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1、第 1 页 共 8 页 专题十九、机械振动机械波专题十九、机械振动机械波1. （2013 高考福建理综第 16 题）如图，t=0 时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿 y 轴正方向开始振动，振动周期为 0.4s，在同一均匀介质中形成沿 x 轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示 t=0.6 时波形的图是答案：C解析：波源振动在同一均匀介质中形成沿 x 轴正、负两方向传播的简谐横波。t=0.6 时沿 x 轴正、负两方向各传播 1.5 个波长，能够正确表示 t=0.6 时波形的图是 C。2 （2013 高考上海物理第 4 题）做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(A)
2、位移(B)速度(C)加速度(D)回复力答案：B解析：做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，位移相同，加速度相同，位移相同，可能不同的物理量是速度，选项 B 正确。3 （2013 高考上海物理第 14 题）一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t0 时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t(TtT)，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。3 4则在 2t时，该点位于平衡位置的(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，且向下运动答案：B解析：由于再经过 T 时间，该点才能位于平衡位置上方的最大位移处，所以在 2t时，该点位于平衡位置的上方，且向上运动，选项 B 正确
3、。第 2 页 共 8 页 4 （2013 全国高考大纲版理综第 21 题）在学校运动场上 50 m 直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为 5 m 的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进 10 m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（ ）A2 B4 C6 D8答案：B解析：向某一端点每缓慢行进 2.5m，他距离两波源的路程差为 5m，听到扬声器声音强，缓慢行进 10 m，他听到扬声器声音由强变弱的次数为 4 次，选项 B 正确。5（2013 全国新课标理综 1 第 34 题）(1) (6 分)如图，a. b, c. d
4、是均匀媒质中 x 轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为 2m、4m 和 6m 一列简谐横波以 2m/s 的波速沿 x 轴正向传播，在 t=0 时刻到达质点 a 处，质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s 时 a 第一次到达最高点。下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对 I 个得 3 分，选对 2 个得 4分，选对 3 个得 6 分。每选错 I 个扣 3 分，最低得分为 0 分)A在 t=6s 时刻波恰好传到质点 d 处B在 t=5s 时刻质点 c 恰好到达最高点C.质点 b 开始振动后，其振动周期为 4sD.在 4s” 、 “ ” 、 “ ”或 “=” ） ，34.（1）(3 分)
5、(2 分)【命题意图】本题考查弹簧振子的机械振动及其相关知识点，意在考查考生灵活应用知识分析问题的能力。【解题思路】小球通过平衡位置时弹性势能为零，动能最大。向右通过平衡位置，a 由于受到弹簧弹力做减速运动，b 做匀速运动。小物块 a 与弹簧组成的系统机械能小于原来系统，所以小物块 a 的振幅减小，AA0，周期减小， TT0。【快速解题】根据系统能量减小得到振幅减小，根据振子质量减小可知加速度增大，周期减小，从而快速解题。10.（5 分） （2013 高考安徽理综第 21 题 I）根据单摆周期公式，可以通12Tg过实验测量当地的重力加速度。如图 1 所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小
6、钢球，就做成了单摆。（1）用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图 2 所示，读数为_mm。第 5 页 共 8 页 （2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_。a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于 5 度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔t 即为单摆周期 Te.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 5 度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做 50 次全振动所用的时间t，
7、则单摆周期50tT V【答案】18.6mm abe 【 解析】 （1）根据游标卡尺读数规则，游标卡尺的读数：18mm+0.16mm=18.6mm；（2）abe 摆线要选择细些可减小阻力；伸缩性小些的，保证摆长不变；并且尽可能长一些，在合适的振幅下，摆角小。所以摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，选项 a 正确。摆球尽量选择质量大些、体积小些的，可减小空气阻力的影响，选项 b 正确。为了使摆的周期大一些，以方便测量，可增大摆长。开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度，可能导致摆角大于 10，使误差增大，选项 c 错误。拉开摆球，使摆线偏离平衡位置小于 5 度，在摆球通过平衡
8、位置的同时开始计时，测量单摆运动 50 个周期的时间 t，则单摆周期 T=t/50，选项 d 错误 e 正确。第 6 页 共 8 页 11 .(2013 高考北京理综第 15 题) 一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为 4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是A 这列波的振幅为 4cmB 这列波的周期为 1sC 此时 x=4m 处质点沿 y 轴负方向运动D 此时 x=4m 处质点的加速度为 0答案：D解析：这列波的振幅为 2cm，波长=8cm，这列波的周期为 T=/v=2s，选项 AB 错误。此时 x=4m 处质点沿 y 轴正方向运动，加速度为零，选项 C 错误 D 正确。12
9、 （2013 高考四川理综第 5 题）图 1 是一列简谐横波在 t=1.25s 时的波形图，已知 c 位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起振。则图 2 所示振动图像对应的质点可能位于AbxaBcxbCdxcDexd12.D12.D 解析：根据题述解析：根据题述“C 位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起振”可可知波动周期为知波动周期为 1s1s，波沿，波沿 x x 轴正方向传播。画出轴正方向传播。画出 t=0t=0 时的波形时的波形图如图。图如图。则图 2 所示振动图像对应的质点可能位于，exd选项 D 正确。13（2013 高考山东理综第 37（1）题） （1）如图甲所示，在某第 7
10、页 共 8 页 一均匀介质中，AB 是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x=0.1sin(20t)m，介质中 P 点与 A、B 两波源间的距离分别为 4m 和 5m。两波源形成的简谐横波分别沿 AP、BP 方向传播，波速都是 10m/s。求简谐横波的波长。P 点的振动 （填写“加强”或“减弱” ） （2）解析：设简谐横波的波速为 v，波长为 ，周期为 T，由题意知T=0.1s，由波速公式 v=/T，代入数据得：=1m。加强。14.（20 分）（2013 高考安徽理综第 24 题）如图所示，质量为 M倾角为的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为，
11、斜面顶端与劲度系数为 k、自然长度为 L 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为 m 的物块。压缩弹簧使其长度为 3L/4 时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为 g。（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用 x 表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；（3）求弹簧的最大伸长量；（4）为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？【 解析】第 8 页 共 8 页 (1) 设物块在斜面上平衡时,弹簧伸长量为L,有mgsin-kL=0,得：
12、L=,sinmg k此时弹簧的长度为 L+L=L+。.sinmg k（2）当物块位移为 x 时，弹簧伸长量为 x+L，物块所受合力为F合=mgsin-k(x+L)联立以上各式解得F合=-kx，可知物块做简谐运动。(3)物块做简谐振动的振幅为,sin=4LmgAk由对称性可知,最大伸长量为,2sin 4Lmg k（4）设物块位移 x 为正，则斜面体受力情况如图所示。由于斜面平衡，所以有：水平方向：f+FN1sin-Fcos=0，竖直方向：FN2-Mg-FN1cos-F sin=0，又 F=k(x+L)，FN1=mgcos，联立解得：f=kxcos，FN2=Mg+mg+kxsin。为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有f FN2，所以：=。2Nf Fcos sink x Mgmgkx 当 x=-A 时上式右端达到最大值，于是有：。2+4sincos 44cossinkLmg MgmgkL
