2019-2020年高考物理 （真題+模擬新題分類匯編） 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)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(jī)械振動(dòng)和機(jī)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(zhǎng))放在粗糙的水平地面上，底部與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)將物塊由靜止開始釋放，且物塊在以后的運(yùn)動(dòng)中，斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．重力加速度為g. (1)求物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度； (2)選物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)軸，用x表示物塊相對(duì)于平衡位置的位移，證明物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)； (3)求彈簧的最大伸長(zhǎng)量； (4)為使斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)滿足什么條件(假設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力)? 24．[解析] (1)設(shè)物塊在斜面上平衡時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為ΔL，有 mgsinα－kΔL＝0， 解得ΔL＝， 此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＋. (2)當(dāng)物塊的位移為x時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)； (3)物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為A＝＋， 由對(duì)稱性可知，最大伸長(zhǎng)量為＋. (4)設(shè)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(jié)合牛頓第三定律，應(yīng)有 |f|≤μFN2，所以μ≥＝， 當(dāng)x＝－A時(shí)，上式右端達(dá)到最大值，于是有 μ≥. G2 機(jī)械波 15．G2[xx北京卷] 一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為4 m/s.某時(shí)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(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D．此時(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)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(xiàng)錯(cuò)誤．波長(zhǎng)λ＝8 m，故周期T＝＝ s＝2 s，B項(xiàng)錯(cuò)誤．波向右傳播，左邊的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)右邊的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，故x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤．此時(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，回復(fù)力為零，加速度為零，D項(xiàng)正確． 11．【選修3－4】G2[xx重慶卷] (1)(6分)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，某時(shí)刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)相距6 m，且這兩質(zhì)點(diǎn)之間的波峰只有一個(gè)，則該簡(jiǎn)諧波可能的波長(zhǎng)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(duì)波的圖像的識(shí)別和波長(zhǎng)的理解．如圖可知，滿足題意的兩點(diǎn)可能有以下情況： ①O點(diǎn)和A點(diǎn)：此時(shí)λ＝2OA＝26 m＝12 m. ②O點(diǎn)和B點(diǎn)：此時(shí)λ＝OB＝6 m. ③A點(diǎn)和D點(diǎn)：此時(shí)λ＝AD＝6 m＝4 m. 故選項(xiàng)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(diǎn)，O為半圓柱形玻璃橫截面的圓心，AO過半圓頂點(diǎn)．若某條從A點(diǎn)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(jì)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(gè)外角，由三角形的外角等于不相鄰的兩個(gè)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(shí)刻，波源在坐標(biāo)原點(diǎn)從平衡位置沿y軸正向開始振動(dòng)，振動(dòng)周期為0.4 s，在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負(fù)兩方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波．下圖中能夠正確表示t＝0.6 s時(shí)波形的圖是( ) 16．C [解析] 由λ＝vT可知，波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的路程為一個(gè)波長(zhǎng)，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(diǎn)的起振方向都相同，故此時(shí)(－1.5λ，0)、(1.5λ，0)兩質(zhì)點(diǎn)都應(yīng)從平衡位置開始向上振動(dòng)，由“上下坡”法可知C正確． G3 實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度 G4 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波綜合 21．G4[xx全國(guó)卷] 在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上50 m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號(hào)發(fā)生器帶動(dòng)的兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器．兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出波長(zhǎng)為5 m的聲波．一同學(xué)從該跑道的中點(diǎn)出發(fā)，向某一端點(diǎn)緩慢行進(jìn)10 m，在此過程中， 他聽到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)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(zhǎng)整數(shù)倍的點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，波程差為半波長(zhǎng)奇數(shù)倍的點(diǎn)振動(dòng)減弱，因此，相鄰的振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)(或振動(dòng)減弱點(diǎn))的波程差相差一個(gè)波長(zhǎng)，向某一端點(diǎn)行進(jìn)10 m時(shí)，該點(diǎn)距兩個(gè)端點(diǎn)的波程差為(25＋10)m－(25－10)m＝20 m，為波長(zhǎng)的4倍，這樣聽到由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)總共為4次，選項(xiàng)B正確． 34．[物理——選修3－4](15分)G4[xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ] (1)(6分)如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2 m、4 m和6 m．一列簡(jiǎn)諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播，在t＝0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t＝3 s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)．下列說法正確的是________ .(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分) A．在t＝6 s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處 B．在t＝5 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn) C．質(zhì)點(diǎn)b開始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4 s D．在4 s下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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