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【高考真题2026】-选择05(机械波、抛体运动)

【高考真题2026】-选择05(机械波、抛体运动)

3.波源在时开始振动,产生一列沿轴正方向传播的简谐横波。时质点刚好开始振动,质点与的平衡位置相距。某时刻的波形如图所示,下列说法正确的是()

A.波速为

B.波长为

C.从图示状态经过和速度相同

D.从图示状态经过和偏离平衡位置的位移相同

4.如图所示,运动员在空场上将排球从a点击出,a点与球网顶部b点的水平距离为x、竖直距离为h,排球被击出时速度大小为v、方向与重力方向之间的夹角为θ()。将排球视为质点,其运动轨迹所在平面与球网平面垂直,不计空气阻力,不考虑擦网球。运动员某次以击球时,排球贴近b点越过球网后正好落到对方场地的底线上,相对于此次击球,下列说法正确的是()

A.保持v、x、h不变,减小θ,排球一定下网

B.保持v、x、h不变,增大θ,排球一定不会出界

C.保持θ不变,增大x同时减小h,排球不下网就一定出界

D.保持x、h不变,同时增大v和θ,排球从被击出到落地所需时间可能不变

参考答案

【答案】BD

【详解】B.根据题图有

可得波长,故B正确;

A.结合B项分析可知

所以该波的波速,故A错误;

C.从题图示状态经过,则波沿轴正方向传播了,故从平衡位置运动到了波峰位置,速度为0,N从波谷位置运动到了平衡位置,速度最大,显然两点速度不同,故C错误;

D.该波的周期

从图示时刻计时,的振动方程为

N的振动方程为

经后,,故D正确。

故选BD。

【答案】AC

【详解】方法一

根据题意可知,运动员某次以击球时,即初速度方向为水平,排球贴近b点越过球网,则有

解得

竖直方向上有

可得

A.保持v、x、h不变,减小θ,则球竖直向下的初速度大于零,水平方向的分速度小于,竖直方向根据

可知

水平方向

可知排球一定下网,故A正确;

B.设球抛出时与水平方向的夹角为(),落地时速度为,画出速度的矢量三角形,如图所示

在矢量三角形ABC中,面积

水平位移

联立可得

即三角形面积最大时,水平位移最大,又

根据动能定理可知落地时速度为定值,也为定值,当即时,有最大值,即末速度方向与初速度方向垂直时,水平位移有最大值,显然当球水平抛出时,末速度方向与初速度方向夹角为小于90°,根据数学知识可知,保持v、x、h不变,增大θ,排球的水平射程先增大后减小,可知排球可能会出界,故B错误;

C.保持θ不变,增大x同时减小h,根据可知球抛出到网顶点的时间变小,要能过网,则需要增大初速度,设恰好能过网的初速度为,设网高为,球到网顶点竖直方向的速度变小,过网后,竖直方向根据可知球运动的时间比增大x同时减小h前长,水平方向的位移比增大x同时减小h前大,故一定会出界,故C正确;

D.保持x、h不变,同时增大v和θ,则球竖直向上向的初速度不为零,根据可知时间变大,故D错误。

故选AC。

方法二

根据题意可知,运动员某次以θ = 90°击球时,即初速度方向为水平,排球贴近b点越过球网,则有

解得

竖直方向上有

以击球点a为原点建立直角坐标系,水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向则排球轨迹方程为

排球贴近网顶飞过,则

解得

设对方底线位于(L,-H)处排球恰好落在对方底线上,则

解得

A.保持v、x、h不变,减小θ,即θ<90°,此时初速度有向下的分量。将速度分解有vx=vsinθ,vy=-vcosθ

在网顶x = x处,排球的高度为

利用,可得

θ = 90°击球时网顶高度为-h。有

因此y <-h排球在网顶处的高度低于网顶,一定下网,故A正确;

B.保持v、x、h不变,增大θ,即θ>90°此时,初速度有向上的分量。令α = θ-90°(0° < α < 90°),则vx = vcosα,vy = vsinα

落地时间t满足

解得

水平射程

θ = 90°击球时射程

对S在α = 0°处求导

说明从θ = 90°开始增大,射程最初会增加,落点将超出底线。因此增大θ并非“一定不会出界”,而是可能出界,故B错误;

C.保持θ不变(即仍为90°平抛),增大x同时减小h,平抛轨迹仍为

改变后的网的水平距离为x′ > x,竖直高度差为h′ < h,若排球不下网,需满足在x′处y′ ≥-h′即

解得

根据,且x′ > x,则有

因此不可能成立。即在增大x、减小h′的条件下,排球必定下网,“不下网”的情况根本不会发生,故C正确;

D.保持x、h不变,同时增大v和θ,则θ>90°,初速度有竖直向上的分量

设增大后的速度为,竖直初速度。落地时间为t,由

解得

基准平抛时

因为,显然有

解得t > t0

故飞行时间一定增大,不可能与基准时间相同,故D错误。

故选AC。

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