高考真题汇编G单元机械振动和机械波

G 单元机械振动和机械波

G1机械振动

15. G1 ［2016北京卷］如图1-所示，弹簧振子在 M 、N 之间做简谐运动.以平衡位置 为原点，建立Ox 轴•向右为x 轴正方向.若振子位于N 点时开始计时，则其振动图像为(

图1-

图1-

15. A ［解析］弹簧振子的初始位置 N 点位于x 轴的正向位移处.选项A 正确，选项 C 、D 不正确.

16. ［2016海南卷］［选修3-4］ (1)下列说法正确的是 .

在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比 弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变 在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小 系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方

C 错误；当系统做稳定的

受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率, 正确；若弹簧振子初始时刻在波峰或波谷位置， 方向，若弹簧振子初始时刻不在波峰或波谷位置， 选项E 错误.

34. ［2016全国卷I ］［物理——选修3-4］

G2(1)某同学漂浮在海面上， 虽然水面波正平稳地以 1.8 m/s 的速率向着海滩传播，

并不向海滩靠近.该同学发现从第 1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为 15 列说法正确的是 __________ .

A .水面波是一种机械波

B .该水面波的频率为 6 Hz C.

该水面波的波长为 3 m

D .水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去 E.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移

G1 A. B. C. D. E. 向

16. (1)［答案］ABD

［解析］在同一地点，重力加速度g 为定值, 简谐振动的周期的平方与其摆长成正比，故选项 能

和势能参与相互转化，根据机械能守恒定律可知, 根据单摆周期公式T=2冗、可知，单摆做

A 正确；弹簧振子做简谐振动时，只有动 振动系统的势能与动能之和保持不变， 故选项

B 正确；根据单摆周期公式 T = 2n

，单摆的周期与摆球质量无关，故选项

故选项D

知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的 则

无法确定任意时刻运动速度的方向，

G2 机械波 但他 S.下

A B

34. (1) ACE ［解析］水面波是一种机械波，故 第10个波峰通过身上的时间间隔为 15 S,所以周期

=0.6 Hz ，故B 错误；该水面波的波长

入=vT = 3 m,

岸边，只能说是因为波传播时振动的质点并不随波迁移， 递出去，波的传播过程也是能量传递的过程，

故

34. ［2016全国卷n ］［物理一一选修3-4］

G2(2)一列简谐横波在介质中沿 x 轴正向传播，波长不小于

10 cm.O 和A 是介质中平衡

位置分别位于x= 0和x = 5 cm 处的两个质点.t = 0时开始观测，此时质点0的位移为y= 4 cm ，质点A 处于波峰位置；t =1

s 时，质点O 第一次回到平衡位置，t = 1 s 时，质点A 第 一次回到平衡位置•求：

(i) 简谐波的周期、波速和波长； (ii) 质点O 的位移随时间变化的关系式. 34. (2)［答案］(i)4 s 7.5 cm/s 30 cm

［解析］(i)设振动周期为T.由于质点A 在0到1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置, 经历

的是4个周期，由此可知

T= 4 s ①

1

由于质点O 与A 的距离5 cm 小于半个波长，且波沿x 轴正向传播，O 在t= 3 s 时回到时间，可得波的速度

v= 7.5 cm/s ②

利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长

入=30 cm ③

(ii)设质点O 的位移随时间变化的关系为

化 n t 、e

y= Acos^^ + % J ④ 将①式及题给条件代入上式得 j 4 = Acos 0 0 i f n 、⑤

|0 = Acos ^^ + 0

丿 解得亦=~， A= 8 cm ⑥

3

质点O 的位移随时间变化的关系式为 f n t n 1

y= 0.08cosU +亍）国际单位制） 或y= 0.08sin 佇+罟)国际单位制).

34. ［2016全国卷川］［物理一一选修3-4］

G2(1)由波源S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、 波速为16 m/s.已知介质中P 、Q 两质点位于波源 S 的两侧，且P 、Q 和S 的平衡位置在一条

A 正确；该同学发现从第 1个波峰到 t 15 5

T=-=石 s=T s,该水面波的频率 f n 9 3 故C 正确；水面波没有将该同学推向 不能

说是因为波传播时能量不会传

D 错误，

E 正确. 平衡位置，而 A 在t =1s 时回到平衡位置，时间相差

I S.两质点平衡位置的距离除以传播

20 Hz,

右传播.波源振动的频率为

直线上，P 、Q 的平衡位置到S 的平衡位置之间的距离分别为 15.8 m 、14.6 m . P 、Q 开始振

动后，下列判断正确的是 __________ .

A . P 、Q 两质点运动的方向始终相同 B. P 、 Q 两质点运动的方向始终相反

C. 当S 恰好通过平衡位置时，P 、Q 两点也正好通过平衡位置

D.

当S 恰好通过平衡位置向上运动时， P 在波峰 E .当S 恰好通过平衡位置向下运动时， Q 在波峰

BDE ［解析］波长 匸vT= f = 0.8 m, SQ= 14.6 m= 砒 入，当S 处于平衡位置

14. A ［解析］光波属于电磁波，光波在真空中的速度也就是电磁波在真空中的速度， 选项A 正确•空气中的声波是振源的振动造成空气密度的变化而产生的，它存在密部和疏 部，属于纵波，选项 B 不正确.声波不仅仅能在空气中传播，在固体、液体中都可以传播, 选项C 不正确•光波属于电磁波，电磁波是通过电磁场的交替变化传递的，不需要介质， 选项D 不正确.

G3实验：用单摆测定重力加速度 G4机械振动与机械波综合

7. G4［2016天津卷］在均匀介质中坐标原点 0处有一波源做简谐运动，其表达式为

y

f n \ 一

一

=5si 丿它在介质中形成的简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻波刚好传播到

x= 12 m

处，波形图像如图1-所示，则（

）

A. 此后再经

B . M 点在此后第3 s 末的振动方向沿y 轴正方向 C.

波源开始振动时的运动方向沿 y 轴负方向

D. 此后M 点第一次到达y=— 3 m 处所需时间是2 s 7 . AB ［解析］根据波源做简谐运动的表达式可知，周期为

4 S,从波的图像可以看出

波长为8 m ，根据波速公式可以得出，波速为 2 m/s ，再经过6 s,波向前传播了 12 m ，故振

34. (1)

向上振动时,

3 Q 应处于波谷；SP= 15.8 m= 194入，当S 处于平衡位置向上振动时, P 、Q 两质点运动的方向应始终相反，

A 、C 错误，

B 、D 、E 正确.

N3［2016北京卷］下列说法正确的是（

）

P 应处

于波峰；可见 14. G2

电磁波在真空中以光速 c 传播 在空气中传播的声波是横波 声波只能在空气中传播 光需要介质才能传播

A. B. C. D.