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1、2019-2020年高中物理 波与相对论高考真题备选题库（选修3-4）1(xx上海高考)质点做简谐运动，其xt关系如图。以x轴正向为速度v的正方向，该质点的vt关系是()解析：选B位移时间图像切线斜率的绝对值表示质点的速度的大小，斜率的正负表示速度的方向，根据题图可知该质点在T内的速度先是反向加速再减速，接着正向加速再减速，B项正确。2. (xx上海高考)某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后，为进一步探究，将单摆的轻质细线改为刚性重杆。通过查资料得知，这样做成的“复摆”做简谐运动的周期T2，式中Ic为由该摆决定的常量，m为摆的质量，g为重力加速度，r为转轴到重心C的距离。如图(a)，实验时
2、在杆上不同位置打上多个小孔，将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上，使杆做简谐运动，测量并记录r和相应的运动周期T；然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验，实验数据见表，并测得摆的质量m0.50 kg。r/m0.450.400.350.300.250.20T/s2.112.142.202.302.432.64(1)由实验数据得出图(b)所示的拟合直线，图中纵轴表示_。(2)Ic的国际单位为_，由拟合直线得到Ic的值为_(保留到小数点后二位)；(3)若摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值_。(选填：“偏大”、“偏小”或“不变”)解析：(1)根据复摆的周期公式：T2T2r题图中纵坐标表示T2r。(2)根
3、据关系式，利用单位关系可知Ic的国际单位为kgm2；根据图线可得斜率3.68，而截距1.25，解得Ic0.17。(3)本实验数据处理是通过图线的斜率分析出的，与质量无关，所以质量变化后，重力加速度的测量值不变。答案：(1)T2r(2)kgm20.17(3)不变3(xx重庆高考)一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸。当振子上下振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的图像。y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标。由此图求振动的周期和振幅。解析：由图像可知，振子在一个周期内沿x方向的位移为2x0，水平速度为v，故周期T；又由图像知2Ay1y
4、2，故振幅A。答案：周期为振幅为4(xx江苏高考)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正。解析：摆球的速度为零的位置不容易观察，计时不准确，为减小实验误差，应在摆球通过平衡位置时开始计时；应测量多次全振动的时间，求周期的平均值，以减小实验误差。答案：应在摆球通过平衡位置时开始计时；应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值。(或在单摆振动稳定后开始计时)5(xx安徽高考)在科学研究中，科学
5、家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为()AT2rBT2rCT DT2l解析：选B单摆摆动时的周期为T2，摆球在地球表面受到的万有引力等于重力，即Gmg，得g，因此T2r，B项正确，A、C、D项错误。6(xx浙江高考)一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，
6、周期为3.0 s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是()A0.5 s B0.75 sC1.0 s D1.5 s解析：选C由于振幅A为20 cm，振动方程为yA sin t(从游船位于平衡位置时开始计时，)，由于高度差不超过10 cm时，游客能舒服登船，代入数据可知，在一个振动周期内，临界时刻为t1，t2，所以在一个周期内能舒服登船的时间为tt2t11.0 s，选项C正确。第2节 机械波1(xx上海高考)一列横波沿水平放置的弹性绳向右传播，绳上两质点A、B的平衡位置相距3/4波长，B位于A右方。
7、t时刻A位于平衡位置上方且向上运动，再经过1/4周期，B位于平衡位置()A上方且向上运动 B上方且向下运动C下方且向上运动 D下方且向下运动解析：选DB在A的右端，根据波的传播方向可知，B的振动落后A四分之三个周期，从t时刻后在经过四分之一周期，A到达最高点的下方，此时B位于平衡位置的下方且向下运动，D项正确。2(xx海南高考)一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为x0，xxb(xb0)。a点的振动规律如图所示，已知波速为v10 m/s，在t0.1 s时，b点的位移为0.05 m，则下列判断可能正确的是_。A波沿x轴正向传播，xb0.5 mB波沿x轴正向传播，xb1.5
8、 mC波沿x轴负向传播，xb2.5 mD波沿x轴负向传播，xb3.5 m解析：由a点的振动规律可知：波的振幅A0.05 m，周期T0.2 s，波长vT2 m，若波沿x轴正向传播，t0.1 s时波形应为图甲所示。甲则xbn1.5 m(n0,1,2，)，所以A错误、B正确；若波沿x轴负向传播，t0.1 s时波形应为图乙所示。乙则xbn0.5 m(n0,1,2，)，所以C正确、D错误。答案：BC3(xx全国卷)图(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x2 m的质点。下列说法正确的是_。A波速为0.5 m/sB波的传播方向向右
9、C02 s时间内，P运动的路程为8 cmD02 s时间内，P向y轴正方向运动E当t7 s时，P恰好回到平衡位置解析：选ACE根据图像可知：该波的波长2 m，周期T4 s，故波速v0.5 m/s，A正确；从图(b)中可知：x1.5 m处的质点在t2 s时，其在平衡位置沿y轴负向运动，在图(a)中，沿波的传播方向，“下坡向上，上坡向下”，故该波的传播方向向左，B错误；02 s，P运动的路程s4A8 cm，C正确；02 s，P从正向最大位移处运动到负向最大位移处，即沿y轴负向运动，D错误；当t7 s时，P点从图示(t2 s)经历了5 s，即T，到达平衡位置，E正确。4(xx全国卷)图(a)为一列简谐
10、横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图像。下列说法正确的是_。A在t0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cmE质点Q简谐运动的表达式为y0.10sin 10t(国际单位制)解析：选BCE由振动图像可知，在t0.10 s时，质点Q向y轴负方向运动，A项错误；结合波形图及质点运动方向与波的传播方向的“上坡下、下坡上”规律可知，波
11、沿x轴负方向传播，题图(a)中质点P经t0.25 s0.10 s0.15 sT时间，位移变为负值，即此时质点P的加速度方向沿y轴正方向，B项正确；波在T时间内沿x轴负方向传播6 m，C项正确；任意质点在半个周期内通过的路程为2倍振幅，即20 cm，从平衡位置或最大位移处开始，T时间内通过的路程等于振幅，而题图(a)中质点P在半个周期后，已经过平衡位置并向负的最大位移处运动，T时间内通过的路程小于振幅，所以D项错误；由振动图像，质点Q的振幅A10 cm0.10 m，周期为0.2 s，10 rad/s，所以其运动表达式为yAsin t0.10sin 10t m，E项正确。5(xx大纲卷)两列振动方
12、向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是()A波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1A2|B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1A2C波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅解析：选AD空间某一质点的位移等于两列波同时在该点引起位移的矢量和，对于相干波源在某一点是加强点，说明两列波在该点振动方向始终一致，但该质点的位移不是始终不变的，选项B错误；波峰和波谷相遇处的点是减弱点，两列波在该点振动方向始终相反，但其合位移不一定总小于加强点的位移，选项C错误；加强点处的质点的振幅为A1A2
13、，减弱点处的质点的振幅为|A1A2|，选项A、D正确。6(xx北京高考)一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为，周期为T。t0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是()At0时质点a的速度比质点b的大Bt0时质点a的加速度比质点b的小C图乙可以表示质点a的振动D图乙可以表示质点b的振动解析：选D根据题图甲所示的波动图像，由于波沿x轴正方向传播，t0时刻a点速度为零，b点速度最大，即t0时刻质点a的速度比质点b的速度小，选项A错误。由于t0时刻质点a位移最大，所受回复力最大，加速度最大，质点b处于平衡位置，位移为零，回复力为零，加速度为零，
14、所以t0时刻质点a的加速度比质点b的大，选项B错误。根据题图甲所示的波动图像，由于波沿x轴正方向传播，t0时刻，质点a从正的最大位移处向下运动，质点b从平衡位置向下运动，所以题图乙可以表示质点b的振动，选项C错误，D正确。7(xx天津高考)平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50 Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s。平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP3.5 m、xQ3 m。当S位移为负且向y方向运动时，P、Q两质点的()A位移方向相同、速度方向相反B. 位移方向相同、速度方向相同C位移方向相反、速度方向相反D. 位移方向相反、速度方向相同解析：选D由题可知，波动周期为T s0.02 s，波长 vT2 m，则xS Q3 m1，因此Q质点与S质点的振动完全相反，当S质点位移为负，且向y方向运动时，Q质点的位移为正，且向y方向运动，两质点位移大小相等；xSP3.5 m1，则P质点的位移也一定为负，但沿y方向运动，位移大小与S质点的位移不一定相等，因此P质点和Q质点的位移方向相反，速度方向相同，D项正确，A、B、C项错误。8(xx山东高考)一列简谐横波沿直线传播，以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图像如图所示，已知O，A的平衡位置相距0.9
