专题十四机械运动与机械波高考真题集锦

专题十四机械运动与机械波

34. [物理－选修3－4](2013·高考新课标全国卷Ⅰ)(1)如图，a、b、c、d是均匀媒质中x 轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m．一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3 s时a 第一次到达最高点．下列说法正确的是________(填正确答案标号)．

A．在t＝6 s时刻波恰好传到质点d处

B．在t＝5 s时刻质点c恰好到达最高点

C．质点b开始振动后，其振动周期为4 s

D．在4 s

E．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动

解析：(1)由波的传播知t＝6 s时波传播的距离s＝v t＝2×6 m＝12 m，即传到d点，选项A正确；t＝0时a由平衡位置开始向下振动，t＝3 s时第一次到达最高点，则3

4T＝3 s，得

T＝4 s；各质点振动周期相同，选项C正确；波传到c点所需时间t＝s

v ＝6

2s＝3 s，此时c点

由平衡位置开始向下振动，1 s后到达最低点，所以4 s

T

得λ＝v T＝2×4 m＝8 m，bd间距Δx＝

10 m＝11

4

λ，其振动方向并不始终相反，选项E错误．

34．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)[物理——选修3-4](1)如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0.当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则A________A0(填“>”、“<”或“＝”), T________T0(填“>”、“<”或“＝”).

解析：(1)当弹簧振子通过平衡位置时，a、b之间粘胶脱开，a、b由于惯性继续向右运动，弹簧伸长，对物块有向左的拉力，物块a向右做减速运动，动能减少，物块b在光滑水平面上做匀速直线运动，动能不变，由能量守恒定律知只有物块a减少的动能转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的最大伸长量减小，故振幅减小．振动中振子的质量变小，振子的周期变小．

21．(2013·高考大纲全国卷) 在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器．两个扬声器连续发出波长为5 m的声波．一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m．在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为()

A．2 B．4

C．6 D．8

解析：选B.考虑两列波在传播过程中的干涉．设该同学从中点出发向某一端点移动的距离为x，则两列波传到该同学所在位置的波程差Δs＝(25 m＋x)－(25 m－x)＝2x，因为0≤x≤10 m，则0≤Δs≤20 m，又因波长λ＝5 m，则Δs为λ整数倍的位置有5个，5个位置之间有4个间隔，所以人感觉到声音由强变弱的次数为4次，选项B正确．

15．(2013·高考北京卷)一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是( )

A ．这列波的振幅为4 cm

B ．这列波的周期为1 s

C ．此时x ＝4 m 处质点沿y 轴负方向运动

D ．此时x ＝4 m 处质点的加速度为0 解析：选D.由题图可得，这列波的振幅为2 cm ，选项A 错误；由题图得，波长λ＝8 m ，由T ＝λ

v 得T ＝2 s ，选项B 错误；由波动与振动的关系得，此时x ＝4 m 处质点沿y 轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度a ＝0，选项C 错误，选项D 正确.

7．(2013·高考天津卷)

一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m 的a 、b 两质点的振动图象如右图所示．下列描述该波的图象可能的是( )

解析：选AC.根据y -t 图象可知，a 、b 两质点的距离为nλ＋14λ或nλ＋34λ，即nλ＋1

4

λ＝9 m

或nλ＋34λ＝9 m(n ＝0,1,2,3，…)解得波长λ＝364n ＋1 m 或λ＝36

4n ＋3

m.

即该波的波长λ＝36 m 、7.2 m 、4 m …或λ＝12 m 、367 m 、36

11 m …选项A 、B 、C 、D 的

波长分别为4 m 、8 m 、12 m 、16 m ，故选项A 、C 正确，选项B 、D 错误．

11．(2013·高考重庆卷)【选修3-4】(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为( )

A ．4 m 、6 m 和8 m

B ．6 m 、8 m 和12 m

C ．4 m 、6 m 和12 m

D ．4 m 、8 m 和12 m

解析：(1)根据题意，两质点之间的波峰只有一个，可能情况有：①1

2λ＝6 m ，λ＝12 m

②λ＝6 m ③3

2

λ＝6 m ，λ＝4 m ，故选项C 正确． 答案：(1)C 37.

(2013·高考山东卷) (1)如图甲所示，在某一均匀介质中，A 、B 是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x ＝0.1sin(20πt )m ，介质中P 点与A 、B 两波源间的距离分别为4 m 和5 m ，两波源形成的简谐横波分别沿AP 、BP 方向传播，波速都是10 m/s.

①求简谐横波的波长．

②P 点的振动________(填“加强”或“减弱”)．

解析：(1)①设此简谐横波的波速为v ，波长为λ，周期为T ，由题意知 T ＝0.1 s 由波速公式

v ＝λT 代入数据得 λ＝1 m

②加强

答案：(1)①1 m ②加强 12．(2013·高考江苏卷)(1)

如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz ，则把手转动的频率为( )

A ．1 Hz

B ．3 Hz

C ．4 Hz

D ．5 Hz

解析：(1)根据受迫振动的频率等于驱动力的频率，选项A 正确． 答案：(1)A