2017年全国各地高考物理真题汇编-G单元--机械振动和机械波

G1 机械振动
15．G1[2017·北京卷] 某弹簧振子沿x 轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是( )
图1
A ．t ＝1 s 时，振子的速度为零，加速度为负的最大值
B ．t ＝2 s 时，振子的速度为负，加速度为正的最大值
C ．t ＝3 s 时，振子的速度为负的最大值，加速度为零
D ．t ＝4 s 时，振子的速度为正，加速度为负的最大值
15．A [解析] 由振动图像特点可以判断，t ＝1 s 时，振子处于正向最大位移处，速度为零，由a ＝－kx m
可知，加速度为负向最大值，选项A 正确．t ＝2 s 时，振子处于平衡位置，速度为负向最大值，加速度为零，选项B 错误．t ＝3 s 时，振子处于负向最大位移处，速度为零，加速度为正向最大值，选项C 错误．t ＝4 s 时，振子处于平衡位置，速度为正向最大值，加速度为零，选项D 错误．
G2 机械波
12．[2017·江苏卷] 【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则按A 、B 两小题评分．
B ．N4、G2、N1[选修3-4]
(1)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有________．
A ．飞船上的人观测到飞船上的钟较快
B ．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢
C ．地球上的人观测到地球上的钟较快
D ．地球上的人观测到地球上的钟较慢
(2)野生大象群也有自己的“语言”. 研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放录音时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2 倍时，播出声波的________(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波传播速度________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
(3)人的眼球可简化为如图所示的模型．折射率相同、半径不同的两个球体共轴．平行光束宽度为D ，对称地沿轴线方向射入半径为R 的小球，会聚在轴线上的P 点．取球体的折射率为2，且D ＝2R .求光线的会聚角α.(示意图未按比例画出)
图1
B ．(1)时钟相对于观察者静止时，走得快；相对于观察者运动时，观察者会看到它变慢，运动速度越快，效果越明显，故A 、
C 正确．
(2)播放速度变为原来的2倍，说明完成一次全振动所需的时间减为原来的一半，也就是周期减为原来的一半，故频率变为原来的2倍；速度是由传播的介质决定的，介质没有变，故传播速度不变．
(3)由几何关系得sin i ＝D 2R
，解得i ＝45° 则由折射定律得sin i sin γ
＝n ，解得γ＝30° 且i ＝γ＋α2
，解得α＝30°. 34．[2017·全国卷Ⅰ] [物理—选修3-4]
(1)G2、G4如图(a)，在xy 平面内有两个沿z 方向做简谐振动的点波源S 1(0，4)和S 2(0，－2)．两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示，两列波的波速均为 1.00 m/s.两列波从波源传播到点A (8，－2)的路程差为________m ，两列波引起的点B (4，1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)，点C (0，0.5)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)．
图(a)
图(b) 图(c)
[答案] (1)2 减弱 加强
[解析] (1)由图可得周期T ＝2 s ，则波长λ＝v T ＝2 m ，两列波从波源传播到点A (8，－2)的路程差Δr ＝r 1－r 2＝10 m －8 m ＝2 m ，两列波的振动步调相反，从波源传播到点B (4，1)的路程差为0，引起该处质点的振动相互减弱，从波源传播到点C (0，0.5)的路程差为1 m ＝λ2
×1，该处质点为振动加强点． 34．[2017·全国卷III ] [物理—选修3-4]
34．G2 (1)如图所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线为t ＝0时的波形图，虚线为t ＝0.5 s 时的波形图．已知该简谐波的周期大于0.5 s ．关于该简谐波，下列说法正确的是________．
图1
A ．波长为2 m
B ．波速为6 m/s
C ．频率为1.5 Hz
D ．t ＝1 s 时，x ＝1 m 处的质点处于波峰
E ．t ＝2 s 时，x ＝2 m 处的质点经过平衡位置 [解析] (1)由图可以读出，波长为4 m ，A 错误；由于周期大于0.5 s ，所以周期T ＝0.534
s ＝23 s ；波速v ＝λT
＝6 m/s ，B 正确；频率f ＝1T
＝1.5 Hz ，C 正确；t ＝1 s 时，经过了1.5个周期，x ＝1 m 处质点处于波谷，D 错误；t ＝2 s 时，经过了3个周期，x ＝2 m 处质点处于平衡位置，E 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
34．[2017·全国卷Ⅰ] [物理—选修3-4]
(1)G2、G4如图(a)，在xy 平面内有两个沿z 方向做简谐振动的点波源S 1(0，4)和S 2(0，－2)．两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示，两列波的波速均为 1.00 m/s.两列波从波源传播到点A (8，－2)的路程差为________m ，两列波引起的点B (4，1)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)，点C (0，0.5)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)．
图(a)
图(b) 图(c)
[答案] (1)2 减弱 加强
[解析] (1)由图可得周期T ＝2 s ，则波长λ＝v T ＝2 m ，两列波从波源传播到点A (8，－2)的路程差Δr ＝r 1－r 2＝10 m －8 m ＝2 m ，两列波的振动步调相反，从波源传播到点B (4，1)的路程差为0，引起该处质点的振动相互减弱，从波源传播到点C (0，0.5)的路程差为1 m ＝λ2
×1，该处质点为振动加强点． 5．G4[2017·天津卷] 手持较长软绳端点O 以周期T 在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点P ，且O 、P 的平衡位置间距为L .t ＝0时，O 位于最高点，P 的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是( )
图1
A ．该简谐波是纵波
B ．该简谐波的最大波长为2L
C ．t ＝T 8
时，P 在平衡位置上方 D ．t ＝3T 8
时，P 的速度方向竖直向上 5．C [解析] 质点的振动方向与传播方向垂直，该简谐波是横波，A 错误；该简谐波的最大波长为4L ，B
错误；0～T 8时间内，质点P 从平衡位置向上运动，C 正确；T 4～T 2
时间内，质点P 从最高点向平衡位置运动，D 错误．。