广东省肇庆市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-03机械振动与机械波

这是一份广东省肇庆市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-03机械振动与机械波，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
广东省肇庆市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-03机械振动与机械波 一、单选题1．（2021·广东肇庆·统考模拟预测）中国跳水队在东京奥运会共获得7枚金牌。假设跳水运动员（可视为质点）起跳离开跳板后在一条竖直线上运动，空气阻力忽略不计，关于运动员起跳离开跳板后的运动，下列说法正确的是（　　）A．运动员在空中上升过程中处于超重状态B．运动员从起跳离开跳板到水的最深处，所受合力做功为零C．运动员在空中未接触水面前，相同的时间内动量变化相同D．运动员在空中未接触水面前，相同的时间内动能变化相同2．（2022·广东肇庆·统考二模）某地派出所帮助村民将一辆被风吹跑的三轮车推上圩埂。若三轮车被吹下圩埂时风速约为20m/s，空气的密度为，假设空气垂直吹到静止的三轮车上时速度变为0，已知三轮车的迎风面积约为2.5，可估算三轮车被吹下圩埂时受到风吹的力约为（　　）A．200N B．500 N C．900N D．1300N 二、多选题3．（2021·广东肇庆·统考二模）质量为m的物块在光滑水平面上与质量为M的物块发生正碰，已知碰撞前两物块动量相同，碰撞后质量为m的物块恰好静止，则两者质量之比可能为（　　）A．1 B．2 C．3 D．44．（2022·广东肇庆·统考三模）快递运输时，我们经常看到，有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹，这种做法的好处是（　　）A．可以大幅度减小某颠簸过程中物品所受合力的冲量B．可以大幅度减小某颠簸过程中物品动量的变化C．可以使某颠簸过程中物品动量变化的时间延长D．可以使某颠簸过程中物品动量对时间的变化率减小 三、填空题5．（2022·广东肇庆·统考三模）一列波长为0.15m<<0.25m的简谐横波在均匀介质中传播，先后经过间距为30cm的a和b两个质点，当质点a处于波峰位置时，质点b位于波谷位置，已知质点a的振动方程为y=0.1sin（10πt）m，则简谐波的周期为__________s，波速为__________m/s。6．（2022·广东肇庆·统考二模）如图甲所示，将一质量为m、边长为L、质量分布均匀的正方体木块放在水桶内，木块静止时有一半浮在水面上，现将木块缓慢下压至木块上表面与水面平齐后由静止释放并开始计时，木块的重心相对于水面的位移随时间变化的关系如图乙所示，已知重力加速度为g，忽略木块运动过程中水面高度的变化，时刻木块向___________（选填“上”或“下”）运动，时刻水对木块的浮力为___________。7．（2021·广东肇庆·统考模拟预测）如图甲所示为一列简谐横波在时的波形图像，图乙为质点的振动图像，质点在时速度方向为沿轴______（选填“正”或“负”）方向；该波沿轴______（选填“正”或“负”）方向传播。8．（2021·广东肇庆·统考二模）甲、乙两单摆振动图像如图所示，从t=0时刻开始计时，甲单摆第一次到达负的最大位移时，乙单摆的位移为_______m；甲、乙两单摆的摆长之比是________。 四、解答题9．（2021·广东肇庆·统考模拟预测）如图所示，质量为的型滑板静止放在光滑水平面上，滑板右端固定一根轻质弹簧，弹簧左端连接质量为的物块，静止在点，弹簧恰好处于原长。板上表面以点为临界点，左侧粗糙，右侧光滑。质量为的物块以水平速度由滑板上表面左端向右运动，经过，与相碰且粘在一起。两物块与板粗糙部分间的动摩擦因数均为0.1，运动过程中弹簧最大压缩量为，取，物块、均视为质点。（1）求滑板上表面粗糙部分的长度；（2）求弹簧最大的弹性势能；（3）物块相对板向左滑动时，板上表面粗糙部分涂上润滑剂使动摩擦因数减小，通过计算判断物块是否会从滑板上掉下。10．（2021·广东肇庆·统考三模）一轻质弹簧竖直放置，将一质量为的小物块轻放于弹簧顶端，弹簧最大压缩量为L。如图示，水平地面上有一固定挡板，将此弹簧一端固定在挡板上且水平放置，一质量为m的小物块P紧靠弹簧的另一端但不拴接；在水平地面右侧固定有一半径的竖直光滑半圆轨道，轨道最低点与地面相切。将另一质量也为m的小物块Q放置在距半圆轨道最低点处。现向左推P压缩弹簧，使弹簧发生形变量为L，此时P与小物块Q的距离为。撤去外力，小物块P被弹簧弹开，然后与小物块Q正碰，碰后瞬间粘在一起。小物块P、Q均可看作质点，且与水平地面间的动摩擦因数相同，重力加速度为g。（1）求弹簧最大压缩量为L时，弹簧具有的弹性势能；（2）若两物块P、Q与水平地面间的动摩擦因数，求两个小物块刚滑上半圆轨道时对轨道的压力大小；（3）若两物块P、Q与地面间的动摩擦因数可以改变，要求两个小物块在半圆轨道上运动时不脱离轨道，求动摩擦因数的取值范围。11．（2021·广东肇庆·统考二模）在跳台滑雪比赛中，运动员在空中运动时身体的姿态会影响其速度和下落的距离。跳台滑雪运动员在某次训练时，助滑后从跳台末端水平飞出，从离开跳台开始计时，用v表示其水平方向速度，v-t图像如图乙所示，运动员在空中运动时间为4s。在此运动过程中，若运动员在水平方向和竖直方向所受空气阻力大小相等且保持恒定。已知运动员的质量为50kg，重力加速度取10m/s2，求：(1)滑雪运动员水平位移的大小和水平方向所受的阻力大小；(2)滑雪运动员在空中运动过程中动量变化量的大小（结果保留两位有效数字）。12．（2022·广东肇庆·统考三模）如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距x1=2m，弹珠B与坑的间距x2=1m。某同学将弹珠A以v0=6m/s的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间t1=0.4s与弹珠B正碰（碰撞时间极短），碰后弹珠A又向前运动x=0.1m后停下。已知两弹珠的质量均为2.5g，取重力加速度g=10m/s2，若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，求：（1）碰撞前瞬间弹珠A的速度大小和弹珠与地面间的动摩擦因数μ；（2）两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出。13．（2022·广东肇庆·统考二模）如图所示，长木板静止在光滑的水平面上，小铁块静止在长木板左端，长木板右端紧靠固定在水平面上的弹性挡板，某时刻小铁块自长木板左端以的速度向右运动，经过一段时间后与挡板相碰，碰撞过程没有能量损失，最终小铁块恰好没有从长木板上滑下。已知小铁块与长木板质量均为m=1kg，二者间的动摩擦因数，重力加速度。求：（1）小铁块和长木板的最终速度及长木板的长度；（2）整个过程中小铁块和长木板因摩擦产生的热量。14．（2021·广东肇庆·统考三模）一列简谐横波沿x轴正向传播，M、P、N是x轴上沿正向依次分布的三个质点，M、N两质点平衡位置间的距离为1.3m，P质点平衡位置到M、N两质点平衡位置的距离相等。M、N两质点的振动图像分别如图甲、乙所示。（1）求P质点的振动周期；（2）求这列波的波长。
参考答案：1．C【详解】A．运动员上升过程中只受重力，处于失重状态，A错误；B．运动员从离开跳板到水的最深处，动能减少，合力做负功，B错误；C．运动员在空中未接触水面前，只受重力作用，相同的时间内合力冲量相同，动量变化相同，C正确；D．运动员在空中未接触水面前，相同的时间位移不同，合力做功不同，动能变化不相同，D错误。故选C。2．D【详解】根据动量定理可知即代入数据解得F=1300N故选D。3．CD【详解】设碰前每个物体的动量为p，碰后M的速度为v，由动量守恒得2p=Mv由能量守恒可知，碰前系统的动能大于等于碰后系统的动能，又，可得联立解得，CD正确。故选CD。4．CD【详解】ABC．充气袋在运输中起到缓冲作用，在某颠簸过程中，物体的动量变化量不变，由动量定理可知，充气袋可以延长动量变化所用的时间，从而减小物体所受的合力，但不能改变合力的冲量，AB错误，C正确；D．动量对时间的变化率即为物体所受的合力，D正确。故选CD。5．     0.2     1【详解】[1]根据质点振动方程可得简谐波的周期为[2]当质点a处于波峰位置时，质点b位于波谷位置，可推知由于波长为0.15m<<0.25m，所以当n=1时，满足条件，求得故波速为6．     上     0/零【详解】[1][2]木块缓慢下压至与水面平齐后由静止释放，并开始计时，此时物体重心位于处，之后向上运动，时刻重心到达最高点，故时刻木块向上运动。时刻木块的重心距水面的高度为，故木块全部在水面上，水对木块的浮力为0。7．     负     正 【详解】[1]根据图乙为质点的振动图像，可知质点在时速度方向为沿轴负方向。[2]根据同侧法可知，由于t=1s时，质点向上振动，所以该波沿轴正方向传播。8．     或0.707     1：4【详解】[1]甲单摆第一次到达负的最大位移时的时刻为t=3s，此时乙单摆的位移为[2]甲、乙两单摆的周期之比为根据可得摆长之比是9．(1)；(2)；(3)不会【详解】(1)0~0.6s，对C有分析可知，AB一起向右加速运动，则滑板上表面粗糙部分的长度为(2)相碰前瞬间，物块C的速度大小为A、B的速度大小为C、B碰撞动量守恒，由解得弹性势能最大时，三者共速，则解得由能量守恒有联立解得(3)改变动摩擦因数，若物块BC恰好不从A上掉下时，滑到最左端共速，由动量守恒有弹簧长0.96m，弹性势能为0.18J，由能量守恒得解得所以物块BC一定不会从A板掉下。10．（1）；（2）；（3）或【详解】(1)由题意可知当弹簧压缩量为L时，弹性势能(2)物块P被弹簧弹开到与Q相碰之前瞬间有碰撞过程中动量守恒，有碰撞结束后到刚滑上圆弧轨道有在半圆轨道最低点满足联立解得由牛顿第三定律可知，两个小物块刚滑上半圆轨道时对轨道的压力大小为12mg。(3)如果不脱离轨道有两种可能，一是上滑的最大高度不超过半径R，再一个是通过圆弧最高点。由题目可知当弹簧压缩量为L时，弹性势能，物块P被弹簧弹开到与Q相碰之前有碰撞过程中动量守恒，有碰撞结束后到刚滑上圆弧轨道有能滑上圆弧要求不超过圆心等高处临界有联立可得如果能够通过圆弧最高点，滑到最高点有在最高点恰好由重力作为向心力联立解得要通过最高点，需要满足综上所述，两物块不脱离圆弧轨道，动摩擦因数的取值范围为或11．(1)56m；50N；(2)1.8×103N·s【详解】（1）解：设运动员的水平位移为x，由水平位移一时间图像可得解得x=56m设运动员在水平方向的加速度大小为a，水平方向所受的阻力为f1，竖直方向所受阻力为f2，由运动学规律和牛顿第二定律得f1=ma由题意可知f1=f2=50N（2）根据平行四边形定则可得对运动空中运动应用动量定理△p=F合t解得△p=1.8×103N·s12．（1），；（2），不能【详解】（1）设碰撞前瞬间弹珠A的速度为，由运动学公式得由牛顿第二定律得联立解得，，（2）由（1）可知弹珠A和B在地面上运动时加速度大小均为，弹珠A碰撞后瞬间的速度为，由运动学规律解得设碰后瞬间弹珠B的速度为，由动量守恒定律得解得所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失解得碰后弹珠B运动的距离为所以弹珠B没有进坑，故不能胜出。13．（1）；；（2）【详解】（1）设铁块运动到木板右端时的速度为，木板长度为l，则有反弹后铁块向左运动，铁块与木板组成的系统动量守恒，最终速度为，有联立代入数据解得，（2）整个过程中，铁块与木板相对运动的路程为所以可得整个过程中小铁块和长木板因摩擦产生的热量14．（1）；（2），其中，1，2，…【详解】(1)由题意，根据振动图像易得，振动周期为(2)波从M向N传播，由振动图像得，则M、N两点相差所以解得（其中，1，2，…）