1、2012高考物理预测专题6:机械振动与机械波高考预测机械振动和机械波是每年高考的必考内容，分值为6分，着重考查基础知识，复习时深度不宜过深。从近三年高考试题发展趋势来看，2012年高考中本专题可能会以下列题型出现：1选择题。它可能把波的图象、频率、波长、波速的关系，质点振动方向和波传播方向的关系，及单摆的周期、机械能守恒等知识有机整合成一道选择题。 2实验题和填空题。可以考查“用单摆测重力加速度”、“回声测距离”等。 3计算题。计算题中可能会求考查波速与周期、波长的关系、振动图象、波的图象等知识。 一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项
2、正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的或不答的得0分。）1. 一列横波沿x轴传播，在x=0与x=1cm的两质点的振动图线分别如图6-7中实线与虚线所示由此可以得出（ ）A波长一定是4cmB波的周期一定是4sC波的振幅一定是2cmD波的传播速度一定是1cm/s答案：BC2. 在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一顶点由平衡位置竖直向上运动，经0.1 s到达最大位移处在这段时间内波传播了0.5 m。则这列波（ ）A周期是0.2 sB波长是0.5 mC波速是2 m/sD经1.6 s传播了8 m答案：D 3. 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球
3、形的，图中的圆代表水滴过球心的截 面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( ) A.紫光、黄光、蓝光和红光 B.紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光 D.红光、黄光、蓝光和紫光答案：B4. 公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T，取竖直向上为正方向。以某时刻作为计时起点，即t0，其振动图像如图6-17所示，则( )A时，货物对车厢底板的压力最大B时，货物对车厢底板的压力最小C时，货物对车厢底板的压力最大D时，货物对车厢底板的压力最小答案：C5一简
4、谐波在图6-19中x轴上传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图。已知t2t11.0s。由图3判断下列哪一个波速是不可能的（ ）A.1m/sB.3m/sC.5m/sD.10m/s答案：D6如图6-20所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。则碰撞后( )A摆动的周期为B摆动的周期为C摆球最高点与最低点的高度差为0.3hD摆球最高点与最低点的高度差为0.25h答案：D7一列简谐横波沿x轴传
5、播，周期为T，t=0时刻的波形如图所示。此时平衡位置位于x=3m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa=2.5 m，xb =5.5 m，则（ ）A.当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷B.t=T/4时，a质点正在向y轴负方向运动C.t=3T/4时，b质点正在向y轴负方向运动D.在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同答案：C8如图6-22所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则( )Af12f2，v1v2 Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df1
6、0.5f2，v1v2答案：C9. 一列平面简谐波，波速为20 m/s，沿x轴正方向传播，在某一时刻这列波的图象如下图所示.由图可知()A.这列波的周期是0.2 sB.质点P、Q此时刻的运动方向都沿y轴正方向C.质点P、R在任意时刻的位移都相同D.质点P、S在任意时刻的速度都相同答案：ABD10.如图所示， 同一水平直线上相距6 m的A、B两处各有一个振源，C为A、B连线的中点.在t0=0时刻，A、B两处的质点以相同的振幅同时开始做垂直于直线AB的上下振动，且都只振动了一个周期，它们的振动图象分别为图乙和图丙.若A处振源向右传播的波与B处振源向左传播的波在t1=0.3 s时刻于C点相遇，则()A
7、.两列波在A、B间的传播速度均为10 m/sB.两列波的波长都是4 mC.在两列波相遇的过程中，中点C为振动加强点D.在t2=0.7 s时刻，B处质点经过平衡位置且振动方向向下答案：AD二、填空和实验题(本题共3小题，共24分，把正确的答案填在下面的横线上，或按要求答题。）11.(8分)一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图7-9甲所示.图甲中某质点的振动图象如图乙所示.图7-9质点N的振幅是_m，振动周期为_s，图乙表示质点_(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象.该波的波速为_m/s.解析:由图甲可知，振幅为0.8 m.由图乙可知，振动周期T=4 s.由图乙可知该质点在t=
8、0时，正由平衡位置向y轴正方向振动，故它表示质点L的振动图象.由=vT可得，答案:0.84L0.512 一位同学用单摆做测定重力加速度的实验, 他将摆挂起后，进行了如下步骤： A. 测摆长l ：用米尺量出摆线的长度； B测周期T ：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按下秒表停止计时，读出这段时间t ，算出单摆的周期 T = t /60 ； C将所测得的l和T代人单摆的周期公式 ，算出g填入报告册. 指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正 (不要求进行误差计算)。12解析：
9、A. 要用卡尺测摆球直径d ，摆长l等于摆线长加上d2 B. 周期T = t /29.5, Cg应多测量几次，然后取g的平均值作为实验的最后结果13. (1)甲、乙两同学做“用单摆测重力加速度”实验，甲同学用秒表测量单摆的周期:当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0，单摆每次经过最低点计一次数，当数到n=60时秒表的示数如图甲所示，则该单摆的周期是_s(结果保留三位有效数字)；乙同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示，则游标卡尺的读数是_cm.图7-10(2)在做实验时，可能导致重力加速度的测量结果偏大的有_.A.振幅偏小B.在未悬挂摆球之前先测定好摆长C.摆球做圆锥摆运动D.将摆线长和
10、球的直径之和当成了摆长解析:(1)单摆每一个周期通过最低点两次，所以数60次的时间为30个周期，从秒表中读数为67.2 s(或67.3 s)，周期为游标卡尺主尺读数为15 mm，游标尺第12条刻度与主尺刻度对齐，L=15 mm+0.05 mm12=15.60 mm=1.560 cm.(2)根据单摆周期公式可得所以重力加速度测量值与振幅无关，A错；未悬挂摆球前测定摆长，l值偏小，g值偏小，B错误；摆球做圆锥摆运动周期变短，g值偏大，摆线长加摆球直径作为摆长，摆长偏大，g值偏大，CD正确.答案:(1)2.24(3分)1.560(3分) (2)CD(6分)14一列间谐横波，沿x轴正向传播。位于原点的
11、质点的振动图象如图6-26所示。该振动的振幅是 _cm；振动的周期是 s ；在t等于周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是 cm。图6-27为该波在某一时刻的波形图，点位于x=0.5m处。该波的传播速度为 m/s；经过周期后，点离开平衡位置的位移是 _ cm。14答案：8 0.2 0 10 8三、计算题（本题共3小题，每小题12分，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15.某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上某次有感地震中观察到静止的振子
12、开始振动4.0 s后，单摆才开始摆动此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10 km和5.0 km，频率为1.0 Hz假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室的距离 15. 解析：地震纵波传播速度为：vPfP，地震横波传播速度为：vSfS震源离实验室距离为s，有： 解得：16在一列沿水平直线传播的简谐横波上，有相距0.4m的B、C两质点,t1=0时，B、C两质点的位移为正的最大值，而且B、C间有一个波谷。当t2=0.1s时，B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置，并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷，波谷到B点的距离为波长的四分之一，试求：(1)该简谐横波的周期、波速各为多
13、少？(2)若波速为27m/s，则t3=0.3s时质点C的振动方向怎样？16解析：（1）有题意可知,t1=0时波形应为下图中的实线所示，而t2=0.1s时图线为下图中的虚线所示。若波由B向C传播，由平移法（将实线波形向右平移即为虚线波形）可知,结合可得， 其中 同理，若波C向B传播，由平移法实线波形向左平移即为虚线波形知,结合可得，其中17. 有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v=2.5 m/s.在t=0时两列波的波峰正好在x=2.5 m 处重合，如图7-16所示.图7-16(1)求两列波的周期Ta和Tb.(2)求t=0时两列波的波峰重合处的所有位置.(3)辨析题:分析并
14、判断在t=0时是否存在两列波的波谷重合处.某同学分析如下:既然两列波的波峰与波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在.只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置.你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置.若不正确，指出错误处并通过计算说明理由.解析:(1)从图中可以看出两列波的波长分别为a=2.5 m、b=4.0 m，因此它们的周期分别为(2)两列波波长的最小公倍数为s=20 mt=0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x=(2.520k)m(k=0,1,2,3,).(3)该同学的分析不正确.要找两列波的波谷与波谷重合处，必须从波峰重合处出发，找到这两列波半波长的整数倍恰好相等的位置.设距离x=2.5 m为L处两列波的波谷与波谷相遇，并设式中m、n均为正整数只要找到相应的m、n即可将a=2.5 m,b=4.0 m代入并整理，得由于上式中m、n在整数范围内无解，所以不存在波谷与波谷重合处答案:(1)1 s1.6 s(2)2.520k(k=0,1,2,3,)(3)该同学的分析不正确