分组练(10)机械振动和机械波-【衡水金卷·先享题】2023高考物理专项提分卷（新教材新高考）（湖南专版）

分组练(10）__ 机械振动和机械波 （限时40分钟） 1.10分)如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质2.(10分)一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0.2s 量m=0.2kg的小球，现让小球在竖直方向上做时的波形如图中实线所示。在t_1=0.4s时的波形 简谐运动，小球从最高点释放时开始计时，小球相如图中虚线所示。在t到t1的时间内。x=2m处 对平衡位置的位移y随时间t按正弦规律变化。如的质点P运动的路程为s，且0.2m<s< 图乙所示。已知重力加速度g=10m/s0。4m。求， （1)写出小球相对平衡位置的位移y的表达式：①波的传播方向和传播速度的大小； （2)求0~9.2s内小球运动的总路程L。。并指出在（2)质点P第二次出现波谷的时刻。 t=9.2s时，小球的位置。 /s⌒pis-0… -10|…………z…… 物理专项提分卷(湖南专版）第63页(共66页) 3.(10分)两列简谐横波P,Q在同一介质中分别沿 (1)两列波在介质中的传播速度。及简谐波Q的 x轴正方向和负方向传播，P、Q两列波在1=0时 周期T。: 的波形分别如图甲中实线、虚线所示，x=1.5L处 (2)T。及x=1.5L.处质点从1=0时到T。时间内 质点的振动图像如图乙所示。简谐波P的周期为 通过的路程s。 T,图中A、A2已知，T。未知。求： 物理专项提分卷（湖南专版）第64页（共66页）参考答案及解析 ·物理专项提分卷（湖南专版）· 即3_L十xS 根据图像可知 T (2分) 气体“也发生等压变化，根据盖一昌萨克定律得 若波沿x轴正方向传播，则△=(a十子a(m=01, 2,3…),n无解 若波沿x轴负方向传插，则△x:=(n十 3 )a(n=0,1, (2分) 2,3…),n=0符合 (1分) 解得T2≈321.4K (1分) 综上所述，这列波沿x轴负方向传播且△=2m 分组练(10) 机械振动和机械波 (1分) 1.【解析】(1)由题图乙可知，周期T=0.8s,振幅A= 又△=t-1=0.2s,由△x=0·△ 0.1m (2分) 解得=10m/s (1分) 设小球相对平衡位置的位移y=A0s(票) (2)根据实线图像可知，质点P第二次出现波谷时， (1分) 波向x轴负方向传播了△'=3.25m (2分) 即y=0.1cos(之)m (2分) 由△x'=u·△'，解得'=0.325s (1分) 2)m=学=1 故质点P第二次出现波谷的时刻t?=t十△'= (1分) 0.525s (1分) 09.2s内小球的总路程L=n·4AN (1分) 3.【解析】(1)由图甲可知简谐波P,Q的波长分别为XP 解得L=4.6m (1分) =L.Ao=2L. (1分) t=9.2s时，y=0.1cos(r×9.2)m=-0.1m 根据一光 (1分) (1分) (1分) 所以小球处于最低点 (1分) 解得一了 2.【解析】(1)由图可知，波长入=3m,振幅A=0.1m 波在同种介质中传播速度相等，则一光 (1分) (1分) 解得T。=2Tr (1分) 在1到t1的时间内，0.2m<s<0.4m (2)从t=0时起到x=1.5L处质点再次出现波谷与 可知2A<s<4A 波谷叠加经历的时间为T。 (1分) 故T<△<T (1分) 则vT。=Ap=zQ (1分) 设4y时间内波传播的距离为4，则宁<△r< 当=2,2=1时，对应时间T。=2Tp (1分) 由图乙可知，路程x=2×2A,十4A,=4A,十4A 即号m<A<3m (1分) (2分) ·60·