1、 机械运动与机械波34. 物理选修34(2013高考新课标全国卷)(1)如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s时a第一次到达最高点下列说法正确的是_(填正确答案标号)A在t6 s时刻波恰好传到质点d处B在t5 s时刻质点c恰好到达最高点C质点b开始振动后，其振动周期为4 sD在4 st6 s的时间间隔内质点c向上运动E当质点d向下运动时，质点b一定向上运动解析：(1)由波的传播知t6 s时波传播的距离svt26 m12 m，即传到
2、d点，选项A正确；t0时a由平衡位置开始向下振动，t3 s时第一次到达最高点，则T3 s，得T4 s；各质点振动周期相同，选项C正确；波传到c点所需时间t s3 s，此时c点由平衡位置开始向下振动，1 s后到达最低点，所以4 st”、“”、“”或“”). 解析：(1)当弹簧振子通过平衡位置时，a、b之间粘胶脱开，a、b由于惯性继续向右运动，弹簧伸长，对物块有向左的拉力，物块a向右做减速运动，动能减少，物块b在光滑水平面上做匀速直线运动，动能不变，由能量守恒定律知只有物块a减少的动能转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的最大伸长量减小，故振幅减小振动中振子的质量变小，振子的周期变小21(2013高考大
3、纲全国卷) 在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器两个扬声器连续发出波长为5 m的声波一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为()A2 B4C6 D8解析：选B.考虑两列波在传播过程中的干涉设该同学从中点出发向某一端点移动的距离为x，则两列波传到该同学所在位置的波程差s(25 mx)(25 mx)2x，因为0x10 m，则0s20 m，又因波长5 m，则s为整数倍的位置有5个，5个位置之间有4个间隔，所以人感觉到声音由强变弱的次数为4次，选项B正确15(2013高考北京卷)一列沿x轴正方向传播
4、的简谐机械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是()A这列波的振幅为4 cmB这列波的周期为1 sC此时x4 m处质点沿y轴负方向运动D此时x4 m处质点的加速度为0解析：选D.由题图可得，这列波的振幅为2 cm，选项A错误；由题图得，波长8 m，由T得T2 s，选项B错误；由波动与振动的关系得，此时x4 m处质点沿y轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度a0，选项C错误，选项D正确. 7(2013高考天津卷)一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如右图所示下列描述该波的图象可能的是()解析：选AC.根据yt图象可知，a、b两质
5、点的距离为n或n，即n9 m或n9 m(n0,1,2,3，)解得波长 m或 m.即该波的波长36 m、7.2 m、4 m或12 m、 m、 m选项A、B、C、D的波长分别为4 m、8 m、12 m、16 m，故选项A、C正确，选项B、D错误11(2013高考重庆卷)【选修34】(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为()A4 m、6 m和8 m B6 m、8 m和12 mC4 m、6 m和12 m D4 m、8 m和12 m解析：(1)根据题意，两质点之间的波峰只有一个，可能情况有：6 m，12 m6
6、m6 m，4 m，故选项C正确答案：(1)C37.(2013高考山东卷) (1)如图甲所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x0.1sin(20t)m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10 m/s.求简谐横波的波长P点的振动_(填“加强”或“减弱”)解析：(1)设此简谐横波的波速为v，波长为，周期为T，由题意知T0.1 s由波速公式v代入数据得1 m加强答案：(1)1 m加强12(2013高考江苏卷)(1)如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子
7、以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz，则把手转动的频率为()A1 Hz B3 HzC4 Hz D5 Hz解析：(1)根据受迫振动的频率等于驱动力的频率，选项A正确答案：(1)A24.(2013高考安徽卷)如图所示，质量为M、倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为L时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态重力加速度为g.(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度；(2)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向
8、下为正方向建立坐标轴，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；(3)求弹簧的最大伸长量；(4)为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)?解析：物块处于平衡位置时合力为零，物块做简谐运动的条件是Fkx.(1)设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为L，有mgsin kL0，解得L此时弹簧的长度为L.(2)当物块的位移为x时，弹簧伸长量为xL，物块所受合力为F合mgsin k(xL)联立以上各式可得F合kx由此可知物块做简谐运动(3)物块做简谐运动的振幅为A由对称性可知，最大伸长量为.(4)设物块位移x为正，则斜面体受力情况如图所示由于斜面体处于
9、平衡状态，所以有水平方向：FfFN1sin Fcos 0竖直方向：FN2MgFN1cos Fsin 0又Fk(xL)，FN1mgcos 联立可得Ffkxcos ，FN2Mgmgkxsin 为使斜面体始终处于静止状态，结合牛顿第三定律，应有|Ff|FN2，所以当xA时，上式右端达到最大值，于是有.答案：(1)L(2)见解析(3)(4)16(2013高考福建卷)如图，t0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，振动周期为0.4 s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波下图中能够正确表示t0.6 s时波形的图是()解析：选C.根据波动与振动的关系分析波的图象根据波的传播的周
10、期性，t0.6 s时的波形是波源振动1个周期形成的，此时波源在坐标原点从平衡位置向y轴负方向振动，由波的传播方向与质点的振动方向的关系知选项C正确5.(2013高考四川卷)图1是一列简谐横波在t1.25 s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振，则图2所示振动图象对应的质点可能位于()Aaxb BbxcCcxd Ddxe解析：选D.由c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振可知，波沿x轴正方向传播，由波的图象知，a、c相距半个波长，故0.5 s，周期T1 s，故在t1.25 s内波沿传播方向传播的距离x.故t0时的波形图和各质点的振动方向如图所示由题中yt图象知t0，质点沿y轴正方向振动，故振动图象对应的质点可能位于O与a之间或d与e之间故选项D正确，选项A、B、C错误