高考真题汇编G单元机械振动和机械波.doc

G单元 机械振动和机械波G1 机械振动15G12016北京卷 如图1所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动以平衡位置O为原点，建立Ox轴向右为x轴正方向若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为()图1图115A解析 弹簧振子的初始位置N点位于x轴的正向位移处选项A正确，选项B、C、D不正确162016海南卷 选修34G1 (1)下列说法正确的是_A在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向16(1) 答案 ABD解析在同一地点，重力加速度g为定值，根据单摆周期公式T2可知，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比，故选项A正确；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与相互转化，根据机械能守恒定律可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，故选项B正确；根据单摆周期公式T2可知，单摆的周期与摆球质量无关，故选项C错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选项D正确；若弹簧振子初始时刻在波峰或波谷位置，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初始时刻不在波峰或波谷位置，则无法确定任意时刻运动速度的方向，故选项E错误G2 机械波342016全国卷 物理选修34G2(1)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s下列说法正确的是_A水面波是一种机械波B该水面波的频率为6 HzC该水面波的波长为3 mD水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移34. （1）ACE解析水面波是一种机械波，故A正确；该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身上的时间间隔为15 s，所以周期T s s，该水面波的频率f0.6 Hz，故B错误；该水面波的波长vT3 m，故C正确；水面波没有将该同学推向岸边，只能说是因为波传播时振动的质点并不随波迁移，不能说是因为波传播时能量不会传递出去，波的传播过程也是能量传递的过程，故D错误，E正确342016全国卷 物理选修34G2(2)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x0和x5 cm处的两个质点t0时开始观测，此时质点O的位移为y4 cm，质点A处于波峰位置；t s时，质点O第一次回到平衡位置，t1 s时，质点A第一次回到平衡位置求：(i)简谐波的周期、波速和波长；(ii)质点O的位移随时间变化的关系式34.（2）答案 (i)4 s7.5 cm/s30 cm解析 (i)设振动周期为T.由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知T4 s由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t s时回到平衡位置，而A在t1 s时回到平衡位置，时间相差 s两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度v7.5 cm/s利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长30 cm(ii)设质点O的位移随时间变化的关系为yAcos将式及题给条件代入上式得解得0，A8 cm质点O的位移随时间变化的关系式为y0.08cos(国际单位制)或y0.08sin(国际单位制)342016全国卷 物理选修34G2(1)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 mP、Q开始振动后，下列判断正确的是_AP、Q两质点运动的方向始终相同BP、Q两质点运动的方向始终相反C当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰34.（1） BDE解析波长vT0.8 m，SQ14.6 m18，当S处于平衡位置向上振动时，Q应处于波谷；SP15.8 m19，当S处于平衡位置向上振动时，P应处于波峰；可见P、Q两质点运动的方向应始终相反，A、C错误，B、D、E正确14G2N32016北京卷 下列说法正确的是()A电磁波在真空中以光速c传播B在空气中传播的声波是横波C声波只能在空气中传播D光需要介质才能传播14A解析 光波属于电磁波，光波在真空中的速度也就是电磁波在真空中的速度，选项A正确空气中的声波是振源的振动造成空气密度的变化而产生的，它存在密部和疏部，属于纵波，选项B不正确声波不仅仅能在空气中传播，在固体、液体中都可以传播，选项C不正确光波属于电磁波，电磁波是通过电磁场的交替变化传递的，不需要介质，选项D不正确G3 实验：用单摆测定重力加速度G4 机械振动与机械波综合7G42016天津卷 在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为y5sin，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x12 m处，波形图像如图1所示，则()图1A此后再经6 s该波传播到x24 m处BM点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D此后M点第一次到达y3 m处所需时间是2 s7AB解析 根据波源做简谐运动的表达式可知，周期为4 s，从波的图像可以看出波长为8 m，根据波速公式可以得出，波速为2 m/s，再经过6 s，波向前传播了12 m，故振动的形式传到x24 m处，A正确；M点在此时振动的方向沿y轴负方向，则第3 s末，即经过了周期，该点的振动方向沿y轴正方向，B正确；波传播到x12 m时的起振方向为y轴正方向，波源的起振方向与每个点的起振方向一致，C错误；该时刻M点向y轴负方向振动，设经时间t1运动到平衡位置，由35sin，得t1 s，故M点第一次到达y3 m处所需时间为 s，D错误6G42016四川卷 简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q时开始计时，P、Q两质点的振动图像如图1所示则()图1A质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B该波从P传到Q的时间可能为7 sC该波的传播速度可能为2 m/sD该波的波长可能为6 m6AD解析 读图可知，质点P的振动图像为虚线，质点Q的振动图像为实线从0时刻开始，质点Q的起振方向沿y轴正方向，A选项正确由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由图可知，周期T6 s，质点Q的振动图像向左平移4 s后与P点的振动图像重合，意味着Q比P的振动滞后了4 s，即P传到Q的时间t可能为4 s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间t为(4nT)s，n0，1，2，即t4 s，10 s，16 s，所以B选项错误由v，考虑到简谐波的周期性，当t4 s，10 s，16 s，时，速度v可能为2.5 m/s，1 m/s，0.625 m/s，C选项错误同理，考虑周期性，由vT可得，波长可能为15 m，6 m，3.75 m，D选项正确20G42016上海卷 甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2 m/s，振幅相同；某时刻的图像如图1所示则()图1A甲、乙两波的起振方向相反B甲、乙两波的频率之比为32C再经过3 s，平衡位置在x7 m处的质点振动方向向下D再经过3 s，两波源间(不含波源)有5个质点位移为零20ABD解析 甲波的起振方向向下，乙波的起振方向向上，A正确；甲、乙两波的波长之比为23，波速相等，根据vf，故频率之比为32，B正确；再经过3 s，甲、乙均传播6 m距离，平衡位置在x7 m处的质点振动方向向上，C错误；再经过3 s，甲、乙各传播6 m距离，作出此时刻的波形，可以看出正、负位移相等的点有5个，D正确1(多选)2016皖南八校第二次联考 如图K471所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x0.2 m和x1.2 m处，两列波的速度均为v0.4 m/s，两列波的振幅均为2 cm.图示为t0时刻两列波的图像(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x0.2 m和x0.8 m的P、Q两质点刚开始振动质点M的平衡位置处于x0.5 m处，下列说法正确的是()图K471At0.75 s时刻，质点P、Q都运动到M点B质点M的起振方向沿y轴负方向Ct2 s时刻，质点M的纵坐标为2 cmD0到2 s这段时间内质点M通过的路程为20 cmEM点振动后的振幅是4 cm1BDE解析 P、Q两质点在各自的平衡位置来回振动，不沿波的传播方向移动，故A错误；由同侧法可判断B正确；波的周期为1 s，波传播到M点的时间是0.75 s，当t2 s时，M点振动的时间为1.25 s，是周期的倍，两列波叠加M点振幅为4 cm，故E正确；路程为5倍振幅，即20 cm，质点M的纵坐标为4 cm，故C错误，D正确2(多选)2016黑龙江牡丹江一中期末考试 一列简谐横波沿x轴正向传播，振幅为2 cm，周期为T.已知在t0时刻波上相距50 cm的两质点a、b的位移都是 cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图K472所示，下列说法正确的是()图K472A. 该列简谐横波波长可能为37.5 cmB. 该列简谐横波波长可能为12 cmC. 质点a与质点b的速度在某一时刻可以相同D. 当质点b的位移为2 cm时，质点a的位移为负E. 在t时刻质点b速度最大2BCE解析 根据质点的振动方程：yAsin t，设质点的起振方向向上，则对b点：2sin t1所以：t1，a点振动的时间比b点的长，所以：2sin t2，则t22n，a、b两个质点振动的时间差：tt2t1nT，所以a、b之间的距离：xvt50 cm，则波长 cm (n0，1，2，3，)，若波长为37.5 cm，则n不为整数，故波长不可能为37.5 cm，A错误；当n4时，12 cm，B正确；在两质点振动时，两质点的速度可以相同，C正确；当质点b的位移为2 cm时，b到达正向最大位移处，此时a还未到达平衡位置，D错误；由以上分析可知，当经t时刻质点b到达平衡位置处，故b的速度最大，E正确3(多选)2016开封一模 如图K473甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab6 m，ac8 m在t10时刻a、b同时开始振动，振动图像均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t24 s时c点开始振动，则()图K473A该机械波的传播速度大小为2 m/sBc点的振动频率先是与a点相同，两列波相遇后c点的振动频率增大C该列波的波长是2 mD两列波相遇后，c点振动加强E两列波相遇后，c点振动先加强后减弱3ACD解析 由于两列波的波速相同，则a处振动先到达c点，所以波速为v m/s2 m/s，故A正确；由于两列波在同种介质中传播，且周期相同，所以两列波的频率相同，因此产生干涉现象，两列波相遇后c点的振动频率不变，B错误；由振动图像知：周期为T1 s，则vT21 m2 m，C正确；又c点到a、b两点的路程差为sbcac2 m，故两列波相遇后，c点振动加强，D正确，E错误42016银川一中第五次月考 一列简谐横波沿x轴正向传播，t0时的图像如图K474所示，此时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为0.2 s，Q质点回到平衡位置的最短时间为1 s，已知t0时两质点相对平衡位置的位移相同，则：(1)波的周期为多少秒？传播速度是多大？(2)从t0时刻算起经过多长时间质点Q第二次回到平衡位置？ 图K4744(1)2.4 s5 m/s(2)2.2 s解析 (1)由题意可知，此时P点正在向下运动，Q点正在向上运动，所以：T1.2 s所以T2.4 s由v得v5 m/s.(2)经过t1 s2.2 s质点Q第二次回到平衡位置