2011高考物理熱點(diǎn)預(yù)測專題6機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波

1、2011高考物理熱點(diǎn)預(yù)測專題6·機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波高考預(yù)測機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波是每年高考的必考內(nèi)容，分值為6分，著重考查基礎(chǔ)知識(shí)，復(fù)習(xí)時(shí)深度不宜過深。從近三年高考試題發(fā)展趨勢來看，2010年高考中本專題可能會(huì)以下列題型出現(xiàn)：1選擇題。它可能把波的圖象、頻率、波長、波速的關(guān)系，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波傳播方向的關(guān)系，及單擺的周期、機(jī)械能守恒等知識(shí)有機(jī)整合成一道選擇題。 2實(shí)驗(yàn)題和填空題?？梢钥疾椤坝脝螖[測重力加速度”、“回聲測距離”等。 3計(jì)算題。計(jì)算題中可能會(huì)求考查波速與周期、波長的關(guān)系、振動(dòng)圖象、波的圖象等知識(shí)。 一、選擇題（本題共10小題，每小題6分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小

2、題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的或不答的得0分。）1. 如圖6-16所示，兩個(gè)單擺的擺長相同，平衡時(shí)兩擺球剛好接觸。現(xiàn)將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開一個(gè)小角度后釋放，碰撞后，兩擺球分開各自做簡諧運(yùn)動(dòng), 以mA、mB分別表示A、B兩球的質(zhì)量，則( )A.如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B.如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)C.無論兩擺球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右側(cè)D.無論兩擺球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)2. 在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡諧橫波。一頂點(diǎn)由平衡位置豎直向上運(yùn)

3、動(dòng)，經(jīng)0.1 s到達(dá)最大位移處在這段時(shí)間內(nèi)波傳播了0.5 m。則這列波（ ）A周期是0.2 sB波長是0.5 mC波速是2 m/sD經(jīng)1.6 s傳播了8 mD 解析：波速，故選項(xiàng)C不正確；質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.1 s達(dá)到最大位移處，則（n=0, 1,2）或（n=0, 1,2），即（n=0, 1,2）或（n=0, 1,2），故選項(xiàng)A不正確；由公式，則，所以（n=0, 1,2）或（n=0, 1,2）故選項(xiàng)B不正確；1.6 s內(nèi)波傳播的距離，故選項(xiàng)D正確。3.公路上勻速行駛的貨車受一擾動(dòng)，車上貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但不脫離底板。一段時(shí)間內(nèi)貨物在豎直方向的振動(dòng)可視為簡諧運(yùn)動(dòng)，周期為T，取豎直向

4、上為正方向。以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，即t0，其振動(dòng)圖像如圖6-17所示，則( )A時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大B時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小C時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大D時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小4. A、B兩列波在某時(shí)刻的波形如圖6-18所示，經(jīng)過tTA時(shí)間（TA為波A的周期），兩波再次出現(xiàn)如圖波形，則兩波的波速之比vA： vB可能是( )A. 1：3B. 1：2C. 2：1D. 3：15一簡諧波在圖6-19中x軸上傳播，實(shí)線和虛線分別是t1和t2時(shí)刻的波形圖。已知t2t11.0s。由圖3判斷下列哪一個(gè)波速是不可能的（ ）A. 1m/sB. 3m/sC. 5m/sD. 10m/s6如圖6-

5、20所示的單擺，擺球a向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)的粘性小球b發(fā)生碰撞，并粘在一起，且擺動(dòng)平面不變。已知碰撞前a球擺動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為h，擺動(dòng)的周期為T，a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的5倍，碰撞前a球在最低點(diǎn)的速度是b球速度的一半。則碰撞后( )A擺動(dòng)的周期為B擺動(dòng)的周期為C擺球最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.3hD擺球最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.25h7一列橫波在x軸上傳播，在x0與x1 cm的兩點(diǎn)的振動(dòng)圖線分別如圖6-21中實(shí)線與虛線所示。由此可以得出( ) A波長一定是4 cm B波的周期一定是4 s C波的振幅一定是2 cm D波的傳播速度一定是1 cm/s8如圖6-22

6、所示，位于介質(zhì)I和II分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機(jī)械波。若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則( )Af12f2，v1v2 Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df10.5f2，v1v29如圖6-23所示，S1和S2是兩個(gè)相干波源，由它們發(fā)生的波相互疊加，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，對(duì)于a、b、c三點(diǎn)的振動(dòng)情況，下列判斷中正確的是( )Ab處的振動(dòng)永遠(yuǎn)互相減弱 Ba處永遠(yuǎn)是波峰與波峰相遇Cb處在此時(shí)刻是波谷與波谷相遇 Dc處的振動(dòng)永遠(yuǎn)互相減弱10一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波在某時(shí)刻（設(shè)該時(shí)間為t=0時(shí)刻）的波形如圖18所示

7、，在0.7s末，質(zhì)點(diǎn)P恰好第二次到達(dá)波峰，則下列說法正確的是（ ）2-44-2-60x/myQP圖6-24A在該列波的傳播速度是10m/sB在0.9s末，質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰C如果x=5m處就是波源，則它剛開始起振的方向是y軸的正方向D當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波谷 二、填空和實(shí)驗(yàn)題(本題共3小題，共24分，把正確的答案填在下面的橫線上，或按要求答題。）11用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，有如下器材供選用，請(qǐng)把應(yīng)選用的器材填在橫線上_ (填字母)。 A1m長的粗繩 B1m長的細(xì)線C半徑為lcm的小木球 D半徑為lcm的小鉛球 E時(shí)鐘 F. 秒表 C最小刻度為mm的米尺 H最小刻度為cm的米尺

8、 I鐵架臺(tái) J. 附砝碼的天平，12 一位同學(xué)用單擺做測定重力加速度的實(shí)驗(yàn), 他將擺掛起后，進(jìn)行了如下步驟： A. 測擺長l ：用米尺量出擺線的長度； B測周期T ：將擺球拉起，然后放開，在擺球某次通過最低點(diǎn)時(shí)，按下秒表開始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次通過最低點(diǎn)作為第1次，接著一直數(shù)到擺球第60次通過最低點(diǎn)時(shí)，按下秒表停止計(jì)時(shí)，讀出這段時(shí)間t ，算出單擺的周期 T = t /60 ； C將所測得的l和T代人單擺的周期公式 ，算出g填入報(bào)告冊. 指出上面步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方，寫出該步驟的字母，并加以改正 (不要求進(jìn)行誤差計(jì)算)。13沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時(shí)的波形如圖6-25所示，P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的

9、平衡位置分別位于x3.5 m和x6.5 m處。在t10.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好此后第二次處于波峰位置；則t2_s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q此后第二次在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)t10.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為_cm。 14一列間諧橫波，沿x軸正向傳播。位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖6-26所示。該振動(dòng)的振幅是  _cm；振動(dòng)的周期是 s ；在t等于周期時(shí)，位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移是 cm。圖6-27為該波在某一時(shí)刻的波形圖，點(diǎn)位于x=0.5m處。該波的傳播速度為 m/s；經(jīng)過周期后，點(diǎn)離開平衡位置的位移是 _ cm。三、計(jì)算題（本題共3小題，每小題12分，共36分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和

10、重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）15.某實(shí)驗(yàn)室中懸掛著一彈簧振子和一單擺，彈簧振子的彈簧和小球（球中間有孔）都套在固定的光滑豎直桿上某次有感地震中觀察到靜止的振子開始振動(dòng)4.0 s后，單擺才開始擺動(dòng)此次地震中同一震源產(chǎn)生的地震縱波和橫波的波長分別為10 km和5.0 km，頻率為1.0 Hz假設(shè)該實(shí)驗(yàn)室恰好位于震源的正上方，求震源離實(shí)驗(yàn)室的距離 解析：地震縱波傳播速度為：vPfP，地震橫波傳播速度為：vSfS震源離實(shí)驗(yàn)室距離為s，有： 解得：16圖6-29為某波動(dòng)在t =10s時(shí)的圖像，圖6-30為圖1中x =10cm處P點(diǎn)的振動(dòng)圖像。根

11、據(jù)圖示信息回答下列問題。(1) 該波動(dòng)的振幅、波長、周期、頻率是多少？(2) 波向哪個(gè)方向傳播？速度是多少？(3) 畫出圖6-29中x =20cm處Q點(diǎn)的振動(dòng)圖像。17在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上，有相距0.4m的B、C兩質(zhì)點(diǎn),t1=0時(shí)，B、C兩質(zhì)點(diǎn)的位移為正的最大值，而且B、C間有一個(gè)波谷。當(dāng)t2=0.1s時(shí)，B、C兩質(zhì)點(diǎn)的位置剛好在各自的平衡位置，并且這時(shí)B、C間呈現(xiàn)一個(gè)波峰一個(gè)波谷，波谷到B點(diǎn)的距離為波長的四分之一，試求：(1)該簡諧橫波的周期、波速各為多少？(2)若波速為27m/s，則t3=0.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)方向怎樣？參考答案：一、選擇題5解析：由波動(dòng)圖像可知波長4m。(1)

12、若波沿x軸正方向傳播：x（n +1/4）(4n+1)m n=1、2、3波速（4n+1）m/s 波速可能值為1 m/s，5 m/s，9 m/s，13 m/s(2)若波沿x軸負(fù)方向傳播x（n +3/4）(4n+3)m n=1、2、3 波速（4n+3）m/s 波速可能值為3 m/s，7 m/s，11m/s，15 m/s由此可知波速不可能為10m/s，該題應(yīng)選D 。6解析：碰撞后由可知，擺長不變周期不變，碰撞過程動(dòng)量守恒結(jié)合可得，選項(xiàng)D對(duì)。7解析：由圖像可知T=4s,A=2cm,若波沿x軸正向傳播，則二者間距為,若波沿x軸負(fù)向傳播，則二者間距為，所以波長為4cm只是波沿x軸正向傳播的一種可能，所以BC

13、對(duì)。8解析：由圖像可知 而波的頻率由波源決定與介質(zhì)無關(guān) 故，由故v1=2v2，所以選項(xiàng)C正確。9解析：兩個(gè)相干波源形成的干涉圖樣是穩(wěn)定的，加強(qiáng)區(qū)永遠(yuǎn)是加強(qiáng)區(qū)減弱區(qū)永遠(yuǎn)是減弱區(qū)（a、b處永遠(yuǎn)是加強(qiáng)區(qū)，c永遠(yuǎn)是減弱區(qū)），加強(qiáng)區(qū)部分（如圖中的a、b兩點(diǎn)）的質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)的幅度加大而不會(huì)永遠(yuǎn)是波峰與波峰相遇。減弱區(qū)部分（圖中c點(diǎn)）振動(dòng)的振動(dòng)的幅度減小有兩列波的振幅相同時(shí)，減弱區(qū)才會(huì)出現(xiàn)疊加后合振幅為零，選項(xiàng)CD對(duì)。10解析：由題意 則 跟據(jù)波形平移法，波峰“移”至Q點(diǎn)時(shí)，經(jīng)過的路程是0.9m。v=10m./s所需時(shí)間為0.9s。從-1處質(zhì)點(diǎn)的起振方向可知波源的起振方向?yàn)橄蛳拢?.9s之后P點(diǎn)處于波谷，故選

14、ABD。二、填空和實(shí)驗(yàn)題11.解析： 測擺長時(shí)是從懸點(diǎn)到球心的距離，若用粗繩，粗繩質(zhì)量不能忽略，則擺長無法測定，故選B ，鉛球密度大，擺動(dòng)中阻力的影響相對(duì)小些，擺長的測定也相對(duì)準(zhǔn)確，故選D. 計(jì)時(shí)使用秒表方便，故選F測長度應(yīng)準(zhǔn)確到mm ，故選C ，本實(shí)驗(yàn)中不需測質(zhì)量，但必須將小球懸掛，故選I 。答案 B、D、F、C、I 12解析： A. 要用卡尺測擺球直徑d ，擺長l等于擺線長加上d2 B. 周期T = t /29.5, Cg應(yīng)多測量幾次，然后取g的平均值作為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果13解析：在t10.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好此后第二次處于波峰位置，P質(zhì)點(diǎn),Q點(diǎn)t=0時(shí)刻振動(dòng)方向向下，所以t2=0.6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q第二次通過平衡位置向上振動(dòng)。t10.9 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位處波峰故位移為2cm。答案 0.6 214答案： 8 0.2 0 10 8三、計(jì)算題15解析：A0.1 m 0.10.20.30.40.50.