g單元機械振動和機械波
機械振動
17．[2014·浙江卷] 一位遊客在千島湖邊欲乘坐遊船，當日風浪較大，遊船上下浮動．可把遊船浮動簡化成豎直方向的簡諧運動，振幅為20 cm，週期為3.0 s．當船上公升到最高點時，甲板剛好與碼頭地面平齊．地面與甲板的高度差不超過10 cm時，遊客能舒服地登船．在乙個週期內，遊客能舒服登船的時間是( )
a．0.5 s b．0.75 s c．1.0 s d．1.5 s
17．c [解析] 本題考查簡諧運動的知識點和建模能力．從平衡位置開始計時，遊船的振動方程x＝20sin cm，遊客要舒服地登船需滿足的條件δx＝20－x≤10，解得0.25 s≤t≤1.25 s，故遊客能舒服地登船的時間δt＝1.
0 s，選項c正確．
5． [2014·四川卷] 如圖所示，甲為t＝1 s時某橫波的波形影象，乙為該波傳播方向上某一質點的振**像，距該質點δx＝0.5 m處質點的振**像可能是( )
甲乙ab cd
5．a [解析] 從甲圖可以得到波長為2 m，從乙圖可以得到週期為2 s，即波速為1 m/s；由乙圖的振**像可以找到t＝1 s時，該質點位移為負，並且向下運動，距該質點δx＝0.5 m處的質點與該質點的振動情況相差，即將乙圖中的影象向左或右平移週期即可得到距該質點δx＝0.5 m處質點的振**像，故只有a正確．
3．（2014·上海13校聯考）乙個做簡諧振動的彈簧振子，週期為t，振幅為a，已知振子從平衡位置第一次運動到x＝處所用的最短時間為t1，從最大的正位移處第一次運動到x＝處所用的最短時間為t2，那麼t1與t2的大小關係是( )
a．t1＝t2 b．t1＜t2
c．t1＞t2 d．無法判斷
3．b [解析] 振子從平衡位置到最大位移處，速度減小，振子從平衡位置第一次運動到x＝處的平均速度大於從最大的正位移處第一次運動到x＝處的平均速度，由t＝可知，t1＜t2，選項b正確．
9. （2014·貴州六校聯考）如圖x278所示，質量m＝0.5 kg的框架b放在水平地面上．勁度係數k＝100 n/m的輕彈簧豎直放在框架b中，輕彈簧的上端和質量m＝0.
2 kg的物體c連在一起，輕彈簧的下端連在框架b的底部，物體c在輕彈簧的上方靜止不動．現將物體c豎直向下緩慢壓下距離x＝0.03 m後釋放，物體c就在框架b中沿豎直方向做簡諧運動．在運動的過程中，框架b始終不離開地面，物體c始終不碰撞框架b的頂部，已知重力加速度g取10 m/s2.求當物體c運動到最低點時，物體c的加速度和此時物體b對地面的壓力．
圖x278
9．15 m/s2 10 n
[解析] 物體c在輕彈簧上靜止時，設彈簧的壓縮量為x0，
對物體c有mg＝kx0
解得x0＝0.02 m
當將物體c從靜止壓下距離x後釋放，物體c就以原來的靜止位置為中心上下做簡諧運動，振幅a＝x＝0.03 m.
當物體c運動到最低點時，
對物體c有k(x＋x0)－mg＝ma
解得a＝15 m/s2.
當物體c運動到最低點時，設地面對框架b的支援力為f，
對框架b有f＝mg＋k(x＋x0)解得f＝10 n
所以框架b對地面的壓力為10 n.
機械波14．[2014·浙江卷] 下列說法正確的是( )
a．機械波的振幅與波源無關
b．機械波的傳播速度由介質本身的性質決定
c．物體受到的靜摩擦力方向與其運動方向相反
d．動摩擦因數的數值跟相互接觸的兩個物體的材料無關
14．b [解析] 本題考查機械波、靜摩擦力、動摩擦因數等知識．機械波的振幅與波源有關，選項a錯誤；傳播速度由介質決定，選項b正確；靜摩擦力的方向可以與運動方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夾角，選項c錯誤；動摩擦因數描述相互接觸物體間的粗糙程度，與材料有關，選項d錯誤．
5． [2014·四川卷] 如圖所示，甲為t＝1 s時某橫波的波形影象，乙為該波傳播方向上某一質點的振**像，距該質點δx＝0.5 m處質點的振**像可能是( )
甲乙ab cd
5．a [解析] 從甲圖可以得到波長為2 m，從乙圖可以得到週期為2 s，即波速為1 m/s；由乙圖的振**像可以找到t＝1 s時，該質點位移為負，並且向下運動，距該質點δx＝0.5 m處的質點與該質點的振動情況相差，即將乙圖中的影象向左或右平移週期即可得到距該質點δx＝0.5 m處質點的振**像，故只有a正確．
18．[2014·全國卷] 兩列振動方向相同、振幅分別為a1和a2的相干簡諧橫波相遇．下列說法正確的是( )
a．波峰與波谷相遇處質點的振幅為|a1－a2|
b．波峰與波峰相遇處質點離開平衡位置的位移始終為a1＋a2
c．波峰與波谷相遇處質點的位移總是小於波峰與波峰相遇處質點的位移
d．波峰與波峰相遇處質點的振幅一定大於波峰與波谷相遇處質點的振幅
18．ad [解析]本題考查波的疊加．波峰與波谷相遇，振動方向相反，振幅等於兩列波振幅之差，a正確； 波峰與波峰相遇，振動方向相同，振幅等於兩列波振幅之和，質點仍在振動而不會停在最大位移處，b錯誤；無論波峰與波谷相遇處還是波峰與波峰相遇處，質點都在自己的平衡位置附近做簡諧運動，只是波峰與波峰相遇處質點振幅大於波峰與波谷相遇處質點振幅，c錯誤，d正確．
圖x271
2．（2014·北京通州期末）一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，某時刻的波形如圖x271所示．p為介質中的乙個質點，從該時刻開始的一段極短時間內，質點p的速度和加速度的大小變化情況是( )
a．v變小，a變大
b．v變小，a變小
c．v變大，a變大
d．v變大，a變小
2．a [解析] 沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，質點p向上振動，速度變小，加速度變大，選項a 正確．
圖x277
8．（2014·江西九校聯合）如圖x277所示，實線與虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷．此刻，m是波峰與波峰的相遇點，下列說法中正確的是( )
a．該時刻位於o處的質點正處於平衡位置
b．p、n兩處的質點始終處在平衡位置
c．隨著時間的推移，m處的質點將向o處移動
d．從該時刻起，經過四分之一週期，m處的質點到達平衡位置，此時位移為零
e．o、m連線的中點是振動加強的點，其振幅為2a
8. bde [解析] 該時刻位於o處的質點正處於波谷與波谷的相遇點，非平衡位置，選項a錯誤；p、n兩處的質點處於波峰和波谷的相遇點，二者運動的步調始終相反，合位移為0，選項b正確；質點並不隨波遷移，選項c錯誤；從該時刻起，經過四分之一週期，兩列波在m點的振動均達到平衡位置，合位移為零，選項d正確；o、m連線的中點是振動加強區的點，其振幅為2a，選項e正確.
實驗：用單擺測定重力加速度
機械振動與機械波綜合
5．[2014·天津卷] 平衡位置處於座標原點的波源s在y軸上振動，產生頻率為50 hz的簡諧橫波向x軸正、負兩個方向傳播，波速均為100 m/s.平衡位置在x軸上的p、 q兩個質點隨波源振動著，p、q的x軸座標分別為xp＝3.5 m、xq＝－3 m．當s位移為負且向－y方向運動時，p、q兩質點的( )
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] 本題是對機械振動和機械波的綜合考查，根據波速和頻率之間的關係v＝fλ 得該波的波長為2 m．可知，當s經過平衡位置向負方向運動時，距離s為1.75個波長的p點從最大的負位移處向平衡位置運動，距離s為1.5個波長的q點經平衡位置向正方向運動，所以兩質點的位移方向相反，速度方向相同，d正確．
34．[物理——選修3－4][2014·新課標全國卷ⅰ] (1)圖(a)為一列簡諧橫波在t＝2 s時的波形圖．圖(b)為媒質中平衡位置在x＝1.5 m處的質點的振**像，p是平衡位置為x＝2 m的質點．下列說法正確的是________．
圖(a圖(b)
a．波速為0.5 m/s
b．波的傳播方向向右
c．0～2 s時間內，p運動的路程為8 cm
d．0～2 s時間內，p向y軸正方向運動
e．當t＝7 s時，p恰好回到平衡位置
34．ace [解析] 本題考查了機械振動與機械波．v＝＝m/s＝0.5 m/s，a正確．x＝1.5 m處的質點在t＝2 s時正在向下振動，根據「上坡下」法可判斷機械波向左傳播，b錯誤；0～2 s是半個週期，p點運動的路程為2×4 cm＝8 cm，c正確，d錯誤；7 s是此時刻再經過5 s，即1t，這時p點剛好回到平衡位置，e正確．
17．[2014·福建卷ⅰ] 在均勻介質中，一列沿x軸正向傳播的橫波，其波源o在第乙個週期內的振**像如圖所示，則該波在第乙個週期末的波形圖是( )
2023年高考物理真題分類彙編 12 光學
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2023年高考物理真題分類
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