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1、机械振动和机械波G1机械振动24B4G12013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)为使斜面体始终处于静止状态，动摩擦因数应满足什么条件(假设滑动摩擦
2、力等于最大静摩擦力)?24解析 (1)设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为L，有mgsinkL0，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mgsink(xL)，联立以上各式可得F合kx，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，由于斜面体平衡，所以有水平方向fFN1sinFcos0，竖直方向FN2MgFN1cosFsin0，又Fk(xL)，FN1mgcos，联立可得fkxcos，FN2Mgmgkxsin为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有|f|FN2
3、，所以，当xA时，上式右端达到最大值，于是有.G2机械波15G22013北京卷 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，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015D解析 由图像可知，这列波的振幅为2 cm，A项错误波长8 m，故周期T s2 s，B项错误波向右传播，左边的质点带动右边的质点振动，故x4 m处质点沿y轴正方向运动，C项错误此时x4 m处质点处于平衡位置，回复力为零，加速度为零，D项正确11【选修34】G22013重庆卷 (1)(6分)一列简谐横波沿直线
4、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(1)C解析 本题主要考查对波的图像的识别和波长的理解如图可知，满足题意的两点可能有以下情况：O点和A点：此时2OA26 m12 m.O点和B点：此时OB6 m.A点和D点：此时AD6 m4 m.故选项C正确112013重庆卷 (2)(6分)利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度在图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点若某条从A点发出的
5、与AO成角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率11(2)解析 本题主要考查光的折射率的计算如图可知，玻璃的折射率n.由于出射光线OB与AO平行，所以rAOO；而i是AOO的一个外角，由三角形的外角等于不相邻的两个内角之和，有：iAOOr，即：ri.所以玻璃的折射率n.16G22013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()16C解析 由vT可知，波在一个周期内传播的路程为一个波长，由于t0.6 s1.5T，所以波向
6、左、向右传播的距离均为1.5，即波向右传播到(1.5，0)，向左传播到(1.5，0)由于波中任何质点的起振方向都相同，故此时(1.5，0)、(1.5，0)两质点都应从平衡位置开始向上振动，由“上下坡”法可知C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21G42013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()A2B4C6 D821B解析 根据波的叠加规律，波程差为波长整数倍的点振动加强，波程差
7、为半波长奇数倍的点振动减弱，因此，相邻的振动加强点(或振动减弱点)的波程差相差一个波长，向某一端点行进10 m时，该点距两个端点的波程差为(2510)m(2510)m20 m，为波长的4倍，这样听到由强变弱的次数总共为4次，选项B正确34物理选修34(15分)G42013新课标全国卷 (1)(6分)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_ .(填正确答案标号选对1个得3分，选对2个得4分，选对3
8、个得6分每选错1个扣3分，最低得分为0分)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34(1)ACD解析 6 s内质点传播的距离xvt12 m，波恰好传到d点，A正确；由题意知， T3 s，周期T4 s，C正确；t3 s时刻，质点c刚开始向下振动，t5 s时刻，c刚好振动了2 s，刚好到达平衡位置，B 错误；46 s时段内质点c从最低点向最高点运动，D正确；b、d两点相距10 m，而波长vT8 m，不是半波长奇数倍，b、d两点不是振动的反相点，E
9、错误34G42013新课标全国卷 (2)(9分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面已知光在真空中的传播速度为c.()为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；()求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间34(2)解析()设光线在端面AB上C点(见下图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律有sin insin r设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有式中，是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足nsin 1由几何关系得r90由式得sin i()光在玻
10、璃丝中传播速度的大小为v光速在玻璃丝轴线方向的分量为vzvsin 光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为T光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，由式得Tmax5G42013四川卷 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所示振动图像对应的质点可能位于()图1图2AaxbBbxcCcxd Ddxe5D解析 c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振，a、c间距离为半个波长，故波长沿x轴正方向传播，周期T1 s由t1.25 sT，从图2中可看出，t时刻质点正由y轴上方向平衡位置运动，故D对7G42013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两质点的振动图像如图所示，下列描述该波的图像可能正确的是()7AC解析 由振动图像可知，a、b两点的振动相位相差四分之一或四分之三周期，由波的传播规律可知，一个周期内波向前传播一个波长，所以a、b间的距离x(n)或x(n)(n0，1，2，3)由第一个表达式，当n0时， 36 m；当n1时， 7.2 m；当n2时， 4 m，A 正确；由第二个表达式，当n0时， 12 m；当n1时， m；当n2时， m，C正确- 6 -