2020年高考物理 高考試題+模擬新題分類匯編專題7 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波

G單元機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 G1 機(jī)械振動(dòng)14G12020·重慶卷 裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面，如圖所示將試管豎直提起少許，然后由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡諧運(yùn)動(dòng)若取豎直向上為正方向，則以下描述試管振動(dòng)的圖象中可能正確的是()14D解析 根據(jù)題中規(guī)定的正方向，開始計(jì)時(shí)時(shí)刻位移為正的最大值，由于簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正弦或余弦曲線，可知D正確17G12020·北京卷 一個(gè)彈簧振子沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，取平衡位置O為x軸坐標(biāo)原點(diǎn)從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過四分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度能正確反映振子位移x與時(shí)間t關(guān)系的圖象是()ABC D17A解析 由題目“經(jīng)過四分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度”可知，在四分之一周期時(shí)，振子在負(fù)的最大位移處，A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤G2 機(jī)械波16G22020·浙江卷 用手握住較長軟繩的一端連續(xù)上下抖動(dòng)，形成一列簡諧橫波某一時(shí)刻的波形如圖所示，繩上a、b兩質(zhì)點(diǎn)均處于波峰位置下列說法正確的是()Aa、b兩點(diǎn)之間的距離為半個(gè)波長Ba、b兩點(diǎn)振動(dòng)開始時(shí)刻相差半個(gè)周期Cb點(diǎn)完成全振動(dòng)次數(shù)比a點(diǎn)多一次Db點(diǎn)完成全振動(dòng)次數(shù)比a點(diǎn)少一次16D解析 由圖可知，a、b兩點(diǎn)之間的距離為一個(gè)波長，振動(dòng)開始時(shí)刻相差一個(gè)周期，a點(diǎn)離波源近，完成全振動(dòng)的次數(shù)比b點(diǎn)多一次，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確25G22020·全國卷一單擺在地面處的擺動(dòng)周期與在某礦井底部擺動(dòng)周期的比值為k.設(shè)地球的半徑為R.假定地球的密度均勻已知質(zhì)量均勻分布的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，求礦井的深度d.25解析 根據(jù)萬有引力定律，地面處質(zhì)量為m的物體的重力為mgG式中g(shù)是地面處的重力加速度，M是地球的質(zhì)量設(shè)是地球的密度，則有MR3擺長為L的單擺在地面處的擺動(dòng)周期為T2若該物體位于礦井底部，則其重力為mg式中g(shù)是礦井底部的重力加速度，且M(Rd)3在礦井底部此單擺的周期為T2由題意TkT聯(lián)立以上各式得dR(1k2)12. G2 2020·江蘇卷(3)地震時(shí)，震源會(huì)同時(shí)產(chǎn)生兩種波，一種是傳播速度約為3.5 km/s的S波，另一種是傳播速度約為7.0 km/s的P波一次地震發(fā)生時(shí)，某地震監(jiān)測點(diǎn)記錄到首次到達(dá)的P波比首次到達(dá)的S波早3 min.假定地震波沿直線傳播，震源的振動(dòng)周期為1.2 s, 求震源與監(jiān)測點(diǎn)之間的距離x 和S 波的波長.答案 (3)4.2 km解析 (3)設(shè)P波的傳播時(shí)間為t，則xvPt，x vS(tt)解得xt，代入數(shù)據(jù)得x1260 km由vST，解得4.2 km13G22020·福建卷 一列簡諧橫波沿x軸傳播，t0時(shí)刻的波形如圖甲所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示，則該波的傳播方向和波速分別是()甲乙A沿x軸負(fù)方向，60 m/sB沿x軸正方向，60 m/sC沿x軸負(fù)方向，30 m/sD沿x軸正方向，30 m/s13A解析 根據(jù)波的形成原理“先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)”，由甲圖可知P點(diǎn)正向下振動(dòng)，比P點(diǎn)先振動(dòng)的點(diǎn)應(yīng)該在P點(diǎn)下方，即P點(diǎn)右側(cè)的點(diǎn)先振動(dòng)，所以波應(yīng)沿x軸的負(fù)方向傳播由甲圖可知波長24 m，由乙圖可知周期T0.4 s，所以波速v m/s60 m/s.圖115G22020·安徽卷 一列簡諧波沿x軸正方向傳播，在t0時(shí)波形如圖1所示，已知波速為10 m/s，則t0.1 s時(shí)正確的波形應(yīng)是圖2中的()ABCD圖215C 解析 由題意可知，波長 4 m，波速v10 m/s，則波的周期T0.4 s，經(jīng)過0.1 s后，波應(yīng)該向正方向傳播個(gè)波長，即向正方向平移個(gè)波長，則C正確G3 實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度G4 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波綜合20G42020·全國卷 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖(a)是t0時(shí)刻的波形圖，圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象由此可知，這兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離可能是()(a)(b)(c)圖3A. mB. mC1 mD. m20BD解析 因?yàn)閟in，(c)圖中質(zhì)點(diǎn)的位移是0.05 m，恰好是最大值的一半，所以該質(zhì)點(diǎn)的平衡位置距離波形圖上的x1或x2的位置一定是 m，又因?yàn)閺?c)圖看，該質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，因此其平衡位置的坐標(biāo)必是2 m m m，與左波峰的平衡位置的距離是 m0.5 m m，B正確，與右波峰的平衡位置的距離是 m0.5 m m，D正確7G42020·天津卷 沿x軸正向傳播的一列簡諧橫波在t0時(shí)刻的波形如圖所示，M為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，該波的傳播速度為40 m/s，則t s時(shí)()A質(zhì)點(diǎn)M對平衡位置的位移一定為負(fù)值B質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與對平衡位置的位移方向相同C質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與速度方向一定相同D質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與對平衡位置的位移方向相反7CD解析 由波形圖可讀出該波的波長為4 m，由vT知該機(jī)械波的周期T0.1 s，故t sT.由于機(jī)械波沿x軸正方向傳播，所以t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，經(jīng)T時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)M的速度方向沿y軸負(fù)方向，對平衡位置的位移方向仍沿y軸正方向，加速度方向沿y軸負(fù)方向，故選項(xiàng)C、D正確19G42020·四川卷 在xOy平面內(nèi)有一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為2 m/s，振幅為A.M、N是平衡位置相距2 m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，如圖所示在t0時(shí)，M通過其平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，N位于其平衡位置上方最大位移處已知該波的周期大于1 s則()A該波的周期為 sB在t s時(shí)，N的速度一定為2 m/sC從t0到tl s，M向右移動(dòng)了2 mD從t s到t s，M的動(dòng)能逐漸增大19D解析 設(shè)波長為，根據(jù)題意，(n)2 m，結(jié)合v，得T s1 s，所以n0，T s，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度與波速無必然聯(lián)系，B錯(cuò)誤；波傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，C錯(cuò)誤；從 s到 s ，質(zhì)點(diǎn)M從波峰向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度變大，動(dòng)能變大，D正確37G4(1)2020·山東卷 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時(shí)刻的波形如圖所示，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P、Q分別位于x2 m、x4 m處從t0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t15 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好第4次到達(dá)波峰求波速寫出質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過程)37(1)解析 設(shè)簡諧橫波的波速為v，波長為，周期為T，由圖象知4 m由題意知t3TTv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得v1 m/s質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y0.2 sin(0.5t) m34(1)G42020·課標(biāo)全國卷 一簡諧橫波沿x軸正向傳播，t0時(shí)刻的波形如圖(a)所示，x0.30 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖(b)所示，該質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸_(填“正向”或“負(fù)向”)已知該波的波長大于0.30 m，則該波的波長為_ m.圖(a)圖(b)圖1234(1)答案 正向0.8解析 由(b)圖知：x0.30 m處的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正向，又由題意可知：0.3 m，該波的波長為0.8 m.12020·河南調(diào)研在探究波的形成過程中，某同學(xué)用手抓住繩子一端上下振動(dòng)，形成了向右傳播的波此波可看成簡諧波，波的傳播速度為v，周期為T.下列說法正確的是()A簡諧波的傳播速度與振動(dòng)的振幅無關(guān)B繩中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大速度等于波的傳播速度C繩中相距為的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移總是相同D離手距離分別為x1、x2(x2>x1)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，開始振動(dòng)的時(shí)間差為1B解析 猛推桿的過程可以看成是一個(gè)絕熱過程，故Q0，而壓縮氣體，氣體體積減小，外界對氣體做功，故W0，由熱力學(xué)第一定律UWQ可知U0，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，故C、D錯(cuò)誤；T增大、V減小，由理想氣體狀態(tài)方程C知p增大，故A錯(cuò)誤、B正確22020·宜川聯(lián)考一列簡諧橫波沿x軸傳播t0時(shí)的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B相距1 m，A點(diǎn)速度沿y軸正方向；t0.02 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)正向最大位移處由此可知()A此波沿x軸負(fù)方向傳播B此波的傳播速度為25 m/sC從t0時(shí)起，經(jīng)過0.04 s，質(zhì)點(diǎn)A沿波傳播方向遷移了1 mD在t0.04 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B處在平衡位置，速度沿y軸正方向2A解析 當(dāng)兩個(gè)分子間的距離rr0時(shí)，分子間作用力為0，分子勢能最小，選項(xiàng)A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的花粉小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它是液體分子不停地撞擊花粉小顆粒造成的，反映了液體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，而不是花粉小顆粒內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；計(jì)算油酸分子直徑的公式d中的V指的應(yīng)該是一滴油酸酒精溶液中含有的純油酸的體積，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體的壓強(qiáng)不僅與氣體的溫度有關(guān)，還和氣體的體積有關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤