值偏小，B錯誤；擺球做圓錐擺運動周期變短，g值偏大，

12、擺線長加擺球直徑作為擺長，擺長偏大，g值偏大，CD正確. 答案:(1)2.24(3分)　1.560(3分) (2)CD(6分) 14．一列間諧橫波，沿x軸正向傳播。位于原點的質點的振動圖象如圖6-26所示。①該振動的振幅是? _cm；②振動的周期是 s ；③在t等于周期時，位于原點的質點離開平衡位置的位移是 cm。圖6-27為該波在某一時刻的波形圖，Ａ點位于x=0.5m處。④該波的傳播速度為 m/s；⑤經過周期后，Ａ點離開平衡位置的位移是 _ cm。 14．答案：?8 0.2 0 10 －8 三、計算題（本題

13、共3小題，每小題12分，共36分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。） 15.某實驗室中懸掛著一彈簧振子和一單擺，彈簧振子的彈簧和小球（球中間有孔）都套在固定的光滑豎直桿上．某次有感地震中觀察到靜止的振子開始振動4.0 s后，單擺才開始擺動．此次地震中同一震源產生的地震縱波和橫波的波長分別為10 km和5.0 km，頻率為1.0 Hz．假設該實驗室恰好位于震源的正上方，求震源離實驗室的距離． 15. 解析：地震縱波傳播速度為：vP＝fλP， 地震橫波傳播速度為：vS＝fλS 震源離實驗室距離為s，有：

14、 解得： 16．在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上，有相距0.4m的B、C兩質點,t1=0時，B、C兩質點的位移為正的最大值，而且B、C間有一個波谷。當t2=0.1s時，B、C兩質點的位置剛好在各自的平衡位置，并且這時B、C間呈現一個波峰一個波谷，波谷到B點的距離為波長的四分之一，試求： (1)該簡諧橫波的周期、波速各為多少？ (2)若波速為27m/s，則t3=0.3s時質點C的振動方向怎樣？ 16．解析：（1）有題意可知,t1=0時波形應為下圖中的實線所示，而t2=0.1s時圖線為下圖中的虛線所示。若波由B向C傳播，由平移法（將實線波形向右平移即為虛線波形）可知,結合可得， 其中

15、 同理，若波C向B傳播，由平移法[實線波形向左平移即為虛線波形]知,結合可得，其中 17. 有兩列簡諧橫波a、b在同一媒質中沿x軸正方向傳播，波速均為v=2.5 m/s.在t=0時兩列波的波峰正好在x=2.5 m 處重合，如圖7-16所示. 圖7-16 (1)求兩列波的周期Ta和Tb. (2)求t=0時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時是否存在兩列波的波谷重合處. 某同學分析如下:既然兩列波的波峰與波峰存在重合處，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，……，即可得到波谷與波谷重合處的所有位置. 你認為該同學的分

16、析正確嗎？若正確，求出這些點的位置.若不正確，指出錯誤處并通過計算說明理由. 解析:(1)從圖中可以看出兩列波的波長分別為λa=2.5 m、λb=4.0 m，因此它們的周期分別為 (2)兩列波波長的最小公倍數為s=20 m t=0時，兩列波的波峰重合處的所有位置為x=(2.5±20k)m(k=0,1,2,3,…). (3)該同學的分析不正確. 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整數倍恰好相等的位置.設距離x=2.5 m為L處兩列波的波谷與波谷相遇，并設 式中m、n均為正整數 只要找到相應的m、n即可 將λa=2.5 m,λb=4.0 m代入并整理，得 由于上式中m、n在整數范圍內無解，所以不存在波谷與波谷重合處 答案:(1)1 s　1.6 s　(2)2.5±20k(k=0,1,2,3,…)　(3)該同學的分析不正確