新課標(biāo)2013年高考物理考前十天回歸教材十二 (機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波)第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1(2011·重慶卷)介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源在t0時(shí)刻開始振動(dòng)，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播，t0時(shí)刻傳到L處，波形如圖1所示下列能描述x0處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖象是()圖1解析：因波沿x軸正向傳播，由“上下坡法”可知tt0時(shí)L處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下，可知x0處的起振方向向下，故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)；還可判斷x0處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向也向下，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：C圖22如圖2是甲、乙兩個(gè)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，以向右的方向作為擺球偏離平衡位置位移的正方向，從t0時(shí)刻起，當(dāng)甲第一次到達(dá)右方最大位移處時(shí)()A乙在平衡位置的左方，正向右運(yùn)動(dòng)B乙在平衡位置的左方，正向左運(yùn)動(dòng)C乙在平衡位置的右方，正向右運(yùn)動(dòng)D乙在平衡位置的右方，正向左運(yùn)動(dòng)解析：當(dāng)甲第一次到達(dá)正向最大位移處時(shí)是在1.5 s末，從圖象可以看出此時(shí)乙的位移為正，即乙在平衡位置右側(cè)；另外，位移圖象斜率表示速度，此時(shí)乙的斜率為負(fù)，即表示乙在向左運(yùn)動(dòng)答案：D圖33如圖3所示，是一個(gè)單擺的共振曲線(g取10 m/s2)()A此單擺的擺長(zhǎng)約為2.8 mB此單擺的周期約為0.3 sC若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰值向上移動(dòng)D若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰值向右移動(dòng)解析：由單擺的共振曲線知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為0.3 Hz對(duì)單擺發(fā)生共振，因此單擺的固有頻率為0.3 Hz，固有周期為T0 s，故B錯(cuò)；由T2得單擺的擺長(zhǎng)l約為l2.8 m，所以A對(duì)；當(dāng)擺長(zhǎng)增大時(shí)，周期變大，固有頻率變小，曲線的峰值應(yīng)向左移，故C、D均錯(cuò)答案：A圖44如圖4所示，將小球甲、乙、丙(都可視為質(zhì)點(diǎn))分別從A、B、C三點(diǎn)由靜止同時(shí)釋放，最后都到達(dá)豎直面內(nèi)圓弧的最低點(diǎn)D，其中甲是從圓心A出發(fā)做自由落體運(yùn)動(dòng)，乙沿弦軌道從一端B到達(dá)另一端D，丙沿圓弧軌道從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D，且C點(diǎn)很靠近D點(diǎn)如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判斷正確的是()A甲球最先到達(dá)D點(diǎn)，乙球最后到達(dá)D點(diǎn)B甲球最先到達(dá)D點(diǎn)，丙球最后到達(dá)D點(diǎn)C丙球最先到達(dá)D點(diǎn)，乙球最后到達(dá)D點(diǎn)D甲球最先到達(dá)D點(diǎn)，無(wú)法判斷哪個(gè)球最后到達(dá)D點(diǎn)解析：甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1，乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2，設(shè)BD傾角為，則agsin.BD長(zhǎng)為2Rsin.故2Rsingsint22，t22，丙球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，t3×2.答案：A5(2011·四川卷)如下圖5為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)的波形圖，當(dāng)Q點(diǎn)在t0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳播到P點(diǎn)時(shí)，則()圖5A1 cm<x<3 cm范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)BQ處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的加速度沿y軸的正方向CQ處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正在波峰位置DQ處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)運(yùn)動(dòng)到P處解析：畫出將Q點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)，即tT時(shí)的波形圖(如圖6)，由波的傳播方向知，1 cm<x<2 cm范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；此時(shí)Q處的質(zhì)點(diǎn)在波谷，具有沿y軸正向的加速度，所以B正確，C、D錯(cuò)誤圖6答案：B圖76如圖7所示，沿x軸正方向傳播的一列橫波在某時(shí)刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，下列說(shuō)法中正確的是()A從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)過(guò)0.01 s質(zhì)點(diǎn)a通過(guò)的路程為0.4 mB從圖示時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)a先到平衡位置C若此波遇到另一列波并產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋，則另一列波的頻率為50 HzD若該波在傳播中遇到寬約3.999 m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析：由題圖可判斷出4 mT/v0.02 s，經(jīng)過(guò)0.01 s質(zhì)點(diǎn)a通過(guò)的路程為2個(gè)振幅即0.4 m故選項(xiàng)A是正確的質(zhì)點(diǎn)b先向下振動(dòng)，再向上振動(dòng)，而質(zhì)點(diǎn)a直接向下振動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)a后到平衡位置，故選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的若此波遇到另一列波并產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋，則它們的頻率必相等，為50 Hz，故選項(xiàng)C是正確的寬度3.999 m與4 m相差不多，所以能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)D是正確的答案：ACD7(2009·重慶高考)同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播，某時(shí)刻的波形曲線見圖8，以下說(shuō)法正確的是()圖8A聲波在水中波長(zhǎng)較大，b是水中聲波的波形曲線B聲波在空氣中波長(zhǎng)較大，b是空氣中聲波的波形曲線C水中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是水中聲波的波形曲線D空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線解析：本題考查波在不同的介質(zhì)中傳播時(shí)波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系，以及波的圖象等知識(shí)，意在考查考生對(duì)機(jī)械波的掌握情況因聲波的波速在水中較空氣中快，而波的頻率等于振源的振動(dòng)頻率，則聲波在水和空氣中傳播的頻率相同，再由vf知，聲波在水中傳播的波長(zhǎng)長(zhǎng)答案：A圖98(2009·浙江高考)一列波長(zhǎng)大于1 m的橫波沿著x軸正方向傳播，處在x11 m和x22 m的兩質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖象如圖9所示由此可知()A波長(zhǎng)為 mB波速為1 m/sC3 s末A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D1 s末A點(diǎn)的振動(dòng)速度大于B點(diǎn)的振動(dòng)速度解析：本題考查振動(dòng)圖象和波的知識(shí)，意在考查考生理解振動(dòng)圖象的含義及與波的知識(shí)由振動(dòng)圖象可知，振動(dòng)的周期為4 s，3 s末質(zhì)點(diǎn)A的位移為2 cm，質(zhì)點(diǎn)B的位移為零，C錯(cuò)；1 s末質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)速度為零，質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)速度最大，D錯(cuò)；由圖可知AB兩點(diǎn)相距為，所以其波長(zhǎng)為 m，波速為 m/s，A正確，B錯(cuò)答案：A圖109(2010·全國(guó)卷)一簡(jiǎn)諧橫波以4m/s的波速沿x軸正方向傳播已知t0時(shí)的波形如圖10所示，則()A波的周期為1sBx0處的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)Cx0處的質(zhì)點(diǎn)在ts時(shí)速度為0Dx0處的質(zhì)點(diǎn)在ts時(shí)速度值最大解析：根據(jù)題圖可知，波長(zhǎng)4 m，則周期T/v1 s，選項(xiàng)A正確；波沿x軸正方向傳播，則x0處的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；x0處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò) s(T/4)到達(dá)平衡位置下方但沒(méi)有達(dá)到負(fù)向最大位移處，因而選項(xiàng)C、D均錯(cuò)答案：AB圖1110一列簡(jiǎn)諧橫波以1 m/s的速度沿繩子由A向B傳播質(zhì)點(diǎn)A、B間的水平距離x3 m，如圖11所示若t0時(shí)質(zhì)點(diǎn)A剛從平衡位置開始向上振動(dòng)，其振動(dòng)方程為y2sint cm.則B點(diǎn)的振動(dòng)圖象為下圖中的()解析：T4 s，vT4 m，從A傳到B需3 s，且B點(diǎn)起振動(dòng)方向向上，B對(duì)答案：B第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(本題共2小題，每題8分，共16分)11單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中圖12(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，示數(shù)如圖12甲所示，該擺球的直徑d_ mm.(2)接著測(cè)量了擺線的長(zhǎng)度為l0，實(shí)驗(yàn)時(shí)用拉力傳感器測(cè)得擺線的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則重力加速度的表達(dá)式g_(用題目中的物理量表示)(3)某小組改變擺線長(zhǎng)度l0，測(cè)量了多組數(shù)據(jù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，甲同學(xué)把擺線長(zhǎng)l0作為擺長(zhǎng)，直接利用公式求出各組重力加速度值再求出平均值；乙同學(xué)作出T2l0圖象后求出斜率，然后算出重力加速度兩同學(xué)處理數(shù)據(jù)的方法對(duì)結(jié)果的影響是：甲_，乙_(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)解析：(1)從游標(biāo)卡尺上讀出擺球直徑d14.15 mm.(2)由Ft圖象，單擺周期T4t0，擺長(zhǎng)ll0根據(jù)T2，g(3)實(shí)際擺長(zhǎng)為l0d，故甲同學(xué)測(cè)量結(jié)果偏小，而乙同學(xué)處理數(shù)據(jù)的方法對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響答案：(1)14.15(2)(3)偏小無(wú)影響12(2011·上海卷)兩列簡(jiǎn)諧波沿x軸相向而行，波速均為v0.4 m/s，兩波源分別位于A、B處，t0時(shí)的波形如圖13所示當(dāng)t2.5 s時(shí)，M點(diǎn)的位移為_cm，N點(diǎn)的位移為_cm.圖13解析：由圖可知，兩列波的波長(zhǎng)分別為A0.2 m，B0.4 m，波源的起振方向都沿y軸負(fù)方向，可知兩波的周期分別為TA0.5 s，TB1 s由于t0時(shí)M點(diǎn)距A波波前0.5 m ，距B波波前0.3 m，故兩波傳播到M點(diǎn)時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間分別為tA1.25 s，tB0.75 s當(dāng)t2.5 s時(shí)，A波使M點(diǎn)已振動(dòng)的時(shí)間為ttA1.25 sTA，引起質(zhì)點(diǎn)M的位移xA0；B波使M點(diǎn)已振動(dòng)的時(shí)間為ttB1.75 s1TB，引起質(zhì)點(diǎn)M位移xB2.0 cm，由波的疊加可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的位移xxAxB2.0 cm.N點(diǎn)位移可用同樣的方法判定答案：20三、計(jì)算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計(jì)算時(shí)必須有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13(2011·江蘇卷)將一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛，下端系上質(zhì)量為m的物塊將物塊向下拉離平衡位置后松開，物塊上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期恰好等于以物塊平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為擺長(zhǎng)的單擺周期請(qǐng)由單擺的周期公式推算出該物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T.解析：?jiǎn)螖[周期公式T2，且klmg解得T2答案：見解析圖1414(2011·山東卷)如圖14所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為t10時(shí)的波形圖，此時(shí)P質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，虛線為t20.01 s時(shí)的波形圖已知周期T>0.01 s.波沿x軸_(填“正”或“負(fù)”)方向傳播求波速解析：根據(jù)“下坡上”判斷，向正方向傳播由題意知，8 mt2t1Tv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得v100 m/s.答案：正100 m/s15有一種沙漠蝎子既沒(méi)有眼睛，也沒(méi)有耳朵它捕食獵物靠的是一種地震儀式的本領(lǐng)它有八條腿，趴伏時(shí)大致對(duì)稱地放置在軀體四周(如圖15所示)不遠(yuǎn)處的小蟲一有騷動(dòng)，就會(huì)在沙面上引起一陣地震波蝎子從哪只腿先感到地震波就能判斷小蟲所在的方向，并從P波和S波到達(dá)的時(shí)間差就可以“算出”小蟲到它的距離方位和距離都知道了，它就能撲上去捕獲小蟲了已知P波速度為150 m/s，S波速度為50 m/s.如果兩波到達(dá)沙漠蝎子的時(shí)間差為3.5×103 s，則小蟲離它的距離多大？圖15解析：從P波和S波到達(dá)沙漠蝎子的時(shí)間差及其波速即可確定小蟲與沙漠蝎子間的距離，根據(jù)xvt，結(jié)合題意有：t，即：3.5×103 s，解得：x0.2625 m26 cm.答案：26 cm16如圖16所示，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源S，它沿y軸做頻率為50 Hz，振幅為2 cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，形成的波可沿x軸正、負(fù)方向傳播，波速為20 cm/s，開始振動(dòng)時(shí)，S恰好通過(guò)O點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，求：圖16(1)當(dāng)S完成第一次全振動(dòng)時(shí)，畫出此時(shí)的波形圖(2)如圖，波傳到坐標(biāo)為x12.7 cm的M點(diǎn)時(shí)，還要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能傳到N點(diǎn)？波傳到N點(diǎn)時(shí)，M點(diǎn)在什么位置？解析：(1)波形圖象如圖17：圖17(2)當(dāng)波到達(dá)M點(diǎn)時(shí)，波也已經(jīng)傳到x2.7 cm的位置還要再經(jīng)過(guò)tx/v0.01 s才能傳到N點(diǎn)當(dāng)波傳播到N點(diǎn)時(shí)，M點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了半個(gè)周期，故M點(diǎn)正在平衡位置且正在向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)答案：(1)見解析(2)0.01 sM點(diǎn)正在平衡位置