2014年高考物理(高考真题+模拟新题)分类汇编：G单元--机械振动和机械波

1[]G单元机械振动和机械波机械振动17．[2014·浙江卷]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20cm，周期为3.0s．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10cm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()A．0.5sB．0.75sC．1.0sD．1.5s17．C[解析]本题考查简谐运动的知识点和建模能力．从平衡位置开始计时，游船的振动方程x＝20sin2π3tcm，游客要舒服地登船需满足的条件Δx＝20－x≤10，解得0.25s≤t≤1.25s，故游客能舒服地登船的时间Δt＝1.0s，选项C正确．5．[2014·四川卷]如图所示，甲为t＝1s时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点Δx＝0.5m处质点的振动图像可能是()甲乙ABCD5．A[解析]从甲图可以得到波长为2m，从乙图可以得到周期为2s，即波速为1m/s；由乙图的振动图像可以找到t＝1s时，该质点位移为负，并且向下运动，距该质点Δx＝0.5m处的质点与该质点的振动情况相差T4，即将乙图中的图像向左或右平移14周期即可得到距该质点Δx＝0.5m处质点的振动图像，故只有A正确．3．（2014·上海13校联考）一个做简谐振动的弹簧振子，周期为T，振幅为A，已知振2子从平衡位置第一次运动到x＝A2处所用的最短时间为t1，从最大的正位移处第一次运动到x＝A2处所用的最短时间为t2，那么t1与t2的大小关系是()A．t1＝t2B．t1＜t2C．t1＞t2D．无法判断3．B[解析]振子从平衡位置到最大位移处，速度减小，振子从平衡位置第一次运动到x＝A2处的平均速度大于从最大的正位移处第一次运动到x＝A2处的平均速度，由t＝xv可知，t1＜t2，选项B正确．9.（2014·贵州六校联考）如图X27­8所示，质量M＝0.5kg的框架B放在水平地面上．劲度系数k＝100N/m的轻弹簧竖直放在框架B中，轻弹簧的上端和质量m＝0.2kg的物体C连在一起，轻弹簧的下端连在框架B的底部，物体C在轻弹簧的上方静止不动．现将物体C竖直向下缓慢压下距离x＝0.03m后释放，物体C就在框架B中沿竖直方向做简谐运动．在运动的过程中，框架B始终不离开地面，物体C始终不碰撞框架B的顶部，已知重力加速度g取10m/s2.求当物体C运动到最低点时，物体C的加速度和此时物体B对地面的压力．图X27­89．15m/s210N[解析]物体C在轻弹簧上静止时，设弹簧的压缩量为x0，对物体C有mg＝kx0解得x0＝0.02m当将物体C从静止压下距离x后释放，物体C就以原来的静止位置为中心上下做简谐运动，振幅A＝x＝0.03m.当物体C运动到最低点时，对物体C有k(x＋x0)－mg＝ma解得a＝15m/s2.3当物体C运动到最低点时，设地面对框架B的支持力为F，对框架B有F＝Mg＋k(x＋x0)解得F＝10N所以框架B对地面的压力为10N.机械波14．[2014·浙江卷]下列说法正确的是()A．机械波的振幅与波源无关B．机械波的传播速度由介质本身的性质决定C．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14．B[解析]本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识．机械波的振幅与波源有关，选项A错误；传播速度由介质决定，选项B正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D错误．5．[2014·四川卷]如图所示，甲为t＝1s时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点Δx＝0.5m处质点的振动图像可能是()甲乙ABCD5．A[解析]从甲图可以得到波长为2m，从乙图可以得到周期为2s，即波速为1m/s；由乙图的振动图像可以找到t＝1s时，该质点位移为负，并且向下运动，距该质点Δx＝0.5m4处的质点与该质点的振动情况相差T4，即将乙图中的图像向左或右平移14周期即可得到距该质点Δx＝0.5m处质点的振动图像，故只有A正确．18．[2014·全国卷]两列振动方向相同、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|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．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18．AD[解析]本题考查波的叠加．波峰与波谷相遇，振动方向相反，振幅等于两列波振幅之差，A正确；波峰与波峰相遇，振动方向相同，振幅等于两列波振幅之和，质点仍在振动而不会停在最大位移处，B错误；无论波峰与波谷相遇处还是波峰与波峰相遇处，质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动，只是波峰与波峰相遇处质点振幅大于波峰与波谷相遇处质点振幅，C错误，D正确．图X27­12．（2014·北京通州期末）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图X27­1所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，质点P的速度和加速度的大小变化情况是()A．v变小，a变大B．v变小，a变小C．v变大，a变大D．v变大，a变小2．A[解析]沿x轴正方向传播的简谐横波，质点P向上振动，速度变小，加速度变大，选项A正确．5图X27­78．（2014·江西九校联合）如图X27­7所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是()A．该时刻位于O处的质点正处于平衡位置B．P、N两处的质点始终处在平衡位置C．随着时间的推移，M处的质点将向O处移动D．从该时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零E．O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A8.BDE[解析]该时刻位于O处的质点正处于波谷与波谷的相遇点，非平衡位置，选项A错误；P、N两处的质点处于波峰和波谷的相遇点，二者运动的步调始终相反，合位移为0，选项B正确；质点并不随波迁移，选项C错误；从该时刻起，经过四分之一周期，两列波在M点的振动均达到平衡位置，合位移为零，选项D正确；O、M连线的中点是振动加强区的点，其振幅为2A，选项E正确.实验：用单摆测定重力加速度机械振动与机械波综合5．[2014·天津卷]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50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/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xP＝3.5m、xQ＝－3m．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5．D[解析]本题是对机械振动和机械波的综合考查，根据波速和频率之间的关系v＝fλ得该波的波长为2m．可知，当S经过平衡位置向负方向运动时，距离S为1.75个波长的P点从最大的负位移处向平衡位置运动，距离S为1.5个波长的Q点经平衡位置向正方向运动，所以两质点的位移方向相反，速度方向相同，D正确．34．[物理——选修3－4][2014·新课标全国卷Ⅰ](1)图(a)为一列简谐横波在t＝2s时的6波形图．图(b)为媒质中平衡位置在x＝1.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x＝2m的质点．下列说法正确的是________．图(a)图(b)A．波速为0.5m/sB．波的传播方向向右C．0～2s时间内，P运动的路程为8cmD．0～2s时间内，P向y轴正方向运动E．当t＝7s时，P恰好回到平衡位置34．ACE[解析]本题考查了机械振动与机械波．v＝λT＝24m/s＝0.5m/s，A正确．x＝1.5m处的质点在t＝2s时正在向下振动，根据“上坡下”法可判断机械波向左传播，B错误；0～2s是半个周期，P点运动的路程为2×4cm＝8cm，C正确，D错误；7s是此时刻再经过5s，即114T，这时P点刚好回到平衡位置，E正确．17．[2014·福建卷Ⅰ]在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图像如图所示，则该波在第一个周期末的波形图是()ABCD17．D[解析]由振动图像可知，波源的起振方向是沿y轴负方向的，由题干可知该波沿x轴正方向传播，由质点的振动方向与波的传播方向的关系可知，该波在第一个周期末的波形图如图D所示．17．[2014·北京卷]一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点．图2是波上某一质点的振动图像．下列说法7中正确的是()图1图2A．t＝0时质点a的速度比质点b的大B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小C．图2可以表示质点a的振动D．图2可以表示质点b的振动17．D本题考查简谐运动的振动和波动图像．图1为波动图像，图2为振动图像．t＝0时刻，a在波峰位置，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速度最大，A、B错误．在波动图像中，根据同侧法由波传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t＝0时刻，b点在平衡位置且向下振动，故图2可以表示质点b的振动，C错误，D正确．10．（2014·吉林九校摸底）如图X27­9甲所示，在某介质中波源A、B相距d＝20m，t＝0时二者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度均为v＝1.0m/s，开始阶段两波源的振动图像如图乙所示．求：(1)距A点1m处的质点在t＝0到t＝22s内所经过的路程；(2)在t＝0到t＝16s时间内从A发出的半个波在前进的过程中所遇到的波峰的个数．乙图X27­910．(1)128cm(2)6个[解析](1)距A点1m处的质点随A点振动经过的路程s1＝2×4cm＝8cm从B发出的波在22s内传播的距离x＝vt＝22m故从B发出的波可以传播到距A点1m处的质点，且该质点又振动了1.5个周期，8故此质点又振动的路程为s2＝6×20cm＝120cm总路程s＝s1＋s2＝128cm.(2)16s内两列波相对运动的长度Δl＝lA＋lB－d＝2vt－d＝12m从A发出的波的宽度a＝λA2＝vTA2＝0.2m从B发出的波的波长λB＝vTB＝2mn＝ΔlλB＝6即从A发出的波经过了6个波峰．