单元 机械振动和机械波（高考真题+模拟新题）

单元 机械振动和机械波（高考真题+模拟新题）内容摘要：

1、机械振动和机械波机械振动142012重庆卷 装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是()14D 解析 根据题中规定的正方向，开始 计时时刻位移 为正的最大值，由于简谐运动的图象是正弦或余弦曲线，可知 D 正确172012北京卷 一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动，取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿 x 轴正方向的最大加速度能正确反映振子位移 x 与时间 t 关系的图象是( )ABC 解析 由题目“经过四分之一 2、周期，振子具有沿 x 轴正方向的最大加速度”可知，在四分之一周期时，振子在负的最大位移处，A 项正确，B 、C、D 项错误机械波16012浙江卷 用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波某一时刻的波形如图所示，绳上 a、b 两质点均处于波峰位置下列说法正确的是()Aa、b 两点之间的距离为半个波长Ba、b 两点振动开始时刻相差半个周期Cb 点完成全振动次数比 a 点多一次Db 点完成全振动次数比 a 点少一次16D 解析 由图可知，a、b 两点之间的距离为一个波长，振动开始时刻相差一个周期，a 点离波源近，完成全振动的次数比 b 点多一次，故 选项 A、B、C 错误， 选项 D 正 3、确25012全国卷 一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为 知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度 解析 根据万有引力定律，地面处质量为 m 的物体的重力为 g 是地面处的重力加速度， M 是地球的质量设 是地球的密度，则有 3摆长为 L 的单摆在地面处的摆动周期为T2 其重力 为 R d2式中 g是矿井底部的重力加速度，且M (Rd) 343在矿井底部此单摆的周期为T2 题意T联立以上各式得dR(1k 2)12. 2012江苏卷(3) 地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为 3.5 km/s 的 S 波，另一种是传播速度约为 7.0 km/s 的 P 4、 波一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的 P 波比首次到达的 S 波早 3 源的振动周期为1.2 s, 求震源与监测点之间的距离 x 和 S 波的波长 .答案 (3)4.2 析 (3)设 P 波的传播时间为 t，则 xv Pt，x v S(tt)解得 x t，代入数据得 x1260 v 得 4.2 2 2012福建卷 一列简谐横波沿 x 轴传播，t0 时刻的波形如图甲所示，此时质点 P 正沿 y 轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是()甲乙A沿 x 轴负方向，60 m/ x 轴正方向， 60 m/ x 轴负方向， 30 m/ x 轴正方向，30 m/ 解析 5、根据波的形成原理 “先振动的质点带动邻 近的后振动的质点” ，由甲图可知 P 点正向下振动，比 P 点先振 动的点应该在 P 点下方，即 P 点右侧的点先振动，所以波 应沿 x 轴的负方向 传播由甲图 可知波长 24 m，由乙 图可知周期 T0.4 s，所以波速 v Tm/s 60 m/012安徽卷 一列简谐波沿 x 轴正方向传播，在 t0 时波形如图 1 所示，已知波速为 10 m/s，则 t0.1 s 时正确的波形应是图 2 中的( )A15C 解析 由题意可知，波长 4 m，波速 v10 m/s，则波的周期 T 0.4 s，经.1 s 后，波应该向正方向传 播 个波长，即向正方向平移 个 6、波长，则 C 正确14 14实验：用单摆测定重力加速度机械振动与机械波综合20012全国卷 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，图 (a)是 t0 时刻的波形图，图(b)和图(c)分别是 x 轴上某两处质点的振动图象由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是( )(a) (b)(c)图 3A. mB. mC1 mD. 3 4320解析 因为 ，(c)图中质点的位移是m，恰好是最大 值的一半，所6 12以该质点的平衡位置距离波形图上的 x1 或 x2 的位置一定是 m，又因为从(c) 图看，该质16点在 t0 时向下运动，因此其平衡位置的坐标必是 2 m m m，与左波峰的平衡位置的16 116距 7、离是 m0.5 m m，B 正确，与右波峰的平衡位置的距离是 m0.5 m m，D 正确116 43 16 2372012天津卷 沿 x 轴正向传播的一列简谐横波在 t0 时刻的波形如图所示，M 为介质中的一个质点，该波的传播速度为 40 m/s，则 t s 时()140质点 M 对平衡位置的位移一定为负值B质点 M 的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C质点 M 的加速度方向与速度方向一定相同D质点 M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反7解析 由波形图可读出该波的波长为 4 m，由 该机械波的周期 T0.1 s，故 t s x 轴正方向传播，所以 t 0 时刻质点 M 运动方向沿 y 8、轴正方140 14向，经 T 时间 ，质点 M 的速度方向沿 y 轴负方向， 对平衡位置的位移方向仍沿 y 轴正方向，14加速度方向沿 y 轴负方向，故 选项 C、D 正确192012四川卷 在 面内有一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，波速为 2 m/s，振幅为 是平衡位置相距 2 m 的两个质点，如图所示在 t0 时，M 通过其平衡位置沿 y 轴正方向运动，N 位于其平衡位置上方最大位移处已知该波的周期大于 1 s则()A该波的周期为 t s 时，N 的速度一定为 2 m/ t0 到 tl s，M 向右移动了 2 t s 到 t s，M 的动能逐渐增大13 2319D解析 设波长为 ，根据 9、题意，( n )2 m，结合 v ，得 T s1 s，所34 T 1n 34以 n0，T s，A 错误；质 点振动速度与波速无必然联系，B 错误；波传播过程中，质点并不43随波迁移，C 错误 ；从 s 到 s ，质点 M 从波峰向平衡位置运动，速度变大，动能变大， D 正13 23确37)2012山东卷 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t0 时刻的波形如图所示，介质中质点 P、Q 分别位于 x2 m、x4 m 处从 t0 时刻开始计时，当 t15 s 时质点Q 刚好第 4 次到达波峰求波速写出质点 P 做简谐运动的表达式(不要求推导过程) 37(1) 解析 设简谐横波的波速 为 v，波长为 10、，周期为 T，由图象知 4 m由题意知t3T T34v 式，代入数据得v1 m/s 质点 P 做简谐 运动的表达式为y0.2 m34(1)012课标全国卷 一简谐横波沿 x 轴正向传播， t0 时刻的波形如图(a)所示，xm 处的质点的振动图线如图(b) 所示，该质点在 t0 时刻的运动方向沿 y 轴_(填“正向”或“负向 ”)已知该波的波长大于 m，则该波的波长为_ m.图(a) 图(b)图 1234(1) 答案 正向 析 由(b)图 知：x m 处的质点在 t0 时刻的运动方向沿 y 轴正向，又由题意可知：0.3 m ，该波的波长为 0.8 812012河南调研在探究波的形成过程中，某同学 11、用手抓住绳子一端上下振动，形成了向右传播的波此波可看成简谐波，波的传播速度为 v，周期为 )A简谐波的传播速度与振动的振幅无关B绳中质点振动的最大速度等于波的传播速度 C绳中相距为 的两个质点的振动位移总是相同手距离分别为 x1、x 2(x2两个质点，开始振动的时间差为解析 猛推杆的过程可以看成是一个绝热过程，故 Q0，而压缩气体，气体体积减小，外界对气体做功，故 W0，由热力学第一定律 UWQ 可知 U0，气体内能增加，温度升高，故 C、D 错误；T 增大、V 减小，由理想气体状态方程 C 知 p 增大， 错误、B 正确22012宜川联考一列简谐横波沿 x 轴传播t0 时的波形如图所示，质点 12、 A 与质点B 相距 1 m，A 点速度沿 y 轴正方向；ts 时，质点 A 第一次到达正向最大位移处由此可知( )此波沿 x 轴负方向传播B此波的传播速度为 25 m/ t0 时起，经过 s，质点 A 沿波传播方向迁移了 1 ts 时，质点 B 处在平衡位置，速度沿 y 轴正方向2A解析 当两个分子间的距离 rr 0 时，分子间作用力为 0，分子势能最小，选项A 正确；布朗运动是悬浮在液体中的花粉小颗粒的无规则运动，它是液体分子不停地撞击花粉小颗粒造成的，反映了液体内部分子运动的无规则性，而不是花粉小颗粒内部分子的无规则运动，选项 B 错误；计算油酸分子直径的公式 d 中的 V 指的应该是一滴油酸酒精溶液项 C 错误；气体的压强不仅与气体的温度有关，还和气体的体积有关，选项 D 错误。