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（新教材旧高考）

分组练(10) 机械振动和机械波 (限时40分钟) 1.(10分)地震波中既有横波又有纵波。如图甲所示2.(10分)如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质 为地震波中的一列横波在t=0.5s时部分质点的 量m=0.2kg的小球，现让小球在竖直方向上做 波形图，如图乙所示为由这列横波引起的x 简谐运动，小球从最高点释放时开始计时，小球相 2km处质点P的振动图像，求： 对平衡位置的位移y随时间：按正弦规律变化，如 (1)该列横波的传播方向和速度： 图乙所示。已知重力加速度g=10m/s2。 (2)在1=1.75s时，x=66km处的质点（在1=0 (1)写出小球相对平衡位置的位移y的表达式： 时该质点已振动)偏离平衡位置的位移。 (2)求0一9.2s内小球运动的总路程L,并指出在 m ↑m 1=9.2s时，小球的位置。 ↑Wcm 10 0000D 04 0.8 1.2 ts 10 乙 物理专项提分卷（新教材）第63页（共66页） 3.(10分)一列沿x轴传播的简谐横波，在1=0.254.(10分)两列简谐横波P、Q在同一介质中分别沿 时的波形如图中实线所示，在1=0.4s时的波形 x轴正方向和负方向传播，P,Q两列波在1=0时 如图中虚线所示。在t到11的时间内，x=2m处 的波形分别如图甲中实线、虚线所示，x=1.5L.处 的质点P运动的路程为s,且0.2m<s< 质点的振动图像如图乙所示。简谐波P的周期为 0.4m。求： T,图中A1、A,已知，T。未知。求： (1)波的传播方向和传播速度的大小： (1)两列波在介质中的传播速度？及简諧波Q的 (2)质点P第二次出现波谷的时刻。 周期TQ: ↑cm (2)T。及x=1,5L处质点从1=0时到T。时间内 10 通过的路程s。 a年 物理专项提分卷（新教材）第64页（共66页）参考答案及解析 ·物理专项提分卷（新教材）· 解得L=4.6m (1分) 1=9.2s时，y=0.1cos×9.2)m=-0.1m 即罕-光 2 (2分) (1分) 解得T2≈321.4K (1分) 所以小球处于最低点 (1分) 分组练(10)】 3.【解析】(1)由图可知，波长A=3m,振幅A=0.1m 机械振动和机械被 (1分) 1,【解析】(1)由图乙可知，在1=0.5s时质点P正在向 在1到1的时间内，0,2m<s<0.4m 上振动：由图甲可知，向上振动的质点P将在四分之 可知2A<s<4A 一周期后到达最大位移处，即波峰是向右移动，所以 故2T<d<T (1分) 该列横波的传播方向是向右的 (2分) 设4y时间内波传插的距离为4r,则之<△r< 由图甲可知波长A=4km,由图乙可知周期T=1s (1分) 即受m<dr<3m (1分) 波速=子=4000m/s (1分) 根据图像可知 (2)由于66km=16A+2km (1分) 若波沿x轴正方向传播，则△=(n十号)a(m=0,1, 可得在x=66km处的质点的振动情况与在x=2km 2,3…),n无解 处的质点（即质点P)完全相同 (1分) 若波沿x轴负方向传播，则△=(m十号A(a=01, 设在x=66km处的质点相对平衡位置的位移y 2,3…),n=0符合 (1分) -Asin() (1分) 综上所述，这列波沿x轴负方向传播且△x=2m 由图乙可知周期T=15,振幅A=10m (1分) (1分) 即y=-10sin(2xt)m (1分) 又△1=t1-1=0.2s,由△r=v·△1 t=1.75s时，y=-10sin(2x×1.75)m=10m 解得v=10m/s (1分) 在x=66km处的质点偏离平衡位置的位移y=10m (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) 2.【解析】(1)由题图乙可知，周期T=0.8s,振幅A 由△r=1·△'，解得△t'=0.325s (1分) 0.1m (2分) 故质点P第二次出现被谷的时刻2=t+△= 设小球相对平衡位置的位移y=A0s(亭) 0.525s (1分) (1分) 4,【解析】(1)由图甲可知简谐波P,Q的波长分别为入P 5 即y=0.1cos(之π)m (2分) =I.,Ao=21. (1分) (1分) (2m=-1号 (1分) 根搭一光 (1分) 解得一广 (1分) 0一9.28内小球的总路程L.=H·4A ·68· ·物理专项提分卷（新教材）· 参考答案及解析 波在同种介质中传橘速度相等，则口= To (1分) 解得T。=2T (1分) 30R (2)从1=0时起到x=1.5L处质点再次出现波谷与 波谷叠加经历的时间为T。 (1分) 35 则T。=hp=ea (1分) 当，=2，=1时，对应时间T。=2T (1分) 2.【