2019-2020年高考物理 （真題+模擬新題分類匯編） 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波.DOC

2019-2020年高考物理 （真題+模擬新題分類匯編） 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波24B4G1xx安徽卷 如圖所示，質(zhì)量為M、傾角為的斜面體(斜面光滑且足夠長(zhǎng))放在粗糙的水平地面上，底部與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊壓縮彈簧使其長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)將物塊由靜止開(kāi)始釋放，且物塊在以后的運(yùn)動(dòng)中，斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)重力加速度為g.(1)求物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度；(2)選物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)軸，用x表示物塊相對(duì)于平衡位置的位移，證明物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；(3)求彈簧的最大伸長(zhǎng)量；(4)為使斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件(假設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力)?24解析 (1)設(shè)物塊在斜面上平衡時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)，有mgsinkL0，解得L，此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng).(2)當(dāng)物塊的位移為x時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為xL，物塊所受合力為F合mgsink(xL)，聯(lián)立以上各式可得F合kx，可知物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；(3)物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為A，由對(duì)稱性可知，最大伸長(zhǎng)量為.(4)設(shè)物塊位移x為正，則斜面體受力情況如圖所示，由于斜面體平衡，所以有水平方向fFN1sinFcos0，豎直方向FN2MgFN1cosFsin0，又Fk(xL)，F(xiàn)N1mgcos，聯(lián)立可得fkxcos，F(xiàn)N2Mgmgkxsin為使斜面體始終處于靜止，結(jié)合牛頓第三定律，應(yīng)有|f|FN2，所以，當(dāng)xA時(shí)，上式右端達(dá)到最大值，于是有.G2機(jī)械波15G2xx北京卷 一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為4 m/s.某時(shí)刻波形如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A這列波的振幅為4 cmB這列波的周期為1 sC此時(shí)x4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D此時(shí)x4 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為015D解析 由圖像可知，這列波的振幅為2 cm，A項(xiàng)錯(cuò)誤波長(zhǎng)8 m，故周期T s2 s，B項(xiàng)錯(cuò)誤波向右傳播，左邊的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)右邊的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，故x4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤此時(shí)x4 m處質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，回復(fù)力為零，加速度為零，D項(xiàng)正確11【選修34】G2xx重慶卷 (1)(6分)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，某時(shí)刻該列波上正好經(jīng)過(guò)平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)相距6 m，且這兩質(zhì)點(diǎn)之間的波峰只有一個(gè)，則該簡(jiǎn)諧波可能的波長(zhǎng)為()A4 m、6 m和8 m B6 m、8 m和12 mC4 m、6 m和12 m D4 m、8 m和12 m(1)C解析 本題主要考查對(duì)波的圖像的識(shí)別和波長(zhǎng)的理解如圖可知，滿足題意的兩點(diǎn)可能有以下情況：O點(diǎn)和A點(diǎn)：此時(shí)2OA26 m12 m.O點(diǎn)和B點(diǎn)：此時(shí)OB6 m.A點(diǎn)和D點(diǎn)：此時(shí)AD6 m4 m.故選項(xiàng)C正確11xx重慶卷 (2)(6分)利用半圓柱形玻璃，可減小激光光束的發(fā)散程度在圖所示的光路中，A為激光的出射點(diǎn)，O為半圓柱形玻璃橫截面的圓心，AO過(guò)半圓頂點(diǎn)若某條從A點(diǎn)發(fā)出的與AO成角的光線，以入射角i入射到半圓弧上，出射光線平行于AO，求此玻璃的折射率11(2)解析 本題主要考查光的折射率的計(jì)算如圖可知，玻璃的折射率n.由于出射光線OB與AO平行，所以rAOO；而i是AOO的一個(gè)外角，由三角形的外角等于不相鄰的兩個(gè)內(nèi)角之和，有：iAOOr，即：ri.所以玻璃的折射率n.16G2xx福建卷 如圖，t0時(shí)刻，波源在坐標(biāo)原點(diǎn)從平衡位置沿y軸正向開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)周期為0.4 s，在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負(fù)兩方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波下圖中能夠正確表示t0.6 s時(shí)波形的圖是()16C解析 由vT可知，波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的路程為一個(gè)波長(zhǎng)，由于t0.6 s1.5T，所以波向左、向右傳播的距離均為1.5，即波向右傳播到(1.5，0)，向左傳播到(1.5，0)由于波中任何質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同，故此時(shí)(1.5，0)、(1.5，0)兩質(zhì)點(diǎn)都應(yīng)從平衡位置開(kāi)始向上振動(dòng)，由“上下坡”法可知C正確G3實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度G4機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波綜合21G4xx全國(guó)卷 在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號(hào)發(fā)生器帶動(dòng)的兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出波長(zhǎng)為5 m的聲波一同學(xué)從該跑道的中點(diǎn)出發(fā)，向某一端點(diǎn)緩慢行進(jìn)10 m，在此過(guò)程中， 他聽(tīng)到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為()A2B4C6 D821B解析 根據(jù)波的疊加規(guī)律，波程差為波長(zhǎng)整數(shù)倍的點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，波程差為半波長(zhǎng)奇數(shù)倍的點(diǎn)振動(dòng)減弱，因此，相鄰的振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)(或振動(dòng)減弱點(diǎn))的波程差相差一個(gè)波長(zhǎng)，向某一端點(diǎn)行進(jìn)10 m時(shí)，該點(diǎn)距兩個(gè)端點(diǎn)的波程差為(2510)m(2510)m20 m，為波長(zhǎng)的4倍，這樣聽(tīng)到由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)總共為4次，選項(xiàng)B正確34物理選修34(15分)G4xx新課標(biāo)全國(guó)卷 (1)(6分)如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2 m、4 m和6 m一列簡(jiǎn)諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播，在t0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t3 s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)下列說(shuō)法正確的是_ .(填正確答案標(biāo)號(hào)選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)A在t6 s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處B在t5 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)C質(zhì)點(diǎn)b開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4 sD在4 s<t<6 s的時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng)E當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b一定向上運(yùn)動(dòng)34(1)ACD解析 6 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)傳播的距離xvt12 m，波恰好傳到d點(diǎn)，A正確；由題意知， T3 s，周期T4 s，C正確；t3 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)c剛開(kāi)始向下振動(dòng)，t5 s時(shí)刻，c剛好振動(dòng)了2 s，剛好到達(dá)平衡位置，B 錯(cuò)誤；46 s時(shí)段內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c從最低點(diǎn)向最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，D正確；b、d兩點(diǎn)相距10 m，而波長(zhǎng)vT8 m，不是半波長(zhǎng)奇數(shù)倍，b、d兩點(diǎn)不是振動(dòng)的反相點(diǎn)，E錯(cuò)誤34G4xx新課標(biāo)全國(guó)卷 (2)(9分)圖示為一光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，折射率為n，AB代表端面已知光在真空中的傳播速度為c.()為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件；()求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間34(2)解析()設(shè)光線在端面AB上C點(diǎn)(見(jiàn)下圖)的入射角為i，折射角為r，由折射定律有sin insin r設(shè)該光線射向玻璃絲內(nèi)壁D點(diǎn)的入射角為，為了使該光線可在此光導(dǎo)纖維中傳播，應(yīng)有式中，是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角，它滿足nsin 1由幾何關(guān)系得r90由式得sin i()光在玻璃絲中傳播速度的大小為v光速在玻璃絲軸線方向的分量為vzvsin 光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時(shí)間為T光線在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時(shí)，光線從端面AB傳播到其另一端面所需的時(shí)間最長(zhǎng)，由式得Tmax5G4xx四川卷 圖1是一列簡(jiǎn)諧橫波在t1.25 s時(shí)的波形圖，已知c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的晚0.5 s起振，則圖2所示振動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于()圖1圖2Aa<x<bBb<x<cCc<x<d Dd<x<e5D解析 c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的晚0.5 s起振，a、c間距離為半個(gè)波長(zhǎng)，故波長(zhǎng)沿x軸正方向傳播，周期T1 s由t1.25 sT，從圖2中可看出，t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)正由y軸上方向平衡位置運(yùn)動(dòng)，故D對(duì)7G4xx天津卷 一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9 m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示，下列描述該波的圖像可能正確的是()7AC解析 由振動(dòng)圖像可知，a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)相位相差四分之一或四分之三周期，由波的傳播規(guī)律可知，一個(gè)周期內(nèi)波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)，所以a、b間的距離x(n)或x(n)(n0，1，2，3)由第一個(gè)表達(dá)式，當(dāng)n0時(shí)， 36 m；當(dāng)n1時(shí)， 7.2 m；當(dāng)n2時(shí)， 4 m，A 正確；由第二個(gè)表達(dá)式，當(dāng)n0時(shí)， 12 m；當(dāng)n1時(shí)， m；當(dāng)n2時(shí)， m，C正確