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1、2020 届新课标物理考点预测（7）振动和波 振动和波 一、考点介绍 从近几年的高考试题看, 试题多以选择题、填空题形式显现，但试题信息量大，一道题 中考查多个概念、规律. 对机械振动的考查着重放在简谐运动的运动学特点和动力学特点和 振动图象上；同时也通过简谐运动的规律考查力学的主干知识. 对机械波的考查着重放在波 的形成过程、传播规律、波长和波动图象及波的多解上；对波的叠加、干涉和衍射、多普勒 效应也有涉及 . 实际上许多考题是振动与波的综合, 考查振动图象与波动图象的联系和区不； 同时也加强了对振动和波的联系实际的咨询题的考查, 如利用单摆，结合万有引力知识测量 山的高度，共振筛、队伍过桥
2、等共振现象的利用与防止，医用B 型超声波图、心电图、地 震波图线的分析等。 二、高考真题 1.(2018年高考宁夏卷. 理综 .32以下关于简谐振动和简谐机械波的讲法正确的选项 是。填入选项前的字母，有填错的不得分 A.弹簧振子的周期与振幅有关 B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定 C.在波传播方向上的某个质点的振动速度确实是波的传播速度 D.单位时刻内通过媒质中一点的完全波的个数确实是这列简谐波的频率 2.(2018年江苏省卷 . 物理选修模块3-4B 模块 )(1) 一列沿着 x轴正方向传播的横波，在t=O 时刻的波形如图1甲所示图甲中某质点的振动图象 如图 1乙所示。质点N的振
3、幅是 m，振动周 期为 s， 图乙表示质点 (从质点 K、 L、 M、 N 中 选 填 ) 的 振 动 图 象 该 波 的 波 速 为 m s图 1 (2) 惯性系 S中有一边长为l 的正方形 ( 如下图 2A)，从相对 S系沿 x方向以接近光速匀速飞行的 飞行器上测得该正方形的图象是 图2 (3)描述简谐运动特点的公式是x 自由下落的篮球缓地面反弹后上升 又落下。 假设不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量缺失，此运动 ( 填 是或不是)简谐运动 3.(2018年上海卷 . 物理 .22 有两列简谐横波a、b 在同一媒质中沿x 轴正方向传播，波速 均为 v 2.5m/s 。在 t 0 时，两列波
4、的波峰正好在x2.5m 处重合，如图3所示。 1求两列波的周期Ta和 Tb。 2求 t0 时，两列波的波峰重合处的所有位置。 3辨析题：分析并判定在t 0 时是否存在两列波的波谷重合处。 某同学分析如下： 既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存 在。只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有 位置。你认为该同学的分 析正确吗？假设正确，求出这 些点的位置。假设不正确，指 出错误处并通过运算讲明理 由。 图 图 3 4.2007 年上海卷 . 物理 .2A沿 x 轴正方向传播的简谐横波在t 0 时的波形如下图， P、Q两个质点的平稳位置分不位于x3.5m
5、 和 x 6.5m 处。在 t10.5s 时，质点 P恰好此 后第二次处于波峰位置；那么t2_s 时，质点Q此后第二次在平稳位置且向上运 动；当 t10.9s 时，质点P的位移为 _cm。 5. 2007 年上海卷 . 物理 .9 如图 4 所示，位于介质I 和 II 分界面上的波源S，产生两列分不沿x 轴负 I II S x L L 方向与正方向传播的机械波。假设在两种介质中波的频率及传播速度分不为f1、f2和 v1、v2，那么图 4 Af12f2，v1v2。 Bf1f2，v10.5v2。 Cf1f2，v12v2。 Df10.5f 2，v1v2。 6. 2007 年江苏卷 . 物理 .5 如
6、图 5 所示，实线和虚 线分不为某种波在t 时刻和 t+ t 时刻的波形曲线。 B和 C 是横坐标分不为d 和 3d 的两个质点，以下讲 法中正确的选项是图 5 A、任一时刻，假如质点B向上运动，那么质点C一定向下运动 B、任一时刻，假如质点B速度为零，那么质点C的速度也为零 C、假如波是向右传播的，那么波的周期可能为 7 6 t D、假如波是向左传播的，那么波的周期可能为 13 6 7. 2007 年山东卷。物理 3-4 模块。 38) 图 6 为某波动在t=10s 时的图像，图 7为图 6 中 x=10cm 处 P点的振动图像。依照图示信息回答以下咨询题。 图 6 图 7 (1) 该波动的
7、振幅、波长、周期、频率是多少？ (2)波向哪个方向传播？速度是多少？ (3) 画出图 1 中 x=20cm处 Q点的振动图像。 d 2 t 时刻 t+t 时刻 O x y d 2d 3d 4d 5d 6d 7d 8.(2018年 全国 I 卷. 理综 .16) 一列简谐横波沿x 轴传播， 周期为 Tt=0 时刻的波形如图8 所示 . 现在平稳位置位于x=3 m 处的质点正在向上运 动，假设 a、 b 两质点平稳位置的坐标分不为xa=2.5 m, x=5.5 m, 那么 A.当 a 质点处在波峰时，b 质点恰在波谷 B.t=T/4时， a 质点正在向y 轴负方向运动 C.t=3T/4时， b 质
8、点正在向y 轴负方向运动 D.在某一时刻，a、b 两质点的位移和速度可能相同 图 8 9.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分不约为4km/s 和 9km/s.一 种简易地震仪由竖直弹簧振子P 和水平弹簧振子H 组成如图9 所 示 .在一次地震中，震源地地震仪下方，观看到两振子相差5s 开始 振动，那么 A.P先开始振动，震源距地震仪约36km B.P先开始振动，震源距地震仪约25km C.H 先开始振动，震源距地震仪约36km D.H 先开始振动，震源距地震仪约25km 图 9 10.(2018年全国卷 .理综 .17) 一列简 i 皆横波沿x 轴正方向传播，振幅为A。t = 0时， 平稳位
9、置在x=0 处的质元位于y=0 处，且向夕轴负方向运动；现在，平稳位置在x0.15m 处的质元位于yA处。该波的波长可能等于 A0.60 m B0.20 m C 0.12m D0.086m 三、名校试题 1江苏南京市2018 年高三总复习试卷物理7在平均介质中选取平稳位置在同一直 线上的 9 个质点 .相邻两质点的距离均为L，如图 10a所示。 一列横波沿该直线向右传播， t=0 时到达质点1，质点 1 开始向下运动，通过时间 t 第一次显现如图10b所示的波 形。那么该波的 图 10 A周期为 t，波长为 8L B周期为 2 3 t，波长为8L C周期为 2 3 t，波速为 12L t D周
10、期为 t，波速为 8L t 2(湖南长沙二中2018 届高三第一次质量检测试卷物理13)某人利用单摆来确定某高山 的高度。单摆在海面处的周期是T0。而在该高山上，测得该单摆周期为 T。求此高山离海 平面高度h 为多少？把地球看作质量平均分布的半径为R 的球体 3江苏如东、启东2018 届 期中联合测试卷物理30 如图 11 所示是一列横波上A、 B 两质点的振动图象，该波由 A 传向 B，两质点沿波的传播 方向上的距离x=4.0m ，波长 大于 3.0m，求这列波的波速图 11 4 2018 年苏、锡、常、镇四市调研试卷物理13一简谐横 波沿 x 轴正方向传播，在t=0 时刻的波形如图12 所
11、示介质中 质点 P 的振动周期为2s，现在 P 质点所在位置的纵坐标为2cm，横 坐标为 0.5 m试求从图示时刻开始在哪些时刻质点P 会显现在波峰？ 图 12 5 山东省烟台市2018 届高三上学期学段检测物理 12从甲地向乙地发出频率为50Hz 的声波，当波速为330m/s 时，刚好在甲、乙两地 势成一列有假设干个完整波形的波，当波速为 340m/s 时，两地依旧存在假设干个完整波形，但 O y/cm 5 -5 0.2 0.4 t/s 0.2 0.4 t/s O y/cm 5 -5 A 质点B 质点 y/cm x/m 4 -4 3 6 0 v P 完整波形的波数减少了两个，求甲、乙两地距离
12、。 6 山东省青岛市2018 届高三上学期期中练习卷物理 17图 13 是一列简谐波在某一时 刻的波形图线。图 13 虚线是 0.2s 后它的波形图线。这列波可能的传播速度是多大？ 7河北省衡水中学2018 届高三调研考试卷。物理12将一测力传感器连接到运算机上 就能够测量快速变化的力，图14 甲表示小滑块可视为质点沿固定的光滑半球形容器内 壁在竖直平面的A、 A之间来回滑动，,AA点与 O 点连线与竖直方向之间夹角相等且都为 ，专门小。图14 乙表示滑块对器壁的压力F 随时刻t变化的曲线，且图中0t为滑块 从 A 点开始运动的时刻，试依照力学规律和题中包括图中所给的信息，求： 1容器的半径；
13、 2小滑块的质量； 3滑块运动过程中的守恒 量。 图 14 82018 年广州惠州市模拟物理32一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有P、 Q 两个质点，它们相距0.8m当 t=0 时， P、Q 两点位移恰好差不多上正的最大值，且P、 Q 间只有一个波谷当t=0.6 s 时， P、Q 两点正好都处于平稳位置，且P、Q 两点间有一个 波峰和一个波谷，且波峰距Q 点距离第一次0.2m，试求： (1)假设波由P 传到 Q，波的周期； (2)假设波由Q 传到 P，波的速度； (3)假设波由Q 传到 P，从 t=0 时开始观看，哪些时刻P、Q 间( P、Q 除外 ) 只有一个质点 位移等于振幅 9(
14、 广东深圳市2018 届高三九校联考卷物理，6) 铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须 留有一定的间隙，匀速运行列车通过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击由于每一根 钢轨长度相等，因此那个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。一般钢 轨长为 12.6 m ，列车固有振动周期为0.315s 以下讲法正确的选项是 ( ) A 列车的危险速率为40m s B 列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象 C 列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D 增加钢轨的长度有利于列车高速运行 10(2018 年海南省民族中学模拟卷物理19) 某研究性学习小组想利用停表、铁架台( 带 铁夹 )
15、 和表中所列器材探究单摆的周期与哪些因素有关，经小组讨论分析认为，阻碍单摆周 期的因素可能有振幅、摆球质量和摆长等他们在实验探究过程中，始终保持单摆的最大摆 角小于 10 。 (1) 甲同学探究单摆的周期与振幅的关系，他用器材1 和 4 组装单摆，通过改变摆角，多次 实验，测出周期，得到的结论是单摆的周期与其振幅无关 (2) 乙同学想探究单摆的周期跟摆球质量的关系请你为他设计探究思路：_ 乙同学在实验探究的基础上，得到的正确结论应该是：_ 1 长l1的细线 2 长l2的细线 3 长l3的细线 4 质量 m1，的小球 5 质量 m2，的小球 6 质量 m3，的小球 11上海梅山高级中学高三测试卷物理18用测力探头和运算机组成的实验装置来测 定单摆摆动过程中摆线受到的拉力( 单摆摆角小于5o) ， 运算机屏幕上得到如下图15a的 Ft 图象。然后将单摆挂在测力探头上，使单摆保持静止，得到如图15b 所示的 Ft 图象。那 么： 、 此单摆的周期为 秒。 、 设摆球在最低点 时 Ep=0，已测得当地重 力加速度为g，单摆的周期用T 表示，那么测得此单摆摆动时的机械能E 的表达式是 : 图 15 12S1、S2是两个振动频率相同的波源，它们发出两列波长均为的简谐横波，图16 中虚线和实线分不代表某时刻这两列波的波谷和波峰， 1 在空间有专门多
