高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十六 機(jī)械振動和機(jī)械波課件

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1、專題十六機(jī)械振動和機(jī)械波高考物理高考物理 (課標(biāo)專用)考點(diǎn)一機(jī)械振動考點(diǎn)一機(jī)械振動1.2014課標(biāo),34(1),6分,0.571(多選)圖(a)為一列簡諧橫波在t=2 s時的波形圖,圖(b)為媒質(zhì)中平衡位置在x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖像,P是平衡位置為x=2 m的質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是()A.波速為0.5 m/s五年高考A組 統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組B.波的傳播方向向右C.02 s時間內(nèi),P運(yùn)動的路程為8 cmD.02 s時間內(nèi),P向y軸正方向運(yùn)動E.當(dāng)t=7 s時,P恰好回到平衡位置 答案 ACE由圖(a)可知,波長=2 m,由圖(b)可知周期T=4 s,則波速v=0.5 m/s,A正確。t=

2、2 s時,x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)振動方向向下,則波向左傳播,B錯。02 s時間內(nèi)P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程sP=4A=8 cm,C項(xiàng)正確。02 s內(nèi)P質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動,D項(xiàng)錯。t=0時P質(zhì)點(diǎn)位于正向最大位移處,故P質(zhì)點(diǎn)達(dá)到平衡位置的時刻為t=(2n+1)(n=0,1,2),則n=3時,t=7 s,P恰好回到平衡位置,E項(xiàng)正確。 TtT4T考查點(diǎn)振動圖像、波動圖像 思路分析從振動圖像中找出x=1.5 m處質(zhì)點(diǎn)在t=2 s時的振動方向,利用波動圖像中x=1.5 m處的振動方向判定波的傳播方向。通過(a)、(b)兩圖像分別讀出波長、周期T、振幅A,進(jìn)而求出波速v=、質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程等。 T易錯警示本題很容

3、易出現(xiàn)審題錯誤,誤把x=1.5 m處的振動圖像認(rèn)為是P點(diǎn)的振動圖像。 2.2014課標(biāo),34(1),5分,0.374(多選)圖(a)為一列簡諧橫波在t=0.10 s時刻的波形圖,P是平衡位置在x=1.0 m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置在x=4.0 m處的質(zhì)點(diǎn);圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。下列說法正確的是()A.在t=0.10 s時,質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動B.在t=0.25 s時,質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同C.從t=0.10 s到t=0.25 s,該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m D.從t=0.10 s到t=0.25 s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cmE.質(zhì)點(diǎn)Q簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=0.10 sin

4、 10t(國際單位制)答案 BCE由圖(a)得=8 m,由圖(b)得T=0.2 s,所以v=40 m/s。由圖(b)知,在t=0.10 s時,質(zhì)點(diǎn)Q通過平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動,A錯誤。結(jié)合圖(a),由“同側(cè)法”判得波沿x軸負(fù)方向傳播,畫出t=0.25 s時的波形圖,標(biāo)出P、Q點(diǎn),如圖,此時P點(diǎn)在x軸下方,其加速度向上,B正確。t=0.25 s-0.10 s=0.15 s,x=vt=6 m,C正確。P點(diǎn)起始位置不在平衡位置或最大位移處,故D錯誤。由圖知A=0.10 m,=10 rad/s,所以Q點(diǎn)簡諧運(yùn)動表達(dá)式為y=0.10 sin 10t(國際單位制),E正確。 T2T解題技巧簡諧運(yùn)動表達(dá)式

5、y=Asin t中,=。 2T易錯點(diǎn)撥波動圖像上的每個質(zhì)點(diǎn)都在各自位置沿y軸方向做簡諧運(yùn)動,并不隨波遷移,T時間內(nèi)振動路程為4A,時間內(nèi)振動路程為2A,時間內(nèi)振動路程可能等于A,可能大于A,也可能小于A。 2T4T考點(diǎn)二機(jī)械波考點(diǎn)二機(jī)械波3.2018課標(biāo),34(1),5分(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0和t=0.20 s時的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。已知該波的周期T0.20 s。下列說法正確的是()A.波速為0.40 m/sB.波長為0.08 mC.x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70 s時位于波谷D.x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.12 s時位于波谷E.若此波傳入另一介質(zhì)中

6、其波速變?yōu)?.80 m/s,則它在該介質(zhì)中的波長為0.32 m 答案 ACE本題考查機(jī)械振動和機(jī)械波的綜合應(yīng)用。由圖像可知,該波的波長=16 cm=0.16 m,選項(xiàng)B錯誤;t=nT+T(n=0,1,2,),可得T=0.20 s,即0.20 s,解得n=0,T=0.40 s,波速v= m/s=0.40 m/s,選項(xiàng)A正確;t1=0.70 s=T+ T,即從t=0時刻開始到t=0.70 s時刻,x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)振動了T+ T,則可知 t=0.70 s 時,該質(zhì)點(diǎn)位于波谷,選項(xiàng)C正確;t2=0.12 s=T0.5 s,則由題圖知波在0.5 s內(nèi)沿x軸正方向傳播的距離為,傳播時間t=T=0.5

7、 s,T= s,頻率f=1.5 Hz,選項(xiàng)C正確;波速v=6 m/s,選項(xiàng)B正確;1 s=T,t=1 s時,x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波谷,選項(xiàng)D錯誤;2 s=3T,t=2 s時,x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置,選項(xiàng)E正確。 3434231TT32關(guān)聯(lián)知識(1)波長、波速、周期間的關(guān)系。(2)由波形圖和波的傳播方向確定一段時間內(nèi)波的傳播距離與波長的關(guān)系,進(jìn)而求出波的周期。 5.2016課標(biāo),34(1),5分(多選)由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播。波源振動的頻率為20 Hz,波速為16 m/s。已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè),且P、Q和S的平衡位置在一條直線上,P、Q的平衡位

8、置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8 m、14.6 m。P、Q開始振動后,下列判斷正確的是()A.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相同 B.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相反C.當(dāng)S恰好通過平衡位置時,P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置D.當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動時,P在波峰E.當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動時,Q在波峰答案 BDE由波速公式:v=f得=0.8 m,LSP=19,LSQ=18,由波動的周期性,采用“去整留零”的方法,可在波形圖上標(biāo)出S、P、Q三點(diǎn)的位置,如圖所示,由圖可知,P、Q兩點(diǎn)的運(yùn)動方向始終相反,A項(xiàng)錯誤,B項(xiàng)正確;S在平衡位置時,P、Q一個在波峰,一個在波谷,C項(xiàng)錯誤;當(dāng)S恰通過

9、平衡位置向上運(yùn)動時,P在波峰,Q在波谷,反之則相反,故D、E項(xiàng)正確。 vf15.80.83414.60.814考查點(diǎn)波的傳播特點(diǎn) 方法技巧判斷在波的傳播方向上質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況,可求出質(zhì)點(diǎn)平衡位置和波源間的距離與波長的關(guān)系,采用“去整留零”的方法,畫出某時刻的波形圖,確定質(zhì)點(diǎn)的位置。 解題關(guān)鍵理解波傳播方向與振動方向之間的關(guān)系。理解波在傳播過程中空間上的重復(fù)性。 6.(2014大綱全國,18,6分)(多選)兩列振動方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇。下列說法正確的是()A.波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為|A1-A2|B.波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移始終為A1+A2C.波峰與波

10、谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移 D.波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅答案 AD兩列振動方向相同的相干波相遇疊加,在相遇區(qū)域內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)仍做簡諧運(yùn)動,其振動位移在0到最大值之間,B、C項(xiàng)錯誤。在波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)振幅為兩波振幅之差,在波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)振幅為兩波振幅之和,故A、D項(xiàng)正確。 考查點(diǎn)波的疊加、波的干涉 思路分析波峰與波峰的相遇點(diǎn)是加強(qiáng)點(diǎn),波峰與波谷的相遇點(diǎn)是減弱點(diǎn)。加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)位置都是確定的。加強(qiáng)點(diǎn)振幅是A1+A2,不是位移一直保持A1+A2;減弱點(diǎn)振幅是|A1-A2|,不是位移一直是|A1-A2|。 易錯警示加強(qiáng)點(diǎn)的位移也有為零的

11、時候,所以不能說加強(qiáng)點(diǎn)位移一定大于減弱點(diǎn)位移。 7.2018課標(biāo),34(1),5分聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s,在鋼鐵中的傳播速度為4 900 m/s。一平直橋由鋼鐵制成,某同學(xué)用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音,分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1.00 s。橋的長度為 m。若該聲波在空氣中的波長為,則它在鋼鐵中的波長為的 倍。 答案365 24517解析本題考查聲波的傳播。設(shè)橋長為x,則有- =1.00 s,解得:x=365 m。波在不同介質(zhì)中傳播時,頻率不變,由=,有鋼=。 340m/sx4 900m /sxvfvv鋼氣24517關(guān)聯(lián)知識機(jī)械波的傳播特點(diǎn)機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播時,

12、其頻率只決定于波源的振動頻率,與介質(zhì)無關(guān);傳播速度與介質(zhì)有關(guān)。 8.2017課標(biāo),34(1),5分如圖(a),在xy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧振動的點(diǎn)波源S1(0,4 m)和S2(0,-2 m)。兩波源的振動圖線分別如圖(b)和圖(c)所示。兩列波的波速均為1.00 m/s。兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8 m,-2 m)的路程差為 m,兩列波引起的點(diǎn)B(4 m,1 m)處質(zhì)點(diǎn)的振動相互 (填“加強(qiáng)”或“減弱”),點(diǎn)C(0,0.5 m)處質(zhì)點(diǎn)的振動相互 (填“加強(qiáng)”或“減弱”)。 答案2減弱加強(qiáng) 解析本題考查波的干涉。若兩波源同相,在干涉區(qū)域內(nèi),波程差x=n(n=0,1,2,)的點(diǎn)振動加強(qiáng),波程差為

13、x=(2n+1)(n=0,1,2,)的點(diǎn)振動減弱。若兩相干波源反相,在干涉區(qū)域內(nèi),波程差x=n(n=0,1,2,)的點(diǎn)振動減弱,波程差x=(2n+1)(n=0,1,2,)的點(diǎn)振動加強(qiáng)。本題中兩波源反相,A到兩波源的距離差為AS1-AS2= m-8 m=2 m。由圖(b)和圖(c)得T=2 s,則=vT=2 m,因BS1-BS2=0,故B點(diǎn)振動減弱。CS1-CS2=1 m,恰好為半個波長,故C點(diǎn)振動加強(qiáng)。 2222(80)( 24) 9.2018課標(biāo),34(2),10分一列簡諧橫波在t= s時的波形圖如圖(a)所示,P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點(diǎn)。圖(b)是質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。求()波速及波的傳播方向;

14、()質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)。 13答案()18 cm/s沿x軸負(fù)方向傳播()xQ=9 cm 解析本題考查機(jī)械振動、機(jī)械波。()由圖(a)可以看出,該波的波長為=36 cm由圖(b)可以看出,周期為T=2 s波速為 v=18 cm/s由圖(b)知,當(dāng)t= s時,質(zhì)點(diǎn)Q向上運(yùn)動,結(jié)合圖(a)可得,波沿x軸負(fù)方向傳播。()設(shè)質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置的x坐標(biāo)分別為xP、xQ。由圖(a)知,x=0處y=-=A sin (-30),因此xP=3 cm由圖(b)知,在t=0時質(zhì)點(diǎn)Q處于平衡位置,經(jīng)t= s,其振動狀態(tài)向x軸負(fù)方向傳播至P點(diǎn)處,由此及式有xQ-xP=vt=6 cmT132A3036013由式得,質(zhì)

15、點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)為xQ=9 cm 疑難解析振動圖像與波動圖像的綜合由振動圖像確定Q質(zhì)點(diǎn) s時的振動方向,再由“帶動法”判斷波的傳播方向。經(jīng)過時間t= s,波傳播的距離x=vt,說明Q點(diǎn)的振動狀態(tài)向x軸負(fù)方向傳播到P點(diǎn)處。由振動方程y=A sin 且y=-得=-30。由v=,得出x。 13132ATxt10.2016課標(biāo),34(2),10分一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播,波長不小于10 cm。O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x=0和x=5 cm處的兩個質(zhì)點(diǎn)。t=0時開始觀測,此時質(zhì)點(diǎn)O的位移為y=4 cm,質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置;t= s時,質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置,t=1 s時,質(zhì)點(diǎn)A第一

16、次回到平衡位置。求()簡諧波的周期、波速和波長;()質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時間變化的關(guān)系式。 13答案見解析 解析()設(shè)振動周期為T。由于質(zhì)點(diǎn)A在0到1 s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置,經(jīng)歷的是個周期,由此可知T=4 s由于質(zhì)點(diǎn)O與A的距離5 cm小于半個波長,且波沿x軸正向傳播,O在t= s時回到平衡位置,而A在t=1 s時回到平衡位置,時間相差 s。兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的距離除以傳播時間,可得波的速度v=7.5 cm/s利用波長、波速和周期的關(guān)系得,簡諧波的波長=30 cm()設(shè)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時間變化的關(guān)系為y=A cos將式及題給條件代入上式得14132302 tT004cos0cos6AA解得0

17、=,A=8 cm質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時間變化的關(guān)系式為y=0.08 cos(國際單位制)或y=0.08 sin(國際單位制) 323t526t考查點(diǎn)簡諧運(yùn)動、機(jī)械波 解題關(guān)鍵通過分析質(zhì)點(diǎn)A的振動求周期。通過分析波的傳播求波速。 11.2015課標(biāo),34(2),10分,0.253甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播,波速均為v=25 cm/s。兩列波在t=0時的波形曲線如圖所示。求()t=0時,介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo); ()從t=0開始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時間。答案()見解析()0.1 s 解析()t=0時,在x=50

18、cm處兩列波的波峰相遇,該處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為16 cm。兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移均為16 cm。從圖線可以看出,甲、乙兩列波的波長分別為1=50 cm,2=60 cm甲、乙兩列波波峰的x坐標(biāo)分別為 x1=50+k11,k1=0,1,2,x2=50+k22,k2=0,1,2,由式得,介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為x=(50+300n)cm,n=0,1,2,()只有兩列波的波谷相遇處的質(zhì)點(diǎn)的位移為-16 cm。t=0時,兩波波谷間的x坐標(biāo)之差為x=50+(2m2+1)-50+(2m1+1)式中,m1和m2均為整數(shù)。將式代入式得x=10(6m2-5m

19、1)+5由于m1、m2均為整數(shù),相向傳播的波谷間的距離最小為2212x0=5 cm從t=0開始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時間為t= 代入數(shù)據(jù)得t=0.1 s第()問6分,式2分,式各1分,式2分;第()問4分,式各1分。02xv考查點(diǎn)波傳播的周期性 思路點(diǎn)撥理解介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有點(diǎn)到x=50 cm的距離是甲、乙波長的公倍數(shù)。寫出兩波波谷間距的函數(shù)表達(dá)式,求出最小間距x0,利用x0=t2v,求最短時間t。 12.2015課標(biāo),34(2),10分,0.372平衡位置位于原點(diǎn)O的波源發(fā)出的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平x軸傳播,P、Q為x軸上的兩個點(diǎn)(均

20、位于x軸正向),P與O的距離為35 cm,此距離介于一倍波長與二倍波長之間。已知波源自t=0時由平衡位置開始向上振動,周期T=1 s,振幅A=5 cm。當(dāng)波傳到P點(diǎn)時,波源恰好處于波峰位置;此后再經(jīng)過5 s,平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置。求:()P、Q間的距離; ()從t=0開始到平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時,波源在振動過程中通過的路程。答案()133 cm()125 cm 解析()由題意,O、P兩點(diǎn)間的距離與波長之間滿足OP=波速v與波長的關(guān)系為 v=在5 s的時間內(nèi),波傳播的路程為vt。由題意有vt=PQ+式中,PQ為P、Q間的距離。由式和題給數(shù)據(jù),得PQ=133 c

21、m()Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時,波源振動的時間為t1=t+T波源從平衡位置開始運(yùn)動,每經(jīng)過,波源運(yùn)動的路程為A。由題給條件得t1=2554T4544T4T故t1時間內(nèi),波源運(yùn)動的路程為s=25A=125 cm解題關(guān)鍵介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源相同。 審題技巧O、P距離為35 cm;O、P距離介于一倍波長與二倍波長之間;波源自t=0時由平衡位置開始向上振動;波傳到P點(diǎn)時,波源恰好處于波峰位置。由點(diǎn)可知O、P至少相距,結(jié)合點(diǎn)可知OP=35 cm。454考點(diǎn)一機(jī)械振動考點(diǎn)一機(jī)械振動1.(2018天津理綜,8,6分)(多選)一振子沿x軸做簡諧運(yùn)動,平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。t=0時振子的位移為-0

22、.1 m,t=1 s時位移為0.1 m,則()A.若振幅為0.1 m,振子的周期可能為 sB.若振幅為0.1 m,振子的周期可能為 sC.若振幅為0.2 m,振子的周期可能為4 sD.若振幅為0.2 m,振子的周期可能為6 s2345B組 自主命題?。▍^(qū)、市）卷題組答案 AD本題考查簡諧運(yùn)動的多解問題。簡諧運(yùn)動的位移方程為x=A sin,當(dāng)振幅A=0.1 m時,由t=0時x=-0.1 m得=-;由t=1 s時x=0.1 m有sin=1,則-=2k+(k=0,1,2,),k=0時,T=2 s;k=1時,T= s;k=2時,T= s。由以上分析可見,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯誤。當(dāng)振幅A=0.2 m時,由t

23、=0時x=-0.1 m得=-或=-;若=-,由t=1 s時x=0.1 m有sin=,則當(dāng)-=時,T=6 s;當(dāng)-=時,T=2 s。同理,若=-,則周期T最大值為2 s。由以上分析可見C項(xiàng)錯誤,D項(xiàng)正確。 2tT222T2T222325656626T122T662T65656一題多解若振幅為0.1 m,則有nT+=1 s,n=1時,T= s;n=2時,T= s,可見A對,B錯。若振幅為0.2 m,則下圖反映振動的一種可能情況,由0.2 sin m=0.1 m,得=30,由此可知,= s,T=6 s,故D正確。若振幅為0.2 m,周期為4 s,則在t=1 s=時間內(nèi),振子不可能從位移為-0.1 m

24、處運(yùn)動到位移為0.1 m處,故C錯誤。 2T232512T124T疑難突破解多解問題的方法對于多解問題,一般先分析各種可能的情況,寫出通式,然后再由通式得到各種可能的解。 2.(2017北京理綜,15,6分)某彈簧振子沿x軸的簡諧運(yùn)動圖像如圖所示,下列描述正確的是( )A.t=1 s時,振子的速度為零,加速度為負(fù)的最大值B.t=2 s時,振子的速度為負(fù),加速度為正的最大值C.t=3 s時,振子的速度為負(fù)的最大值,加速度為零D.t=4 s時,振子的速度為正,加速度為負(fù)的最大值答案 A本題考查簡諧運(yùn)動圖像。由圖像可知,t=1 s和t=3 s時振子在最大位移處,速度為零,加速度分別為負(fù)向最大值、正向

25、最大值;而t=2 s和t=4 s時振子在平衡位置,加速度為零,而速度分別為負(fù)向最大、正向最大。綜上所述,A項(xiàng)說法正確。 3.(2017上海單科,10,4分)做簡諧運(yùn)動的單擺,其擺長不變,若擺球的質(zhì)量增加為原來的倍,擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的,則單擺振動的()A.周期不變,振幅不變B.周期不變,振幅變小 C.周期改變,振幅不變D.周期改變,振幅變大9423答案 B本題考查單擺。由單擺的周期公式T=2可知,當(dāng)擺長L不變時,周期不變,故C、D錯誤;由能量守恒定律可知mv2=mgh,其擺動的高度與質(zhì)量無關(guān),因平衡位置的速度減小,則最大高度減小,即振幅減小,選項(xiàng)B正確、A錯誤。 /L g12易錯警

26、示擺球經(jīng)過平衡位置時,因質(zhì)量增加為原來的倍,速度減為原來的,故動能Ek=mv2不變,不要誤認(rèn)為擺球的振幅不變而錯選A。9423124.(2016北京理綜,15,6分)如圖所示,彈簧振子在M、N之間做簡諧運(yùn)動。以平衡位置O為原點(diǎn),建立Ox軸。向右為x軸正方向。若振子位于N點(diǎn)時開始計時,則其振動圖像為() 答案 A振子在N點(diǎn)時開始計時,其位移為正向最大,并按正弦規(guī)律變化,故選項(xiàng)A正確。 疑難突破簡諧運(yùn)動是以平衡位置O為位移的起點(diǎn),確定正方向是突破點(diǎn)。 5.(2016四川理綜,6,6分)(多選)簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播,P、Q是傳播方向上相距10 m的兩質(zhì)點(diǎn)。波先傳到P,當(dāng)波傳到Q開始計時,P

27、、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖所示。則()A.質(zhì)點(diǎn)Q開始振動的方向沿y軸正方向B.該波從P傳到Q的時間可能為7 s C.該波的傳播速度可能為2 m/sD.該波的波長可能為6 m答案 AD由圖可知,t=0時質(zhì)點(diǎn)Q處于平衡位置,t=時運(yùn)動至波峰,故其起振方向沿y軸正方向,A正確;仍由圖可知,T=6 s,質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)同一振動狀態(tài)晚了t=nT+T=(6n+4)s(n=0,1,2,),此即為該波從P傳到Q所需的時間,當(dāng)t=7 s時n=,故B錯誤;由v= m/s知,當(dāng)v=2 m/s時n=,故C錯誤;再由=vT= m知,當(dāng)n=1時=6 m,故D正確。 4T2312xt1064n166064n方法技巧此題可以

28、找P的特殊位置點(diǎn),便于分析找出其波長的規(guī)律。 評析考查機(jī)械振動和機(jī)械波,綜合性強(qiáng),難度大,本題中計時開始時P點(diǎn)不是特殊位置,易失分。 6.(2015天津理綜,3,6分)圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa=2 m和xb=6 m,圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時刻開始計時的振動圖像。下列說法正確的是()A.該波沿+x方向傳播,波速為1 m/sB.質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4 s振動的路程為4 m C.此時刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向D.質(zhì)點(diǎn)a在t=2 s時速度為零答案 D t=0時,b質(zhì)點(diǎn)向+y方向運(yùn)動,根據(jù)“下坡上”可判定波沿-x方向傳播,A錯誤;a總是與b的振動方向相反,t=0時,a向-y方向運(yùn)

29、動,C錯誤;經(jīng)過4 s,a回到平衡位置,路程為1 m,B錯誤;t=2 s時,a處于波谷,速度為零,D正確。 7.(2014北京理綜,17,6分)一簡諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播,波長為,周期為T。t=0時刻的波形如圖1所示,a、b是波上的兩個質(zhì)點(diǎn)。圖2是波上某一質(zhì)點(diǎn)的振動圖像。下列說法中正確的是() A.t=0時質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大B.t=0時質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的小C.圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)a的振動D.圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動 答案 D由圖1可知,t=0時,a在正向最大位移處,v=0,加速度最大;b在平衡位置,速度最大,加速度為0,且振動方向沿y軸負(fù)向,圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動,選項(xiàng)A、B、C

30、都錯誤,選項(xiàng)D正確。 8.(2014安徽理綜,16,6分)一簡諧橫波沿x軸正向傳播,圖1是t=0時刻的波形圖,圖2是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動圖像,則該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值合理的是()A.0.5 mB.1.5 mC.2.5 mD.3.5 m 答案 C由圖2知,t=0時刻此質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移約為-0.15 m,且振動方向向下,圖1中符合此要求的點(diǎn)在23 m 之間,故C正確。 9.2014山東理綜,38(1)一列簡諧橫波沿直線傳播。以波源O由平衡位置開始振動為計時零點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)A的振動圖像如圖所示,已知O、A的平衡位置相距0.9 m。以下判斷正確的是 。(雙選,填正確答案標(biāo)號)a.波長為1.2 mb.波源起振方

31、向沿y軸正方向 c.波速大小為0.4 m/sd.質(zhì)點(diǎn)A的動能在t=4 s時最大答案 ab 解析由圖可知波源起振后3 s質(zhì)點(diǎn)A開始振動,故波速大小v=0.3 m/s,c錯誤;由圖知波的周期即質(zhì)點(diǎn)A的振動周期T=4 s,故該波的波長=vT=1.2 m,a正確;因介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同,故由圖知b正確;由圖知t=4 s時質(zhì)點(diǎn)A處于正向最大位移處,此時質(zhì)點(diǎn)A的速度為零、動能為零,故d錯誤。 xt0.9m3s10.2015天津理綜,9(2)某同學(xué)利用單擺測量重力加速度。為了使測量誤差盡量小,下列說法正確的是 。A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細(xì)

32、線C.實(shí)驗(yàn)時須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動D.擺長一定的情況下,擺的振幅盡量大如圖所示,在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約1 m的單擺。實(shí)驗(yàn)時,由于僅有量程為20 cm、精度為1 mm的鋼板刻度尺,于是他先使擺球自然下垂,在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn),測出單擺的周期T1;然后保持懸點(diǎn)位置不變,設(shè)法將擺長縮短一些,再次使擺球自然下垂,用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn),并測出單擺的周期T2;最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離L。用上述測量結(jié)果,寫出重力加速度的表達(dá)式g= 。 答案BC 222124LTT解析應(yīng)選用密度較大且直徑較小的擺球,A錯。在擺動中要盡力保

33、證擺長不變,故應(yīng)選用不易伸長的細(xì)線,B對。擺動中要避免單擺成為圓錐擺,擺球要在同一豎直面內(nèi)擺動,C對。擺動中擺角要控制在5以內(nèi),所以D錯。設(shè)兩次擺動時單擺的擺長分別為L1和L2,則T1=2,T2=2,則L=(-),因此,g=。 1Lg2Lg24g21T22T222124LTT考點(diǎn)二機(jī)械波考點(diǎn)二機(jī)械波11.(2018北京理綜,16,6分)如圖所示,一列簡諧橫波向右傳播,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距0.15 m。當(dāng)P運(yùn)動到上方最大位移處時,Q剛好運(yùn)動到下方最大位移處,則這列波的波長可能是()A.0.60 mB.0.30 mC.0.20 mD.0.15 m答案 B本題考查機(jī)械波的相關(guān)知識。由題意知,P位

34、于波峰時,Q位于波谷,故兩點(diǎn)平衡位置間距0.15 m=+n(n=0,1,2,),所以波長= m(n=0,1,2,),當(dāng)n=0時,=0.30 m,故選項(xiàng)B正確。 20.3012n規(guī)律總結(jié)機(jī)械波傳播方向上兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間距與波長的關(guān)系平衡位置間距x= (0,1,2,)(21)(0,1,2,)2n nnn 同相點(diǎn)反相點(diǎn)12.(2017天津理綜,5,6分)手持較長軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡諧運(yùn)動,帶動繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動形成簡諧波沿繩水平傳播,示意如圖。繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P,且O、P的平衡位置間距為L。t=0時,O位于最高點(diǎn),P的位移恰好為零,速度方向豎直向上,下列判斷正確的是( )A.該簡諧波是縱

35、波B.該簡諧波的最大波長為2LC.t=時,P在平衡位置上方D.t=時,P的速度方向豎直向上8T38T答案 C由題意知繩上的質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上振動,波水平向右傳播,故該波為橫波,選項(xiàng)A錯誤;t=0時刻,P點(diǎn)在如圖所示位置時,波長最大,則=L,=4L,選項(xiàng)B錯誤;t=0時,P在平衡位置且向上振動,當(dāng)t=時,P在平衡位置上方,選項(xiàng)C正確;當(dāng)t=T時,P處于從最高點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動過程中,故速度方向向下,選項(xiàng)D錯誤。 148T38思路分析 t=0時,O位于最高點(diǎn)波峰,P位移為零,速度向上平衡位置,作出波動圖像,確定P點(diǎn)的可能位置,判斷P點(diǎn)在不同時刻的運(yùn)動方向和最大波長。 13.(2016天津理綜,7,6分

36、)(多選)在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡諧運(yùn)動,其表達(dá)式為y=5 sin (t),它在介質(zhì)中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播,某時刻波剛好傳播到x=12 m處,波形圖像如圖所示,則()A.此后再經(jīng)6 s該波傳播到x=24 m處B.M點(diǎn)在此后第3 s末的振動方向沿y軸正方向C.波源開始振動時的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向 D.此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y=-3 m處所需時間是2 s2答案 AB由波源振動表達(dá)式可知= rad/s,而=,所以T=4 s,由波形圖知=8 m,波速v=2 m/s,x=vt=12 m,故A項(xiàng)正確;經(jīng)過t=3 s,波向前傳播的距離為x,x=vt=6 m,畫出這一時刻的波形圖如圖中虛線所

37、示,由圖可知,M點(diǎn)振動方向沿y軸正方向,B項(xiàng)正確; 在波的傳播過程中,各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同,可得波源起振方向沿y軸正方向,C項(xiàng)錯誤;此時M點(diǎn)在y=3 m處且沿y軸負(fù)方向振動,第一次到達(dá)y=-3 m處所用時間小于,故D項(xiàng)錯誤。22TT2T規(guī)律總結(jié)根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向的方法:順著波的傳播方向看,處在上坡處的質(zhì)點(diǎn)向下振動,處在下坡處的質(zhì)點(diǎn)向上振動,即“上坡下,下坡上”。 評析本題考查了機(jī)械振動與機(jī)械波的內(nèi)容,理解振動與波的關(guān)系,熟練掌握質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向的互判方法是解題的關(guān)鍵。 14.(2015北京理綜,15,6分)周期為2.0 s的簡諧橫波沿x軸傳播,該波在某

38、時刻的圖像如圖所示,此時質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動。則該波()A.沿x軸正方向傳播,波速v=20 m/sB.沿x軸正方向傳播,波速v=10 m/sC.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=20 m/s D.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=10 m/s答案 B由質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,可知波沿x軸正方向傳播,波速v=10 m/s,B項(xiàng)正確。 T20m2.0s15.(2015福建理綜,16,6分)簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播,波速為v。若某時刻在波的傳播方向上,位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s,a、b之間只存在一個波谷,則從該時刻起,下列四幅波形圖中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是() 答案 D根據(jù)波的傳播方向,可

39、分別判定四幅波形圖中質(zhì)點(diǎn)a的振動方向,A圖中向上振動,B圖中向下振動,C圖中向上振動,D圖中向下振動;各圖中波的周期分別為TA=,TB=,TC=,TD=,故從該時刻起,各圖中質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)波谷的時間分別為tA=TA=,tB=TB=,tC=TC=,tD=TD=,可知tDtBtC”、“”、“”或“=”)。 答案(3分)(2分) 解析當(dāng)物塊向右通過平衡位置時,脫離前:振子的動能Ek1=(ma+mb)脫離后振子的動能Ek2=ma 由機(jī)械能守恒可知,平衡位置處的動能等于最大位移處的彈性勢能,因此脫離后振子振幅變小;由彈簧振子的周期T=2知,脫離后周期變小。1220v1220vmk7.2014江蘇單科,

40、12B(2)在“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)準(zhǔn)備好相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材后,把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放,同時按下秒表開始計時,當(dāng)單擺再次回到釋放位置時停止計時,將記錄的這段時間作為單擺的周期。以上操作中有不妥之處,請對其中兩處加以改正。 答案應(yīng)在擺球通過平衡位置時開始計時;應(yīng)測量單擺多次全振動的時間,再計算出周期的測量值。(或在單擺振動穩(wěn)定后開始計時) 解析擺球通過平衡位置時具有較大的速度,此時開始計時,誤差較小。若只測量一次全振動的時間會產(chǎn)生較大的誤差,而測量多次全振動的時間求平均值可減小誤差。 8.(2013安徽理綜,24,20分)如圖所示,質(zhì)量為M、傾角為的斜面體(斜面

41、光滑且足夠長)放在粗糙的水平地面上,底部與地面的動摩擦因數(shù)為,斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為L的輕質(zhì)彈簧相連,彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊。壓縮彈簧使其長度為L時將物塊由靜止開始釋放,且物塊在以后的運(yùn)動中,斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為g。 (1)求物塊處于平衡位置時彈簧的長度;(2)選物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn),沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)軸,用x表示物塊相對于平衡位置的位移,證明物塊做簡諧運(yùn)動;(3)求彈簧的最大伸長量;(4)為使斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài),動摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件(假設(shè)滑動摩擦力等于最大靜34摩擦力)? 答案(1)L+(2)見解析(3)+ (4) sinmgk4L2

42、sinmgk2(4sin )cos44cossinkLmgMgmgkL解析(1)設(shè)物塊在斜面上平衡時,彈簧伸長量為L,有 mg sin -kL=0解得L=此時彈簧的長度為L+sinmgksinmgk(2)當(dāng)物塊的位移為x時,彈簧伸長量為x+L,物塊所受合力為F合=mg sin -k(x+L)聯(lián)立以上各式可得F合=-kx可知物塊做簡諧運(yùn)動(3)物塊做簡諧運(yùn)動的振幅為A=+4Lsinmgk由對稱性可知,最大伸長量為+(4)設(shè)物塊位移x為正,則斜面體受力情況如圖所示,由于斜面體平衡, 所以有水平方向f+FN1 sin -F cos =0豎直方向FN2-Mg-FN1 cos -F sin =04L2s

43、inmgk又F=k(x+L),FN1=mg cos 聯(lián)立可得f=kx cos ,FN2=Mg+mg+kx sin 為使斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài),結(jié)合牛頓第三定律,應(yīng)有|f|FN2,所以=N2|fF|cossink xMgmgkx當(dāng)x=-A時,上式右端達(dá)到最大值,于是有 2(4sin )cos44cossinkLmgMgmgkL考點(diǎn)二機(jī)械波考點(diǎn)二機(jī)械波9.2015海南單科,16(1),4分(多選)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3 m。已知任意振動質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4 s。下列說法正確的是()A.波速為4 m/sB.波的頻率為1.25

44、 HzC.x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.6 s時恰好位于波谷D.x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2 s時恰好位于波峰E.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時,x坐標(biāo)為17 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷 答案 BDE任意振動質(zhì)點(diǎn)連續(xù)兩次通過平衡位置的過程所用時間為半個周期,即T=0.4 s,T=0.8 s,f=1.25 Hz,選項(xiàng)B正確;由題圖知:該波的波長=4 m,波速v=5 m/s,選項(xiàng)A錯誤;畫出t=0.6 s時波形圖如圖所示,因15 m=3+,故x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)與x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)振動情況一樣,即在平衡位置向下振動,選項(xiàng)C錯誤;畫出t=0.2 s時波形圖如圖所示,因22 m=5+,故x=22 m處的質(zhì)點(diǎn)與

45、x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動情況121TT3412一樣,即在波峰位置,選項(xiàng)D正確;因質(zhì)點(diǎn)P與x=17 m處質(zhì)點(diǎn)平衡位置間距離x=14 m=3+,故兩質(zhì)點(diǎn)振動步調(diào)相反,選項(xiàng)E正確。 1210.(2014浙江理綜,14,6分)下列說法正確的是()A.機(jī)械波的振幅與波源無關(guān)B.機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定C.物體受到的靜摩擦力方向與其運(yùn)動方向相反 D.動摩擦因數(shù)的數(shù)值跟相互接觸的兩個物體的材料無關(guān)答案 B機(jī)械波的振幅與波源振幅有關(guān),而機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定,A錯B對。物體受到的靜摩擦力方向與其相對運(yùn)動趨勢方向相反,并不一定與運(yùn)動方向相反,C錯。動摩擦因數(shù)的數(shù)值跟相互接觸的兩物體的材料有關(guān),選項(xiàng)

46、D錯誤。 11.(2013北京理綜,15,6分)一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波,波速為4 m/s。某時刻波形如圖所示,下列說法正確的是()A.這列波的振幅為4 cm B.這列波的周期為1 sC.此時x=4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動D.此時x=4 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0答案 D由波動圖像知,波的振幅為2 cm,A選項(xiàng)錯誤;波長=8 m,周期T= s=2 s,B選項(xiàng)錯誤;由于波沿x軸正向傳播,由波傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動方向的關(guān)系知,x=4 m處質(zhì)點(diǎn)此時向y軸正方向運(yùn)動,C選項(xiàng)錯誤;此時x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置,其加速度為零,D選項(xiàng)正確。 v8412.2013課標(biāo),34(1),6分,0.511(

47、多選)如圖,a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2 m、4 m和6 m。一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處,質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動,t=3 s時a第一次到達(dá)最高點(diǎn)。下列說法正確的是() A.在t=6 s時刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處B.在t=5 s時刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)C.質(zhì)點(diǎn)b開始振動后,其振動周期為4 sD.在4 st6 s的時間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動E.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動時,質(zhì)點(diǎn)b一定向上運(yùn)動答案 ACD 波由a到d勻速傳播,v=2 m/s,t=6 s,A項(xiàng)正確。第一個波峰在t1=3 s時產(chǎn)生于a點(diǎn),再經(jīng)t2=3 s到達(dá)c點(diǎn)

48、,共計t=t1+t2=6 s,B項(xiàng)錯誤。a點(diǎn)從向下起振至到達(dá)最高點(diǎn)用時3 s,可知T=3 s,即T=4 s,則b點(diǎn)的振動周期也為4 s,C項(xiàng)正確。波經(jīng)t2=3 s到達(dá)c點(diǎn),說明此時c點(diǎn)開始從平衡位置向下振動,再經(jīng)=1 s,共計4 s到達(dá)最低點(diǎn),再經(jīng)=2 s可到達(dá)最高點(diǎn),故在4 st6 s的時間內(nèi)點(diǎn)c向上運(yùn)動,D項(xiàng)正確。因=vT=8 m,而db=10 m=1,并不是或的奇數(shù)倍,故E項(xiàng)說法錯誤。 adv12m2m /sacv6m2m /s34acv4T2T141212考查點(diǎn)波的傳播、波長、周期與波速 解題關(guān)鍵理解a質(zhì)點(diǎn)開始振動的方向就是波源開始振動的方向,也是波傳到任何一質(zhì)點(diǎn)時質(zhì)點(diǎn)開始振動的方向。

49、 通過a質(zhì)點(diǎn)振動情況判定出振動周期T,再利用波速v求出波長=vT。13.(2013福建理綜,16,6分)如圖,t=0時刻,波源在坐標(biāo)原點(diǎn)從平衡位置沿y軸正向開始振動,振動周期為0.4 s,在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負(fù)兩方向傳播的簡諧橫波。下圖中能夠正確表示t=0.6 s時波形的圖是() 答案 C介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)開始振動的方向與振源起振的方向相同,C正確,A、B、D錯誤。 14.2013重慶理綜,11(1),6分一列簡諧橫波沿直線傳播,某時刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)相距6 m,且這兩質(zhì)點(diǎn)之間的波峰只有一個,則該簡諧波可能的波長為()A.4 m、6 m和8 m B.6 m、8 m和12 m

50、C.4 m、6 m和12 m D.4 m、8 m和12 m答案 C根據(jù)題意,有以下三種情況符合要求:ab=6 m,即=6 m,1=12 mcd=6 m,即2=6 m ef=6 m,即3=6 m,3=4 m,故C正確,A、B、D錯誤。123215.(2013四川理綜,5,6分)圖1是一列簡諧橫波在t=1.25 s時的波形圖,已知c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的晚0.5 s起振,則圖2所示振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于()A.axb B.bxc C.cxd D.dxe答案 D由題圖1知a、c位置間距離為半個波長,則波從a位置的質(zhì)點(diǎn)傳播到c位置的質(zhì)點(diǎn)需要半個周期的時間,即T=1 s。當(dāng)t=1.25 s=T時,由圖

51、2可以看出該質(zhì)點(diǎn)正處于從波峰向平衡位置運(yùn)動的過程中。因c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的質(zhì)點(diǎn)的起振時間晚,故波是沿x軸正向傳播的,結(jié)合圖1可知t=1.25 s 時處于從波峰向平衡位置運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)可能在d、e兩位置之間,故D正確。 5416.(2013天津理綜,7,6分)(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播,該直線上平衡位置相距9 m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖所示,下列描述該波的圖像可能正確的是() 答案 AC 根據(jù)a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖像可知其間距應(yīng)為的奇數(shù)倍,即=9 m,n=1、3、5,那么波長的可能值是:36 m、12 m、 m、 m、4 m、 m等。綜上可知答案為A、C。 44n365367361117.(

52、2012大綱全國,20,6分)(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖(a)是t=0時刻的波形圖,圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像。由此可知,這兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離可能是() A. mB. m C.1 mD. m132343答案 BD由題圖(a)知波長=2 m,由(b)、(c)振動圖像知在t=0時刻一質(zhì)點(diǎn)(P)在波峰,另一質(zhì)點(diǎn)(Q)在平衡位置下處,且振動方向沿y軸負(fù)方向,因此兩質(zhì)點(diǎn)在波形圖上的分布若如圖甲所示,則這兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離x=+= m,D項(xiàng)正確;若如圖乙所示,則x=+= m,B項(xiàng)正確。 2A1216234314112132318.(2011全國,21,6分

53、)一列簡諧橫波沿x軸傳播,波長為1.2 m,振幅為A。當(dāng)坐標(biāo)為x=0處質(zhì)元的位移為-A且向y軸負(fù)方向運(yùn)動時,坐標(biāo)為x=0.4 m處質(zhì)元的位移為A。當(dāng)坐標(biāo)為x=0.2 m處的質(zhì)元位于平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動時,x=0.4 m處質(zhì)元的位移和運(yùn)動方向分別為()A.-A、沿y軸正方向 B.-A、沿y軸負(fù)方向C.-A、沿y軸正方向 D.-A、沿y軸負(fù)方向 323212123232答案 C由題意可知=1.2 m,則坐標(biāo)為x=0.4 m處的質(zhì)元距坐標(biāo)原點(diǎn)為,若波沿x軸正方向傳播,其波形如圖所示。此時x=0.2 m處質(zhì)元在平衡位置且向y軸負(fù)方向運(yùn)動,x=0.4 m處質(zhì)元也向y軸負(fù)方向運(yùn)動;當(dāng)x=0.2 m處

54、質(zhì)元在平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動時,需經(jīng)t=,此時x=0.4 m處質(zhì)元應(yīng)在平衡位置之下y=-A,沿y軸正方向運(yùn)動,A、B錯誤,C正確。若波沿x軸負(fù)方向傳播,其波形如圖所示。 132T32位移為A處的質(zhì)元距O點(diǎn)大于,故D錯。321319.(2010全國,15,6分)(多選)一簡諧橫波以4 m/s的波速沿x軸正方向傳播。已知t=0時的波形如圖所示,則()A.波的周期為1 sB.x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時向y軸負(fù)向運(yùn)動C.x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t= s時速度為0D.x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t= s時速度值最大1414答案 AB由波的圖像知波長=4 m,所以周期T=1 s,A項(xiàng)正確;由波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動方向之間的

55、關(guān)系知,此時x=0處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)向運(yùn)動,B項(xiàng)正確;質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動時越接近平衡位置速度越大,t= s=時,x=0處的質(zhì)點(diǎn)已運(yùn)動到x軸下方,其振動速度既不為零也不是最大值,C、D均錯。 v144T20.(2009全國,14,6分)(多選)下列關(guān)于簡諧運(yùn)動和簡諧波的說法,正確的是()A.媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等B.媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等C.波的傳播方向一定和媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動的方向一致 D.橫波的波峰與波谷在振動方向上的距離一定是質(zhì)點(diǎn)振幅的兩倍答案 AD波傳播過程中每個質(zhì)點(diǎn)都在前面質(zhì)點(diǎn)的驅(qū)動力作用下做受迫振動,A正確。波速是波在媒質(zhì)中傳播的速度,在同種均勻媒質(zhì)中波速

56、是個常量;質(zhì)點(diǎn)振動速度隨質(zhì)點(diǎn)振動所處位置不斷變化,B、C錯誤。波峰、波谷分別是平衡位置上方、下方最大位移處,而振幅是振動中偏離平衡位置的最大距離,D正確。 21.2012課標(biāo),34(1),6分一簡諧橫波沿x軸正向傳播,t=0時刻的波形如圖(a)所示,x=0.30 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖線如圖(b)所示,該質(zhì)點(diǎn)在t=0時刻的運(yùn)動方向沿y軸 (填“正向”或“負(fù)向”)。已知該波的波長大于0.30 m,則該波的波長為 m。 答案正向0.8 解析依據(jù)振動圖像描述的是同一質(zhì)點(diǎn)不同時刻的運(yùn)動特征可知t=0時刻質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向沿y軸正向。因?yàn)闄M波沿x軸正向傳播且波長大于0.30 m,則0.3 m=,解得=0.8 m。

57、(對應(yīng)P點(diǎn)) 3822.(2016浙江自選,13.2,6分)如圖所示,在t=0時刻,位于波源O處的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開始向上振動,形成沿x軸正方向傳播的一列簡諧橫波,波長為8 m。位于P處的質(zhì)點(diǎn)在t=1.5 s 時開始向上運(yùn)動,當(dāng)t=2.5 s時第一次達(dá)到正最大位移。求(1)波的周期T; (2)波速v;(3)O、P之間的距離。答案(1)4 s(2)2 m/s(3)3 m 解析(1)由題知波源的起振方向向上,則質(zhì)點(diǎn)P從開始振動到其第一次達(dá)到正最大位移,正好振動了T,則有T=2.5 s-1.5 s解得周期T=4 s (2)波速v=2 m/s(3)OP=vt=21.5 m=3 m1414T23.2015

58、重慶理綜,11(2),6分圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波某時刻的波形圖,質(zhì)點(diǎn)P的振動周期為0.4 s。求該波的波速并判斷P點(diǎn)此時的振動方向。 答案2.5 m/s沿y軸正向 解析由波形圖直接看出波長=1 m, 由題意知T=0.4 s,所以波速v= m/s=2.5 m/s。因?yàn)檫@列波沿x軸正方向傳播,根據(jù)波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向的關(guān)系可知質(zhì)點(diǎn)P在該時刻振動方向沿y軸正向。T10.424.2010課標(biāo),34(2)波源S1和S2振動方向相同,頻率均為4 Hz,分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處,OA=2 m,如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播,波速為4 m/s。已知兩波源振動的

59、初始相位相同。求:()簡諧橫波的波長;()OA間合振動振幅最小的點(diǎn)的位置。答案()1 m()0.25 m0.75 m1.25 m1.75 m 解析()設(shè)簡諧橫波波長為,頻率為,波速為v,則=代入已知數(shù)據(jù)得=1 m()以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn),其坐標(biāo)為x,則兩波源到P點(diǎn)的波程差l為l=x-(2-x),0 x2 m其中x、l以m為單位。 合振動振幅最小的點(diǎn)的位置滿足l=,k為整數(shù)聯(lián)立得x=0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 mv12k考點(diǎn)一機(jī)械振動考點(diǎn)一機(jī)械振動1.2017貴州黔東南模擬,34(1)(多選)一列沿著x軸正方向傳播的橫波,在t=0時刻的波形如圖甲所示,圖

60、甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A.圖乙表示質(zhì)點(diǎn)L的振動圖像B.該波的波速為0.5 m/s三年模擬A組 20162018年高考模擬基礎(chǔ)題組C.t=8 s時質(zhì)點(diǎn)M的位移為0D.在4 s內(nèi)K質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的路程為3.2 mE.質(zhì)點(diǎn)L經(jīng)過1 s沿x軸正方向移動0.5 m 答案 ABD波沿x軸正方向傳播,由圖甲知t=0時刻L點(diǎn)從平衡位置向上振動,A對。v=,=2.0 m,T=4 s,所以v= m/s=0.5 m/s,B對。t=8 s=2T,M回到原來的位置,位移為-0.8 m,C錯。t=4 s=T,路程s=4A=40.8 m=3.2 m,D對。各質(zhì)點(diǎn)不隨波移動,E錯。 T242.201

61、7廣西南寧二模,34(1)(多選)如圖甲所示為某一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,圖乙是介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)的振動圖像(介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)計時起點(diǎn)相同)。P是介質(zhì)中離原點(diǎn)x1=2 m處的質(zhì)點(diǎn),Q是介質(zhì)中離原點(diǎn)x2=4 m處的質(zhì)點(diǎn)。則下列說法中正確的是()A.從t=0到t=6 s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為0.6 mB.從t=0到t=6 s,質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為12 mC.這列波的傳播速度為v=2 m/sD.從t=0起,質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q先到達(dá)波峰E.乙圖可能是甲圖中質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像 答案 ACE由圖像可知,介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動周期為T=2 s,波長=4 m,振幅A=5 cm,則波速為v=2 m/

62、s,C正確;從t=0到t=6 s,質(zhì)點(diǎn)P、Q通過的路程均為0.6 m,A正確、B錯誤;由于波沿x軸正方向傳播,t=0時,質(zhì)點(diǎn)P向下運(yùn)動,質(zhì)點(diǎn)Q向上運(yùn)動,故質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P先到達(dá)波峰,D錯誤;乙圖可能是甲圖中質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像,E正確。 T考點(diǎn)二機(jī)械波考點(diǎn)二機(jī)械波3.2018廣西防城港1月模擬,34(1)(多選)一列自右向左傳播的簡諧橫波,在t=0時刻的波形圖如圖所示,此時坐標(biāo)為(1 m,0 m)的質(zhì)點(diǎn)剛好開始振動,在t1=0.6 s時刻,P質(zhì)點(diǎn)在t=0時刻后首次位于波峰位置,Q點(diǎn)的坐標(biāo)是(-3 m,0),下列說法中正確的是()A.波源振動的周期為0.8 sB.波源的起振方向沿y軸負(fù)方向C.波傳播的

63、速度為5 m/sD.波傳到Q點(diǎn)時,P點(diǎn)已振動通過的路程為12 cmE.波傳到Q點(diǎn)時,P點(diǎn)處在波峰 答案 ACD由圖可知該波的波長為=4 m,因t=0時刻P點(diǎn)向下振動,經(jīng)0.6 s在t=0時刻后首次位于波峰,故T=0.6 s,T=0.8 s,A正確;波速v=5 m/s,C正確;波源起振方向沿y軸正方向,B錯誤;從t=0時刻開始,波經(jīng)過t=0.8 s傳播到Q點(diǎn),此時P點(diǎn)在平衡位置,E錯誤;波傳播到Q點(diǎn)時P點(diǎn)已振動1個周期,通過的路程為6A=12 cm,D正確。 34Txv124.2018云南曲靖一中4月質(zhì)量監(jiān)測七,34(1)(多選)關(guān)于振動和波動,下列說法正確的是( )A.單擺做簡諧運(yùn)動的周期與擺

64、球的質(zhì)量有關(guān)B.部隊(duì)過橋不能齊步走而要便步走,是為了避免橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象 C.在波的干涉中,振動加強(qiáng)的點(diǎn)位移不一定始終最大D.各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象E.我們在地球上接收到來自遙遠(yuǎn)星球的光波的波長變長,可以判斷該星球正在離我們遠(yuǎn)去答案 BCE單擺的周期公式為T=2,周期與質(zhì)量無關(guān),故A錯誤。部隊(duì)過橋不能齊步走而要便步走,就是為了盡量消除共振,故B正確。在波的干涉中,振動加強(qiáng)的點(diǎn)位移時刻變化,只是其振幅增大而已,故C正確。只有橫波才有偏振現(xiàn)象,故D錯誤。根據(jù)多普勒效應(yīng),星球遠(yuǎn)離我們運(yùn)動,我們接收到的來自星球的光波的頻率變短,則波長變長,譜線發(fā)生“紅移”,故E正確。 lg5.2018廣西防城港3月模

65、擬,34(1)(多選)在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸傳播的簡諧橫波,波速v=10 m/s,已知在t=0時刻的波形如圖所示,下列說法中正確的是()A.波源的振動周期為0.8 sB.經(jīng)過0.2 s,質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為10 cm C.在t=0時刻,質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的加速度小D.若質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置,則波沿x軸負(fù)方向傳播E.再經(jīng)過0.2 s的時間,質(zhì)點(diǎn)a到達(dá)質(zhì)點(diǎn)b現(xiàn)在所處位置答案 ACD由圖可知=8 m,由v=解得T=0.8 s,A正確;t=0.2 s=T,經(jīng)T質(zhì)點(diǎn)a振動路程不等于10 cm,B錯誤;t=0時刻a的加速度小于b的加速度,C正確;若a比b先回到平衡位置,則此時刻a向上振動

66、,波沿x軸負(fù)方向傳播,D正確;質(zhì)點(diǎn)a不會隨波遷移,E錯誤。 T14146.2017云南第二次高中畢業(yè)班復(fù)習(xí)統(tǒng)測,34(1)(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時波的圖像如圖所示,質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置在x=8 m處。該波的周期T=0.2 s。下列說法正確的是( )A.該列波的傳播速度為40 m/sB.在00.5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的路程為20 mC.t=0.6 s時質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸正方向D.t=0.7 s時質(zhì)點(diǎn)P位于波谷 E.質(zhì)點(diǎn)P的振動方程是y=10 sin 10t cm答案 ACE由圖知=8 m,則v= m/s=40 m/s,A對。t1=0.5 s=2.5T,則P點(diǎn)經(jīng)過的路程s=2.54A=2.5410 cm=100 cm,B錯。t2=0.6 s=3T,t=0.6 s時質(zhì)點(diǎn)P的振動情況與t=0時相同,波沿x軸正方向傳播,P點(diǎn)沿y軸正方向振動,C對。t3=0.7 s=3T,經(jīng)過3T,P點(diǎn)回到平衡位置,D錯。質(zhì)點(diǎn)P的振動方程為y=Asin t,A=10 cm,= rad/s=10 rad/s,所以y=10 sin 10t cm,E對。 T80.212122T20.27.2017廣西