2013高考物理 真題分類解析 專題19 機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波

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1、2013高考物理分類解析 2013高考物理分類解析 專題十九、機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波 1. （2013高考福建理綜第16題）如圖，t=0時(shí)刻，波源在坐標(biāo)原點(diǎn)從平衡位置沿y軸正方向開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)周期為0.4s，在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負(fù)兩方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波。下圖中能夠正確表示t=0.6時(shí)波形的圖是 答案：C 解析：波源振動(dòng)在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負(fù)兩方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波。t=0.6時(shí)沿x軸正、負(fù)兩方向各傳播1.5個(gè)波長(zhǎng)，能夠正確表示t=0.6時(shí)波形的圖是C。 2．（2013高考上海物理第4題）做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，可能不同的物理量是 (A)位移 (B

2、)速度 (C)加速度 (D)回復(fù)力 答案：B 解析：做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，位移相同，加速度相同，位移相同，可能不同的物理量是速度，選項(xiàng)B正確。 3．（2013高考上海物理第14題）一列橫波沿水平繩傳播，繩的一端在t＝0時(shí)開(kāi)始做周期為T的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t(T＜t＜T)，繩上某點(diǎn)位于平衡位置上方的最大位移處。則在2t時(shí)，該點(diǎn)位于平衡位置的 (A)上方，且向上運(yùn)動(dòng) (B)上方，且向下運(yùn)動(dòng) (C)下方，且向上運(yùn)動(dòng) (D)下方，且向下運(yùn)動(dòng) 答案：B 解析：由于再經(jīng)過(guò)T時(shí)間，該點(diǎn)才能位于平衡位置上方的最大位移處，所以在2t時(shí)，該點(diǎn)位于平衡位置的上方，且向上

3、運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確。 4．（2013全國(guó)高考大綱版理綜第21題）在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號(hào)發(fā)生器帶動(dòng)的兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器。兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出波長(zhǎng)為5 m的聲波。一同學(xué)從該跑道的中點(diǎn)出發(fā)，向某一端點(diǎn)緩慢行進(jìn)10 m。在此過(guò)程中，他聽(tīng)到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為（ ） A．2 B．4 C．6 D．8 ．答案：B 解析：向某一端點(diǎn)每緩慢行進(jìn)2.5m，他距離兩波源的路程差為5m，聽(tīng)到揚(yáng)聲器聲音強(qiáng)，緩慢行進(jìn)10 m，他聽(tīng)到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為

4、4次，選項(xiàng)B正確。 5（2013全國(guó)新課標(biāo)理綜1第34題）(1) (6分)如圖，a. b, c. d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn).相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4m和6m一列簡(jiǎn)諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播，在t=0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t=3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是 (填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)I個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分。每選錯(cuò)I個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．在t=6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處 B．在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn) C．.質(zhì)點(diǎn)b開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4s D．.在4s

5、質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng) E．.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b一定向上運(yùn)動(dòng) 答案：ACD 解析：根據(jù)題述“在t=0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t=3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)”可知周期為T=4s。波長(zhǎng)λ=vT=2×4m=8m。在t=6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處，選項(xiàng)A正確。在t=3s時(shí)刻波傳播到質(zhì)點(diǎn)C，在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好回到平衡位置，在t=6s時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。質(zhì)點(diǎn)b開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4s，選項(xiàng)C正確。在4s

6、天津理綜物理第7題）一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如右圖所示．下列描述該波的圖象可能正確的是 答案：AC 解析：由振動(dòng)圖象可知，在t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a處在波峰位置，質(zhì)點(diǎn)b處在平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)簡(jiǎn)諧橫波沿直線由a向b傳播，有，λ+nλ=9，解得波長(zhǎng)的表達(dá)式：λ=m，（n=0,1,2,3，4···），其波長(zhǎng)可能值為12m，5.14m，···，選項(xiàng)C正確。當(dāng)簡(jiǎn)諧橫波沿直線由b向a傳播，有，λ+nλ=9，解得波長(zhǎng)的表達(dá)式：λ=，（n=0,1,2,3，4···），其波長(zhǎng)可能值為36m，7.2m，4m，···，選項(xiàng)A正確。。 7(2013高考江蘇

7、物理第12B題)（1）如題12B-1圖所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4Hz。 現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力，測(cè)得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為1Hz，則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為_(kāi)__▲____。 （A）1Hz （B）3Hz （C）4Hz （D）5Hz 答案：B. (1)A解析：根據(jù)受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為1Hz，選項(xiàng)A正確。 8．（2013高考上海物理第23題）如圖，在：半徑為2.5m的光滑圓環(huán)上切下一小段圓弧，放置于豎直平面內(nèi)，兩端點(diǎn)距最低點(diǎn)高度差H為1cm。將小環(huán)置于圓弧端點(diǎn)并從靜止釋放，小環(huán)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)所需的最短時(shí)間為＿＿＿＿s，在最低點(diǎn)處

8、的加速度為＿＿＿＿m/s2。(取g＝10m/s2) 答案：0.785 0.08 解析：小環(huán)運(yùn)動(dòng)沿圓弧的運(yùn)動(dòng)可類比于單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，小環(huán)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)所需的最短時(shí)間為t=T/4==0.785s。由機(jī)械能守恒定律，mgH=mv2，在最低點(diǎn)處的速度為v=。在最低點(diǎn)處的加速度為a===0.08m/s2。 9（2013全國(guó)新課標(biāo)理綜II第34題）34.（1）如圖。一輕彈簧一端固定，另一端連接一物塊構(gòu)成彈簧振子，該物塊是由a、b兩個(gè)小物塊粘在一起組成的。物塊在光滑水平桌面上左右振動(dòng)。振幅為A0，周期為T0.,。當(dāng)物塊向右通過(guò)平衡位置時(shí)，a、b之間的粘膠脫開(kāi)；以后小物塊a振動(dòng)的振幅和周期分別為A和

9、T，則：A A0（填“>”、“ <”或 “=”）， T T0（填“>”、“ <”或 “=”）， 34.（1）<(3分) <(2分) 【命題意圖】本題考查彈簧振子的機(jī)械振動(dòng)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生靈活應(yīng)用知識(shí)分析問(wèn)題的能力。 【解題思路】小球通過(guò)平衡位置時(shí)彈性勢(shì)能為零，動(dòng)能最大。向右通過(guò)平衡位置，a由于受到彈簧彈力做減速運(yùn)動(dòng)，b做勻速運(yùn)動(dòng)。小物塊a與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能小于原來(lái)系統(tǒng)，所以小物塊a的振幅減小，A

10、13高考安徽理綜第21題I）根據(jù)單擺周期公式，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。如圖1所示，將細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上，下端系一小鋼球，就做成了單擺。 （1） 用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑，求數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為_(kāi)______mm。 （2） 以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法，其中正確的有_______。 a.擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可能長(zhǎng)一些 b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的 c.為了使擺的周期大一些，以方便測(cè)量，開(kāi)始時(shí)拉開(kāi)擺球，使擺線相距平衡位置有較大的角度 d.拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置大于5度，在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)擺球回到開(kāi)始位置時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)間間

11、隔△t即為單擺周期T e.拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5度，釋放擺球，當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后，從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間△t，則單擺周期 【答案】18.6mm abe 【 解析】（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：18mm+0.1×6mm=18.6mm；（2）abe擺線要選擇細(xì)些可減小阻力；伸縮性小些的，保證擺長(zhǎng)不變；并且盡可能長(zhǎng)一些，在合適的振幅下，擺角小。所以擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可能長(zhǎng)一些，選項(xiàng)a正確。擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的，可減小空氣阻力的影響，選項(xiàng)b正確。為了使擺的周期大一些，以方便測(cè)量，可增大擺長(zhǎng)。開(kāi)始

12、時(shí)拉開(kāi)擺球，使擺線相距平衡位置有較大的角度，可能導(dǎo)致擺角大于10°，使誤差增大，選項(xiàng)c錯(cuò)誤。拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置小于5度，在擺球通過(guò)平衡位置的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)量單擺運(yùn)動(dòng)50個(gè)周期的時(shí)間t，則單擺周期T=t/50，選項(xiàng)d錯(cuò)誤e正確。 11 .(2013高考北京理綜第15題) 一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為4m/s。某時(shí)刻波形如圖所示，下列說(shuō)法正確的是 A． 這列波的振幅為4cm B． 這列波的周期為1s C． 此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D． 此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0 答案：D 解析：這列波的振幅為2cm，波長(zhǎng)λ=8cm，這列波的周期為T=λ/

13、v=2s，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤。此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，加速度為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。 12．（2013高考四川理綜第5題）圖1是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=1.25s時(shí)的波形圖，已知c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的晚0.5s起振。則圖2所示振動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于 A． B． C． D． 12.D 解析：根據(jù)題述“C位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的晚0.5s起振”可知波動(dòng)周期為1s，波沿x軸正方向傳播。畫(huà)出t=0時(shí)的波形圖如圖。則圖2所示振動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于，選項(xiàng)D正確。 13（2013高考山東理綜第37（1）題）（1）如圖甲所示，在某一均勻介質(zhì)中，AB是振動(dòng)情況完全

14、相同的兩個(gè)波源，其簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式均為x=0.1sin(20πt)m，介質(zhì)中P點(diǎn)與A、B兩波源間的距離分別為4m和5m。兩波源形成的簡(jiǎn)諧橫波分別沿AP、BP方向傳播，波速都是10m/s。 ①求簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)。 ②P點(diǎn)的振動(dòng) （填寫(xiě)“加強(qiáng)”或“減弱”）（2）①② 解析：①設(shè)簡(jiǎn)諧橫波的波速為v，波長(zhǎng)為λ，周期為T，由題意知 T=0.1s， 由波速公式v=λ/T， 代入數(shù)據(jù)得：λ=1m。 ②加強(qiáng)。 14.（20分） （2013高考安徽理綜第24題）如圖所示，質(zhì)量為M\傾角為α的斜面體（斜面光滑且足夠長(zhǎng)）放在粗糙的水平地面上，底部與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面頂端

15、與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊。壓縮彈簧使其長(zhǎng)度為3L/4時(shí)將物塊由靜止開(kāi)始釋放，且物塊在以后的運(yùn)動(dòng)中，斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為g。 （1）求物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度； （2）選物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)軸，用x表示物塊相對(duì)于平衡位置的位移，證明物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)； （3）求彈簧的最大伸長(zhǎng)量； （4）為使斜面始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)滿足什么條件（假設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力）？ 【 解析】 (1) 設(shè)物塊在斜面上平衡時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為△L,有 mgsinα-k△L=0, 得：

16、△L=, 此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)+△L=L+。. （2）當(dāng)物塊位移為x時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x+△L，物塊所受合力為 F合=mgsinα-k(x+△L) 聯(lián)立以上各式解得F合=-kx， 可知物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。 (3)物塊做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅為, 由對(duì)稱性可知,最大伸長(zhǎng)量為, （4）設(shè)物塊位移x為正，則斜面體受力情況如圖所示。由于斜面平衡，所以有： 水平方向：f+FN1sinα-Fcosα=0， 豎直方向：FN2-Mg-FN1cosα-F sinα=0， 又F=k(x+△L)，F(xiàn)N1=mgcosα， 聯(lián)立解得：f=kxcosα，F(xiàn)N2=Mg+mg+kxsinα。 為使斜面體始終處于靜止，結(jié)合牛頓第三定律，應(yīng)有│f │≤μFN2，所以： μ≥=。 當(dāng)x=-A時(shí)上式右端達(dá)到最大值，于是有： μ≥。