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1、专题十四 机械运动与机械波34.[物理-选修3-4](2013·高考新课标全国卷Ⅰ)(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2m、4m和6m.一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s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t=6s时刻波恰好传到质点d处B.在t=5s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4sD.在4s2、时,质点b一定向上运动解析:(1)由波的传播知t=6s时波传播的距离s=vt=2×6m=12m,即传到d点,选项A正确;t=0时a由平衡位置开始向下振动,t=3s时第一次到达最高点,则T=3s,得T=4s;各质点振动周期相同,选项C正确;波传到c点所需时间t==s=3s,此时c点由平衡位置开始向下振动,1s后到达最低点,所以4s3、[物理——选修34](1)如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的.物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A0,周期为T0.当物块向右通过平衡位置时,a、b之间的粘胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则A________A0(填“>”、“<”或“=”),T________T0(填“>”、“<”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4、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·高考大纲全国卷)在学校运动场上50m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5m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10m.在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )A.2B.4C.6D.8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5、所在位置的波程差Δs=(25m+x)-(25m-x)=2x,因为0≤x≤10m,则0≤Δs≤20m,又因波长λ=5m,则Δs为λ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轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4m/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4cmB.这列波的周期为1sC.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动D.此时x=4m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2cm,选项A错误;由题图得,波长λ=6、8m,由T=得T=2s,选项B错误;由波动与振动的关系得,此时x=4m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a=0,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9m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两质点的距离为nλ+λ或nλ+λ,即nλ+λ=9m或nλ+λ=9m(n=0,1,2,3,…)解得波长λ=m或λ=m.即该波的波长λ=36m、7.2m、4m…或λ=12m、m、m…选项A、B、7、C、D的波长分别为4m、8m、12m、16m,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6m,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( )A.4m、6m和8mB.6m、8m和12mC.4m、6m和12mD.4m、8m和12m解析:(1)根据题意,两质点之间的波峰只有一个,可能情况有:①λ=6m,λ=12m②λ=6m③λ=6m,λ=4m,故选项C正确.答案:(1)C 37.(2013·高考山东卷)(1)如图甲所示,在某8、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x=0.1sin(20πt)m,介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m,两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播,波速都是
2、时,质点b一定向上运动解析:(1)由波的传播知t=6s时波传播的距离s=vt=2×6m=12m,即传到d点,选项A正确;t=0时a由平衡位置开始向下振动,t=3s时第一次到达最高点,则T=3s,得T=4s;各质点振动周期相同,选项C正确;波传到c点所需时间t==s=3s,此时c点由平衡位置开始向下振动,1s后到达最低点,所以4s3、[物理——选修34](1)如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的.物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A0,周期为T0.当物块向右通过平衡位置时,a、b之间的粘胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则A________A0(填“>”、“<”或“=”),T________T0(填“>”、“<”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4、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·高考大纲全国卷)在学校运动场上50m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5m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10m.在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )A.2B.4C.6D.8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5、所在位置的波程差Δs=(25m+x)-(25m-x)=2x,因为0≤x≤10m,则0≤Δs≤20m,又因波长λ=5m,则Δs为λ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轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4m/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4cmB.这列波的周期为1sC.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动D.此时x=4m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2cm,选项A错误;由题图得,波长λ=6、8m,由T=得T=2s,选项B错误;由波动与振动的关系得,此时x=4m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a=0,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9m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两质点的距离为nλ+λ或nλ+λ,即nλ+λ=9m或nλ+λ=9m(n=0,1,2,3,…)解得波长λ=m或λ=m.即该波的波长λ=36m、7.2m、4m…或λ=12m、m、m…选项A、B、7、C、D的波长分别为4m、8m、12m、16m,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6m,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( )A.4m、6m和8mB.6m、8m和12mC.4m、6m和12mD.4m、8m和12m解析:(1)根据题意,两质点之间的波峰只有一个,可能情况有:①λ=6m,λ=12m②λ=6m③λ=6m,λ=4m,故选项C正确.答案:(1)C 37.(2013·高考山东卷)(1)如图甲所示,在某8、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x=0.1sin(20πt)m,介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m,两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播,波速都是
3、[物理——选修34](1)如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的.物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A0,周期为T0.当物块向右通过平衡位置时,a、b之间的粘胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则A________A0(填“>”、“<”或“=”),T________T0(填“>”、“<”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
4、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·高考大纲全国卷)在学校运动场上50m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5m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10m.在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )A.2B.4C.6D.8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
5、所在位置的波程差Δs=(25m+x)-(25m-x)=2x,因为0≤x≤10m,则0≤Δs≤20m,又因波长λ=5m,则Δs为λ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轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4m/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4cmB.这列波的周期为1sC.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动D.此时x=4m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2cm,选项A错误;由题图得,波长λ=
6、8m,由T=得T=2s,选项B错误;由波动与振动的关系得,此时x=4m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a=0,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9m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两质点的距离为nλ+λ或nλ+λ,即nλ+λ=9m或nλ+λ=9m(n=0,1,2,3,…)解得波长λ=m或λ=m.即该波的波长λ=36m、7.2m、4m…或λ=12m、m、m…选项A、B、
7、C、D的波长分别为4m、8m、12m、16m,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6m,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( )A.4m、6m和8mB.6m、8m和12mC.4m、6m和12mD.4m、8m和12m解析:(1)根据题意,两质点之间的波峰只有一个,可能情况有:①λ=6m,λ=12m②λ=6m③λ=6m,λ=4m,故选项C正确.答案:(1)C 37.(2013·高考山东卷)(1)如图甲所示,在某
8、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x=0.1sin(20πt)m,介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m,两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播,波速都是
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