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為μ,斜面頂端與勁度系數為k、自然長度為L的輕質彈簧相連,彈簧的另一端連接著質量為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),FN1=mgcosα, 聯立可得f=kxcosα,FN2=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處質點沿y軸負方向運動 D.此時x=4 m處質點的加速度為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,左邊的質點帶動右邊的質點振動,故x=4 m處質點沿y軸正方向運動,C項錯誤.此時x=4 m處質點處于平衡位置,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過平衡位置的兩質點相距6 m,且這兩質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).由于波中任何質點的起振方向都相同,故此時(-1.5λ,0)、(1.5λ,0)兩質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弱的次數為( ) A.2 B.4 C.6 D.8 21.B [解析] 根據波的疊加規(guī)律,波程差為波長整數倍的點振動加強,波程差為半波長奇數倍的點振動減弱,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,這樣聽到由強變弱的次數總共為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是均勻媒質中x軸上的四個質點,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時刻到達質點a處,質點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時刻波恰好傳到質點d處 B.在t=5 s時刻質點c恰好到達最高點 C.質點b開始振動后,其振動周期為4 s D.在4 s- 配套講稿:
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