《2025年高考调研高考总复习讲义高中物理人教版》

6. (2023·重庆)(多选)一列简谐横波在介质中沿x轴传播，波速为2m/s，t=0时的波形图如图所示，P为该介质中的一质点.则(BD)


A.该波的波长为14m
B.该波的周期为8s
C.t=0时质点P的加速度方向沿y轴负方向
D.0～2s内质点P运动的路程有可能小于0.1m

答案： 6.答案 BD
解析 由图可知$\frac{3}{4}\lambda = 12 m$，解得$\lambda = 16 m$，A项错误；由$v = \frac{\lambda}{T}$，得$T = \frac{\lambda}{v} = \frac{16}{2} s = 8 s$，B项正确；简谐运动的加速度总指向平衡位置，P点位于$y$轴负半轴，加速度方向沿$y$轴正方向，C项错误；P点位于$y$轴的负半轴，经过$2 s = \frac{T}{4}$，若波向$x$轴负方向传播，P向远离平衡位置方向振动，在$0～2 s$内质点P运动的路程有可能小于$0.1 m$，D项正确；故选B、D两项.

7. (2023·天津)(多选)一列机械波的波源是坐标轴原点，从t=0时波源开始振动，t=0.5s时波形如图，则下列说法正确的有(BC)


A.在这种介质中波速v=4m/s
B.x=1m处质点在0.3s时位于波谷
C.波源振动方程y=0.02 sin(5πt + π)m
D.x=-1m处质点半个周期内向左位移半个波长

答案： 7.答案 BC
解析 由图中可知$t = 0.5 s$时，波传播的距离为$x = 2.5 m$，故波的速度为$v = \frac{x}{t} = \frac{2.5}{0.5} m/s = 5 m/s$，故A项错误；由图可知该波的波长为$\lambda = 2 m$，所以波的周期为$T = \frac{\lambda}{v} = \frac{2}{5} s = 0.4 s$，波传播到$x_{1} = 1 m$需要的时间$t_{1} = \frac{x_{1}}{v} = \frac{1}{5} s = 0.2 s$，由图可知该波的起振方向向下，$t = 0.3 s$，该质点振动了$0.1 s$，即$\frac{1}{4}T$，所以位于波谷，故B项正确；根据图像可知该波的振动方程为$y = A\sin(\frac{2\pi}{T}t + \varphi) = - 0.02\sin(5\pi t) m = 0.02\sin(5\pi t + \pi) m$，故C项正确；质点只是上下振动，不随波左右移动，故D项错误.故选B、C两项.

8. (2023·湖北)一列简谐波沿x轴正向传播，波长为100cm，振幅为8cm.介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于x=-40/3 cm和x=120cm处.某时刻b质点的位移为y=4cm，且向y轴正方向运动.从该时刻开始计时，a质点的振动图像为(A)


A.
B.
C.
D.

答案：
8.答案 A
解析 $ab$之间的距离为$\Delta x = (\frac{40}{3} + 120) cm = \frac{4}{3}\lambda$，此时$b$点的位移为$4 cm$且向$y$轴正方向运动，令此时$b$点的相位为$\varphi$，则有$4 = 8\sin \varphi$，解得$\varphi = \frac{\pi}{6}$或$\varphi = \frac{5\pi}{6}$（舍去，向下振动）.
由$ab$之间的距离关系可知$\varphi_{a} - 2\pi = \varphi_{a_{0}}$，$\varphi_{a_{0}} - \varphi = \frac{\Delta x}{\lambda} \cdot 2\pi = \frac{4}{3}\lambda÷\lambda×2\pi = \frac{8\pi}{3}$，则$\varphi_{a_{0}} = \frac{5}{6}\pi$，可知$a$点此时的位移为$y = 8\sin \varphi_{a_{0}} cm = 4 cm$，且向下振动，即此时的波形图为

故选A项.

9. (2023·湖南)如图a，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC=BC=4m，DC=3m，DC垂直AB.t=0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图b所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4m.下列说法正确的是(C)

A.这三列波的波速均为2m/s
B.t=2s时，D处的质点开始振动
C.t=4.5s时，D处的质点向y轴负方向运动
D.t=6s时，D处的质点与平衡位置的距离是6cm

答案： 9.答案 C
解析 由图b的振动图像可知，振动的周期为$4 s$，故三列波的波速为$v = \frac{\lambda}{T} = \frac{4 m}{4 s} = 1 m/s$，A项错误；由图a可知，D处距离波源最近的距离为$3 m$，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为$t_{C} = \frac{DC}{v} = \frac{3 m}{1 m/s} = 3 s$，故$t = 2 s$时，D处的质点还未开始振动，B项错误；由几何关系可知$AD = BD = 5 m$，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为$t_{AB} = \frac{AD}{v} = \frac{5 m}{1 m/s} = 5 s$，故$t = 4.5 s$时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为$t_{1} = t - t_{C} = 1.5 s$，由振动图像可知此时D处的质点向$y$轴负方向运动，C项正确；$t = 6 s$时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为$t_{2} = t - t_{C} = 3 s$，由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；$t = 6 s$时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为$t_{3} = t - t_{AB} = 1 s$，由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰.根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为$y = 2A - A = 2 cm$，故$t = 6 s$时，D处的质点与平衡位置的距离是$2 cm$，D项错误，故选C项.

10. (2023·新课标卷)一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验.
(1)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径.首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相接触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图a所示，该示数为0.007mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图b所示，该示数为20.034mm，则摆球的直径为20.027mm.
(2)单摆实验的装置示意图如图c所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小.若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角大于5°(填“大于”或“小于”).
(3)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为82.5cm.实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为1.82s，该小组测得的重力加速度大小为9.83m/s².(结果均保留3位有效数字，π²取9.870)

答案： 10.答案
(1)$0.007$ $20.034$ $20.027$
(2)大于
(3)$82.5$ $1.82$ $9.83$
解析
(1)测量前测微螺杆和测砧相接触时，图a的示数为$d_{0} = 0 mm + 0.7 × 0.01 mm = 0.007 mm$；
螺旋测微器读数是固定刻度读数（$0.5 mm$的整数倍）加可动刻度（$0.5 mm$以下的小数）读数，图中读数为$d_{1} = 20 mm + 3.4 × 0.01 mm = 20.034 mm$；则摆球的直径为$d = d_{1} - d_{0} = 20.027 mm$.
(2)角度盘的大小一定，即在规定的位置安装角度盘，测量的摆角准确，但将角度盘固定在规定位置上方，即角度盘到悬挂点的距离变短，同样的角度，摆线在刻度盘上扫过的弧长变短，故摆线在角度盘上所指的示数为$5^{\circ}$时，实际摆角大于$5^{\circ}$.
(3)单摆的摆线长度为$81.50 cm$，则摆长为$l = l_{0} + \frac{d}{2} = 81.50 cm + \frac{2.0027}{2} cm \approx 82.5 cm$.
一次全振动单摆经过最低点两次，故此单摆的周期为$T = \frac{2t}{N} = \frac{54.60}{30} s = 1.82 s$.
由单摆的周期表达式$T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$得，重力加速度$g = \frac{4\pi^{2}l}{T^{2}} \approx 9.83 m/s^{2}$.