2019-2020年高考物理 （真題+模擬新題分類匯編） 機械振動和機械波.DOC
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2019-2020年高考物理 （真題+模擬新題分類匯編） 機械振動和機械波 24．B4G1 [xx安徽卷] 如圖所示，質(zhì)量為M、傾角為α的斜面體(斜面光滑且足夠長)放在粗糙的水平地面上，底部與地面的動摩擦因數(shù)為μ，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為L的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊．壓縮彈簧使其長度為L時將物塊由靜止開始釋放，且物塊在以后的運動中，斜面體始終處于靜止狀態(tài)．重力加速度為g. (1)求物塊處于平衡位置時彈簧的長度； (2)選物塊的平衡位置為坐標原點，沿斜面向下為正方向建立坐標軸，用x表示物塊相對于平衡位置的位移，證明物塊做簡諧運動； (3)求彈簧的最大伸長量； (4)為使斜面體始終處于靜止狀態(tài)，動摩擦因數(shù)μ應滿足什么條件(假設滑動摩擦力等于最大靜摩擦力)? 24．[解析] (1)設物塊在斜面上平衡時，彈簧伸長量為ΔL，有 mgsinα－kΔL＝0， 解得ΔL＝， 此時彈簧的長度為L＋. (2)當物塊的位移為x時，彈簧伸長量為x＋ΔL，物塊所受合力為F合＝mgsinα－k(x＋ΔL)， 聯(lián)立以上各式可得F合＝－kx， 可知物塊做簡諧運動； (3)物塊做簡諧運動的振幅為A＝＋， 由對稱性可知，最大伸長量為＋. (4)設物塊位移x為正，則斜面體受力情況如圖所示，由于斜面體平衡，所以有 水平方向f＋FN1sinα－Fcosα＝0， 豎直方向FN2－Mg－FN1cosα－Fsinα＝0， 又F＝k(x＋ΔL)，F(xiàn)N1＝mgcosα， 聯(lián)立可得f＝kxcosα，F(xiàn)N2＝Mg＋mg＋kxsinα 為使斜面體始終處于靜止，結合牛頓第三定律，應有 |f|≤μFN2，所以μ≥＝， 當x＝－A時，上式右端達到最大值，于是有 μ≥. G2 機械波 15．G2[xx北京卷] 一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波，波速為4 m/s.某時刻波形如圖所示，下列說法正確的是( ) A．這列波的振幅為4 cm B．這列波的周期為1 s C．此時x＝4 m處質(zhì)點沿y軸負方向運動 D．此時x＝4 m處質(zhì)點的加速度為0 15．D [解析] 由圖像可知，這列波的振幅為2 cm，A項錯誤．波長λ＝8 m，故周期T＝＝ s＝2 s，B項錯誤．波向右傳播，左邊的質(zhì)點帶動右邊的質(zhì)點振動，故x＝4 m處質(zhì)點沿y軸正方向運動，C項錯誤．此時x＝4 m處質(zhì)點處于平衡位置，回復力為零，加速度為零，D項正確． 11．【選修3－4】G2[xx重慶卷] (1)(6分)一列簡諧橫波沿直線傳播，某時刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點相距6 m，且這兩質(zhì)點之間的波峰只有一個，則該簡諧波可能的波長為( ) 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 (1)C [解析] 本題主要考查對波的圖像的識別和波長的理解．如圖可知，滿足題意的兩點可能有以下情況： ①O點和A點：此時λ＝2OA＝26 m＝12 m. ②O點和B點：此時λ＝OB＝6 m. ③A點和D點：此時λ＝AD＝6 m＝4 m. 故選項C正確． 11．[xx重慶卷] (2)(6分)利用半圓柱形玻璃，可減小激光光束的發(fā)散程度．在圖所示的光路中，A為激光的出射點，O為半圓柱形玻璃橫截面的圓心，AO過半圓頂點．若某條從A點發(fā)出的與AO成α角的光線，以入射角i入射到半圓弧上，出射光線平行于AO，求此玻璃的折射率． 11．(2)[解析] 本題主要考查光的折射率的計算．如圖可知，玻璃的折射率n＝.由于出射光線O′B與AO平行，所以∠r＝∠AOO′；而∠i是△AOO′的一個外角，由三角形的外角等于不相鄰的兩個內(nèi)角之和，有：∠i＝∠α＋∠AOO′＝∠α＋∠r，即：∠r＝∠i－∠α.所以玻璃的折射率n＝. 16．G2[xx福建卷] 如圖，t＝0時刻，波源在坐標原點從平衡位置沿y軸正向開始振動，振動周期為0.4 s，在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負兩方向傳播的簡諧橫波．下圖中能夠正確表示t＝0.6 s時波形的圖是( ) 16．C [解析] 由λ＝vT可知，波在一個周期內(nèi)傳播的路程為一個波長，由于t＝0.6 s＝1.5T，所以波向左、向右傳播的距離均為1.5λ，即波向右傳播到(1.5λ，0)，向左傳播到(－1.5λ，0)．由于波中任何質(zhì)點的起振方向都相同，故此時(－1.5λ，0)、(1.5λ，0)兩質(zhì)點都應從平衡位置開始向上振動，由“上下坡”法可知C正確． G3 實驗：用單擺測定重力加速度 G4 機械振動與機械波綜合 21．G4[xx全國卷] 在學校運動場上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號發(fā)生器帶動的兩個相同的揚聲器．兩個揚聲器連續(xù)發(fā)出波長為5 m的聲波．一同學從該跑道的中點出發(fā)，向某一端點緩慢行進10 m，在此過程中， 他聽到揚聲器聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)為( ) A．2 B．4 C．6 D．8 21．B [解析] 根據(jù)波的疊加規(guī)律，波程差為波長整數(shù)倍的點振動加強，波程差為半波長奇數(shù)倍的點振動減弱，因此，相鄰的振動加強點(或振動減弱點)的波程差相差一個波長，向某一端點行進10 m時，該點距兩個端點的波程差為(25＋10)m－(25－10)m＝20 m，為波長的4倍，這樣聽到由強變?nèi)醯拇螖?shù)總共為4次，選項B正確． 34．[物理——選修3－4](15分)G4[xx新課標全國卷Ⅰ] (1)(6分)如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點，相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m．一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播，在t＝0時刻到達質(zhì)點a處，質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動，t＝3 s時a第一次到達最高點．下列說法正確的是________ .(填正確答案標號．選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．在t＝6 s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處 B．在t＝5 s時刻質(zhì)點c恰好到達最高點 C．質(zhì)點b開始振動后，其振動周期為4 s D．在4 s
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