2011高考物理考前冲刺预测专题6机械振动与机械波

高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！2011高考物理考前冲刺预测专题6：机械振动与机械波高考预测机械振动和机械波是每年高考的必考内容，分值为6分，着重考查基础知识，复习时深度不宜过深。从近三年高考试题发展趋势来看，2010年高考中本专题可能会以下列题型出现：1．选择题。它可能把波的图象、频率、波长、波速的关系，质点振动方向和波传播方向的关系，及单摆的周期、机械能守恒等知识有机整合成一道选择题。2．实验题和填空题。可以考查“用单摆测重力加速度”、“回声测距离”等。3．计算题。计算题中可能会求考查波速与周期、波长的关系、振动图象、波的图象等知识。一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的或不答的得0分。）1.如图6-16所示，两个单摆的摆长相同，平衡时两摆球刚好接触。现将摆球A在两摆线所在平面内向左拉开一个小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动,以mA、mB分别表示A、B两球的质量，则()A.如果mA＞mB，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B.如果mA＜mB，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C.无论两摆球质量之比是多少，，下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧D.无论两摆球质量之比是多少，，下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧2.在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一顶点由平衡位置竖直向上运动，经0.1s到达最大位移处．在这段时间内波传播了0.5m。则这列波（）A．周期是0.2sB．波长是0.5mC．波速是2m/sD．经1.6s传播了8mD解析：波速smsmv/5/1.05.0，故选项C不正确；质点由平衡位置开始运动，经0.1s达到最大位移处，则sTnT1.041（n=0,1,2……）或sTnT1.043（n=0,1,2……），即snT144.0（n=0,1,2……）或snT344.0（n=0,1,2……），故选项A不正确；由公式Tv，则Tv，所以mn142（n=0,1,2……）或mn342（n=0,1,2……）故选项B不正确；1.6s内波传播的距离mmtvx86.15，故选项D正确。3.公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T，取竖直向上为正方向。以某时刻作为计时起点，即t＝0，其振动图像如图6-17所示，则()高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！A．Tt41时，货物对车厢底板的压力最大B．Tt21时，货物对车厢底板的压力最小C．Tt43时，货物对车厢底板的压力最大D．Tt43时，货物对车厢底板的压力最小4.A、B两列波在某时刻的波形如图6-18所示，经过t＝TA时间（TA为波A的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vA：vB可能是()A.1：3B.1：2C.2：1D.3：15．一简谐波在图6-19中x轴上传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图。已知t2－t1＝1.0s。由图3判断下列哪一个波速是不可能的（）A.1m/sB.3m/sC.5m/sD.10m/s6．如图6-20所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。则碰撞后()A．摆动的周期为56TB．摆动的周期为65TC．摆球最高点与最低点的高度差为0.3hD．摆球最高点与最低点的高度差为0.25h7．一列横波在x轴上传播，在x＝0与x＝1cm的两点的振动图线分别如图6-21中实线与虚线所示。由此可以得出()A．波长一定是4cmB．波的周期一定是4sC．波的振幅一定是2cmD．波的传播速度一定是1cm/s高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！8．如图6-22所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()A．f1＝2f2，v1＝v2B．f1＝f2，v1＝0.5v2C．f1＝f2，v1＝2v2D．f1＝0.5f2，v1＝v29．如图6-23所示，S1和S2是两个相干波源，由它们发生的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，对于a、b、c三点的振动情况，下列判断中正确的是()A．b处的振动永远互相减弱B．a处永远是波峰与波峰相遇C．b处在此时刻是波谷与波谷相遇D．c处的振动永远互相减弱10．一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻（设该时间为t=0时刻）的波形如图18所示，在0.7s末，质点P恰好第二次到达波峰，则下列说法正确的是（）2-44-2-60x/myQP图6-24高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！A．在该列波的传播速度是10m/sB．在0.9s末，质点Q第一次到达波峰C．如果x=5m处就是波源，则它刚开始起振的方向是y轴的正方向D．当质点Q到达波峰时，质点P到达波谷二、填空和实验题(本题共3小题，共24分，把正确的答案填在下面的横线上，或按要求答题。）11．用单摆测定重力加速度的实验中，有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上__________(填字母)。A．1m长的粗绳B．1m长的细线C．半径为lcm的小木球D．半径为lcm的小铅球E．时钟F.秒表C．最小刻度为mm的米尺H．最小刻度为cm的米尺I．铁架台J.附砝码的天平，12．一位同学用单摆做测定重力加速度的实验,他将摆挂起后，进行了如下步骤：A.测摆长l：用米尺量出摆线的长度；B．测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按下秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T=t/60；C．将所测得的l和T代人单摆的周期公式，算出g填入报告册.指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正(不要求进行误差计算)。13．沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如图6-25所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x＝3.5m和x＝6.5m处。在t1＝0.5s时，质点P恰好此后第二次处于波峰位置；则t2＝_________s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t1＝0.9s时，质点P的位移为_____________cm。14．一列间谐横波，沿x轴正向传播。位于原点的质点的振动图象如图6-26所示。①该振动的振幅是_cm；②振动的周期是s；③在t等于41周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是cm。图6-27为该波在某一时刻的波形图，Ａ点位于x=0.5m处。④该波的传播速度为m/s；⑤经过21周期后，Ａ点离开平衡位置的位移是_cm。高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！三、计算题（本题共3小题，每小题12分，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15.某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上．某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0s后，单摆才开始摆动．此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10km和5.0km，频率为1.0Hz．假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室的距离．解析：地震纵波传播速度为：vP＝fλP，地震横波传播速度为：vS＝fλS震源离实验室距离为s，有：Pstv()Ssttv解得：40km11sPfts16．图6-29为某波动在t=10s时的图像，图6-30为图1中x=10cm处P点的振动图像。根据图示信息回答下列问题。(1)该波动的振幅、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6-29中x=20cm处Q点的振动图像。高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！17．在一列沿水平直线传播的简谐横波上，有相距0.4m的B、C两质点,t1=0时，B、C两质点的位移为正的最大值，而且B、C间有一个波谷。当t2=0.1s时，B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置，并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷，波谷到B点的距离为波长的四分之一，试求：(1)该简谐横波的周期、波速各为多少？(2)若波速为27m/s，则t3=0.3s时质点C的振动方向怎样？高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！参考答案：一、选择题5．解析：由波动图像可知波长λ＝4m。(1)若波沿x轴正方向传播：Δx＝（n+1/4）λ＝(4n+1)mn=1、2、3……波速txv＝（4n+1）m/s波速可能值为1m/s，5m/s，9m/s，13m/s……(2)若波沿x轴负方向传播Δx＝（n+3/4）λ＝(4n+3)mn=1、2、3……波速txv＝（4n+3）m/s波速可能值为3m/s，7m/s，11m/s，15m/s……由此可知波速不可能为10m/s，该题应选D。6．解析：碰撞后由gLT2可知，摆长不变周期不变，碰撞过程动量守恒高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！'625mvvmmv结合22'621'6,21vmmghmvmgh可得hh25.0'，选项D对。7．解析：由图像可知T=4s,A=2cm,若波沿x轴正向传播，则二者间距为......)2,1,0(/141,)41nscmnTvnx（,若波沿x轴负向传播，则二者间距为......)2,1,0(/341',')43nscmnTvnx（，所以波长为4cm只是波沿x轴正向传播的一种可能，所以BC对。8．解析：由图像可知LL31,3221而波的频率由波源决定与介质无关故21ff，由fv故v1=2v2，所以选项C正确。9．解析：两个相干波源形成的干涉图样是稳定的，加强区永远是加强区减弱区永远是减弱区（a、b处永远是加强区，c永远是减弱区），加强区部分（如图中的a、b两点）的质点是振动的幅度加大而不会永远是波峰与波峰相遇。减弱区部分（图中c点）振动的振动的幅度减小有两列波的振幅相同时，减弱区才会出现叠加后合振幅为零，选项CD对。10．解析：由题意sT4.0m4则smTv/10跟据波形平移法，波峰“移”至Q点时，经过的路程是0.9m。v=10m./s所需时间为0.9s。从-1处质点的起振方向可知波源的起振方向为向下，0.9s之后P点处于波谷，故选ABD。二、填空和实验题11.解析：测摆长时是从悬点到球心的距离，若用粗绳，粗绳质量不能忽略，则摆长无法测定，故选B，铅球密度大，摆动中阻力的影响相对小些，摆长的测定也相对准确，故选D.计时使用秒表方便，故选F．测长度应准确到mm，故选C，本实验中不需测质量，但必须将小球悬挂，故选I。答案B、D、F、C、I12．解析：A.要用卡尺测摆球直径d，摆长l等于摆线长加上d／2．B.周期T=t/29.5,C．g应多测量几次，然后取g的平均值作为实验的最后结果．13．解析：在t1＝0.5s时，质点P恰好此后第二次处于波峰位置，P质点sT4.0,Q点t=0时刻振动方向向下，所以t2=0.6s时，质点Q第二次通过平衡位置向上振动。t1＝0.9s时质点P位处波峰故位移为2cm。答案0.6214．答案：80.2010－8三、计算题15．解析：⑴A＝0.1m2.5Hznft10.4sTf5m/svf⑵16．解析：(1)A=15cm,=40cm,T=20s,f=0.05Hz0.10.20.30.40.50