(浙江選考)2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 加試選擇題題型強(qiáng)化 第1講 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波學(xué)案
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1、(浙江選考)2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 加試選擇題題型強(qiáng)化 第1講 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波學(xué)案 [歷次選考考情分析] 章 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 歷次選考統(tǒng)計(jì) 必考 加試 2015/10 2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 2018/04 機(jī)械振動(dòng) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) b 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述 c 15 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量 b 15 單擺 c 15 21(1) 外力作用下的振動(dòng) b 機(jī)械波 波的形成和
2、傳播 b 15 15 波的圖象 b 15 15 波長(zhǎng)、頻率和波速 c 15 14 15 波的衍射和干涉 b 15 16 16 多普勒效應(yīng) b 惠更斯原理 b 考點(diǎn)一 機(jī)械振動(dòng)的理解 1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征 (1)受力特征:回復(fù)力滿足F=-kx. (2)運(yùn)動(dòng)特征:當(dāng)物體靠近平衡位置時(shí),a、F、x都減小,v增大;當(dāng)物體遠(yuǎn)離平衡位置時(shí),a、F、x都增大,v減小. (3)能量特征:對(duì)同一彈簧振子或單擺來(lái)說(shuō),振幅越大,能量越大,在
3、振動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒. (4)周期性特征:物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),其位移、回復(fù)力、加速度、速度等矢量都隨時(shí)間做周期性的變化. (5)對(duì)稱性特征:速率、加速度等關(guān)于平衡位置對(duì)稱. 2.振動(dòng)圖象提供的信息 (1)由圖象可以看出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅、周期. (2)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移. (3)可以確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向. (4)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度和速度的方向. (5)能夠比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度的大?。? 例1 (多選)(2018·嘉興市期末)如圖1所示,為一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,曲線滿足正弦變化規(guī)律,則下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖
4、1 A.該振動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) B.該振動(dòng)的振幅為10 cm C.前0.08 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)發(fā)生的位移為20 cm D.0.04 s末,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿x軸負(fù)方向 答案 AD 解析 題圖圖象表示質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故A正確;由圖知,振幅為5 cm,故B錯(cuò)誤;由圖知周期T=0.08 s,在0.08 s末,質(zhì)點(diǎn)又回到平衡位置.前0.08 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)發(fā)生的位移為0 cm,故C錯(cuò)誤;由振動(dòng)規(guī)律知,0.04 s末質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿x軸負(fù)方向,故D正確. 1.(多選)如圖2是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移-時(shí)間圖象(水平方向?yàn)閤軸,豎直方向?yàn)閠軸),下列關(guān)于該圖象的說(shuō)法正確
5、的是( ) 圖2 A.該圖象的坐標(biāo)原點(diǎn)是建立在彈簧振子小球的平衡位置 B.從圖象可以看出小球在振動(dòng)過(guò)程中是沿t軸方向移動(dòng)的 C.為了顯示小球在不同時(shí)刻偏離平衡的位移,讓底片沿垂直x軸方向勻速運(yùn)動(dòng) D.圖象隨時(shí)間的推移而發(fā)生平移 答案 AC 解析 由題圖看出,彈簧振子在x軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),小球并不是沿t軸方向移動(dòng),由對(duì)稱性可知,該圖象的坐標(biāo)原點(diǎn)是建立在彈簧振子小球的平衡位置,故A正確,B錯(cuò)誤;類似于沙擺實(shí)驗(yàn),為了顯示小球在不同時(shí)刻偏離平衡的位移,讓底片沿垂直x軸方向勻速運(yùn)動(dòng),故C正確;圖象反映了小球的位移隨時(shí)間變化的情況,圖象不隨時(shí)間的推移而發(fā)生平移,故D錯(cuò)誤. 2.(多選
6、)(2018·金華市十校聯(lián)考)如圖3所示為一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)的共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系),則( ) 圖3 A.此單擺的固有周期約為2 s B.此單擺的擺長(zhǎng)約為1 m C.若擺長(zhǎng)增大,單擺的固有頻率增大 D.若擺長(zhǎng)增大,共振曲線的峰將右移 答案 AB 解析 單擺做受迫振動(dòng),振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相等;當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí),發(fā)生共振,則固有頻率為0.5 Hz,周期為2 s,故A正確;由題圖可知,共振時(shí)單擺的振動(dòng)頻率與固有頻率相等,則周期為2 s.由公式T=2π,可得L≈1 m,故B正確;若擺長(zhǎng)增大,單擺的固有周期增大,則固有頻率減小,故C錯(cuò)誤;若擺長(zhǎng)增大
7、,則固有頻率減小,所以共振曲線的峰將向左移動(dòng),故D錯(cuò)誤. 3.(多選)(2017·嘉興市3月模擬)如圖4甲所示,O是單擺的平衡位置,B、C是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置.此單擺振動(dòng)圖象如圖乙所示,則( ) 圖4 A.單擺振幅是16 cm B.單擺擺長(zhǎng)約為1 m C.?dāng)[球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)加速度不為零 D.?dāng)[幅減小,周期也減小 答案 BC 4.(多選)甲、乙兩單擺的振動(dòng)圖象如圖5中A、B圖線所示.已知乙擺的擺長(zhǎng)為0.992 m.下列判斷正確的是( ) 圖5 A.甲擺的擺長(zhǎng)小于0.992 m B.甲擺的振幅比乙擺的振幅大 C.甲擺振動(dòng)的頻率比乙擺振動(dòng)的頻率高 D.在t=1 s
8、時(shí),乙擺有負(fù)向的最大速度 答案 AC 解析 由題圖可得:T甲=1.5 s,T乙=2 s,根據(jù)T=2π可知甲擺的擺小于0.992 m,故A正確;由圖象可得:A乙=9 cm,A甲=6 cm,甲擺的振幅比乙擺的振幅小,故B錯(cuò)誤;由圖象可得:T甲=1.5 s,T乙=2 s,根據(jù)T=可知,甲擺振動(dòng)的頻率比乙擺振動(dòng)的頻率高,故C正確;由圖象可知在t=1 s時(shí),乙圖線處于最低點(diǎn),說(shuō)明乙擺動(dòng)到最高點(diǎn),速度為零,故D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)二 機(jī)械波的理解 1.波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的互判方法 (1)“上下坡法” (2)“同側(cè)法” (3)“微平移法” 2.波的圖象特點(diǎn) (1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ
9、)時(shí),波形不變. (2)在波的傳播方向上,當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的距離為nλ,n=1,2,3…時(shí),它們的振動(dòng)步調(diào)總相同;當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n+1),n=0,1,2,3…時(shí),它們的振動(dòng)步調(diào)總相反. (3)波源的起振方向決定了它后面的質(zhì)點(diǎn)的起振方向,各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同. 例2 (多選)(2018·浙江4月選考·16)兩列頻率相同、振幅均為A的簡(jiǎn)諧橫波P、Q分別沿+x和-x軸方向在同一介質(zhì)中傳播,兩列波的振動(dòng)方向均沿y軸.某時(shí)刻兩波的波面如圖6所示,實(shí)線表示P波的波峰、Q波的波谷;虛線表示P波的波谷、Q波的波峰.a(chǎn)、b、c為三個(gè)等距的質(zhì)點(diǎn),d為b、c中間的質(zhì)點(diǎn).下列判斷
10、正確的是( ) 圖6 A.質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2A B.質(zhì)點(diǎn)b始終靜止不動(dòng) C.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為0 D.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)方向沿-y軸 答案 CD 解析 由題可得兩列波頻率、波長(zhǎng)相等,實(shí)線表示P波的波峰、Q波的波谷;虛線表示P波的波谷、Q波的波峰,故a、c兩點(diǎn)為減弱點(diǎn),b為加強(qiáng)點(diǎn).由于振幅均為A,所以a、c兩點(diǎn)始終靜止不動(dòng),故A、B錯(cuò)誤,C正確;此時(shí)d點(diǎn)處P波向下運(yùn)動(dòng),Q波向下運(yùn)動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)d沿-y軸方向振動(dòng),D正確. 5.(多選)(2018·臺(tái)州市高三期末)一列波的波源S在O點(diǎn)做豎直方向、頻率為10 Hz的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).t0時(shí)刻,向右傳播的波形如圖7所示,向左傳播的波
11、形未畫出( ) 圖7 A.t0時(shí)刻,x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上 B.t0時(shí)刻,x=-2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上 C.t0+0.175 s時(shí)刻,x=-1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置 D.t0-0.125 s時(shí)刻,x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波峰位置 答案 AC 6.(多選)(2018·金華市十校聯(lián)考)如圖8所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖,x=1.0 m處的M質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻開始經(jīng)0.6 s第一次到達(dá)波谷位置.已知質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置坐標(biāo)為x=2.0 m,質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置坐標(biāo)為x=3.5 m,則( ) 圖8 A.該簡(jiǎn)諧波的波速為5 m/s B.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q
12、正在沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) C.從圖示時(shí)刻開始,質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過(guò)0.7 s第一次到達(dá)波峰位置 D.在某時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P和Q的速度、加速度可能都相同 答案 AC 解析 波沿x軸正方向傳播,則M點(diǎn)此時(shí)向上振動(dòng),M質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻開始經(jīng)0.6 s第一次到達(dá)波谷位置,可知T=0.8 s;波速v== m/s=5 m/s,選項(xiàng)A正確;由題圖可知,圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q正在沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;波向前傳播3.5 m時(shí)Q第一次到達(dá)波峰位置,需時(shí)間為t= s=0.7 s,選項(xiàng)C正確;質(zhì)點(diǎn)P和Q之間的距離不是整波長(zhǎng),則在任何時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P和Q的速度、加速度不可能都相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 7.(多選)(2018·嘉興一中期末)將一
13、根較長(zhǎng)的彈性細(xì)繩沿x軸放置,左端記為坐標(biāo)原點(diǎn),將繩子拉平后,手握左端,以固定的頻率和振幅上下抖動(dòng)(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)),如圖9甲所示.從抖動(dòng)開始計(jì)時(shí),在t=0.3 s時(shí)的波形如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是( ) 圖9 A.手抖動(dòng)繩的頻率為2.5 Hz B.在t=0.75 s時(shí),A點(diǎn)的速度方向向上 C.在0~0.3 s的時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)過(guò)的路程為6 cm D.該列波遇到寬度為6 m的障礙物時(shí)不能發(fā)生衍射 答案 ABC 解析 在0~0.3 s時(shí)間內(nèi),波傳播了0.75 m,故波速為:v===2.5 m/s,波長(zhǎng)λ=1 m,故周期:T== s=0.4 s,故手抖動(dòng)繩的頻率為:f==2.5 Hz
14、,故A正確;根據(jù)波形微平移法可知,A點(diǎn)此時(shí)速度方向向上;t=0.75 s時(shí),A點(diǎn)的速度方向與圖示時(shí)刻速度方向相同,也向上,故B正確;在0~0.3 s,B點(diǎn)從0.2 s開始向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),故路程等于一倍的振幅,為6 cm,故C正確;該列波遇到寬度為6 m的障礙物時(shí)可以發(fā)生衍射,由于波長(zhǎng)λ=1 m<6 m,不會(huì)發(fā)生明顯衍射,故D錯(cuò)誤. 8.(多選)如圖10為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,實(shí)線為t=0時(shí)刻的波形圖,虛線為t=0.6 s時(shí)的波形圖,波的周期T>0.6 s,則( ) 圖10 A.波的周期為0.8 s B.在t=0.9 s時(shí),P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) C.經(jīng)過(guò)0.4 s,P
15、點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為0.4 m D.在t=0.5 s時(shí),Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置 答案 ACD 解析 根據(jù)題意應(yīng)用平移法可知由實(shí)線得到虛線需要將圖象沿x軸負(fù)方向平移(n+)λ,其中n=0,1,2,3,4…,故由實(shí)線傳播到虛線這種狀態(tài)需要(n+)T,即(n+)T=0.6 s,解得T= s,其中n=0,1,2,3,4…,又T>0.6 s,故周期為0.8 s,故A正確.由于波沿x軸負(fù)方向傳播,故t=0時(shí)刻P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),而周期T=0.8 s,故t=0.8 s時(shí)P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),1.0 s時(shí)P點(diǎn)到達(dá)波谷,故0.9 s時(shí)P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤.在一個(gè)周期內(nèi)P點(diǎn)完成一次全振動(dòng),即其運(yùn)動(dòng)路程為4A
16、,而0.4 s=T,故P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路程為2A=0.4 m,C正確.由題意可知波長(zhǎng)λ=8 m,則波速v==10 m/s,在t=0時(shí)刻Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x0=5 m.由于波沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),故在t=0.5 s的時(shí)間內(nèi)波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為x=vt=10×0.5 m=5 m,故在t=0.5 s時(shí),Q點(diǎn)振動(dòng)情況和t=0時(shí)刻距離坐標(biāo)原點(diǎn)10 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況相同,而t=0時(shí)刻距離坐標(biāo)原點(diǎn)10 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰,故在t=0.5 s時(shí),Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置,故D正確. 考點(diǎn)三 振動(dòng)和波動(dòng)圖象的綜合分析 “一分、一看、二找”巧解波的圖象與振動(dòng)圖象綜合類問(wèn)題 (1)分清振動(dòng)圖象與波的圖象.只要看清橫坐標(biāo)即可
17、,橫坐標(biāo)為x則為波的圖象,橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象. (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位.尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí). (3)找準(zhǔn)波的圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻. (4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn). 例3 (多選)一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的圖象如圖11甲所示,平衡位置位于x=15 m處的A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示,下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖11 A.這列波沿x軸負(fù)方向傳播 B.這列波的波速是 m/s C.從t=0開始,質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q晚0.4 s回到平衡位置 D.從t=0到t=0.6 s時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)過(guò)的路程為4 m 答案 ACD 解析 由題圖乙知,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向?yàn)檠貀軸正方向,
18、在題圖甲中,由波形平移法可知該波的傳播方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向,故A正確;由題圖甲讀出該波的波長(zhǎng)為λ=20 m,由題圖乙知周期為:T=1.2 s,則波速為:v== m/s= m/s,故B錯(cuò)誤;圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q晚回到平衡位置,其時(shí)間等于波向左傳播λ所用的時(shí)間,即t=T=0.4 s,故C正確;0.6 s=T,故A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路程為2A=4 m,故D正確. 9.(2018·七彩陽(yáng)光聯(lián)盟期中)介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源在t=0時(shí)刻開始振動(dòng),產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播,t0時(shí)刻傳到P處,波形如圖12所示.下列能描述x0處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖象是( )
19、 圖12 答案 D 10.(多選)(2018·金、麗、衢十二校聯(lián)考)如圖13所示,兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播,兩波源分別位于x=-0.2 m和x=1.2 m處,兩列波的速度均為v=0.4 m/s,兩波源的振幅均為A=2 cm,圖示為t=0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示),此刻平衡位置處于x=0.2 m和x=0.8 m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x=0.5 m處,關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是( ) 圖13 A.兩列波相遇后不能發(fā)生干涉 B.t=1 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4 cm C.t=1 s后,平衡位置處于x=0.6 m的質(zhì)點(diǎn)位
20、移始終為0 D.t=0.75 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn) 答案 BC 11.(多選)如圖14所示,在一條直線上兩個(gè)振動(dòng)源A、B相距6 m.振動(dòng)頻率相等,t=0時(shí)A、B開始振動(dòng),且都只振動(dòng)一個(gè)周期,振幅相等,圖15甲為A的振動(dòng)圖象,圖乙為B的振動(dòng)圖象,若A向右傳播的波與B向左傳播的波在t1=0.3 s時(shí)相遇,則下列說(shuō)法正確的是( ) 圖14 圖15 A.兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/s B.兩列波的波長(zhǎng)都是4 m C.在兩列波相遇過(guò)程中,中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) D.t2=0.7 s時(shí)刻B點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置且振動(dòng)方向向下 答案 AD 解析 由圖可得,v==10
21、 m/s,故兩列波在A、B間的傳播速度大小均為10 m/s,故A正確;由圖可得振動(dòng)周期為0.2 s,波長(zhǎng)λ=vT=10×0.2 m=2 m,故B錯(cuò)誤;A向右傳播的波與B向左傳播的波,振動(dòng)反向,中點(diǎn)C為減弱點(diǎn),故C錯(cuò)誤;t2=0.6 s時(shí)刻向右運(yùn)動(dòng)的波傳到B,再經(jīng)0.1 s經(jīng)過(guò)平衡位置且振動(dòng)方向向下,D正確. 12.(多選)(2018·臺(tái)州市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末)如圖16所示,是某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象及由此質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)而激起的波在某時(shí)刻的波形圖,下述說(shuō)法中正確的是( ) 圖16 A.乙是振動(dòng)圖象,甲是波動(dòng)圖象 B.由圖象可知,振幅是2 cm,周期是0.4 s,波長(zhǎng)是0.4 m C.P質(zhì)點(diǎn)在此
22、時(shí)刻的速度方向?yàn)檎ㄔ促|(zhì)點(diǎn)在0.2 s時(shí)速度方向?yàn)檎? D.這列波的速度是1 m/s 答案 ABD 解析 題圖乙表示質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系,是振動(dòng)圖象,題圖甲表示位移與坐標(biāo)的關(guān)系,是波動(dòng)圖象,故A正確.由甲圖讀出振幅A=2 cm,波長(zhǎng)λ=0.4 m,由乙圖讀出周期T=0.4 s,故B正確.由振動(dòng)圖象可知波源質(zhì)點(diǎn)在0.2 s時(shí)速度方向?yàn)樨?fù),因波的傳播方向未知,無(wú)法判斷P點(diǎn)的振動(dòng)方向,故C錯(cuò)誤.波速v== m/s=1 m/s,故D正確. 專題強(qiáng)化練 1.(多選)(2018·書生中學(xué)月考)對(duì)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,下列說(shuō)法正確的是( ) A.每次通過(guò)同一位置時(shí),其速度不一定相同,但加速
23、度一定相同 B.通過(guò)平衡位置時(shí),速度為零,加速度最大 C.每次通過(guò)平衡位置時(shí),加速度相同,速度也一定相同 D.若位移為負(fù)值,則速度不一定為正值,加速度一定為正值 答案 AD 解析 質(zhì)點(diǎn)每次通過(guò)同一位置時(shí),其速度不一定相同,但加速度一定相同,A正確;質(zhì)點(diǎn)通過(guò)平衡位置時(shí),速度最大,加速度為零,B錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)每次通過(guò)平衡位置時(shí),加速度為零,速度不一定相同,C錯(cuò)誤;若位移為負(fù)值,根據(jù)a=-,則加速度一定為正值,質(zhì)點(diǎn)遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)速度方向?yàn)樨?fù)值,D正確. 2.(多選)下列說(shuō)法正確的是( ) A.豎直的彈簧振子的回復(fù)力,僅由彈簧的彈力提供 B.單擺振動(dòng)的周期,一定等于它的固有周期 C.機(jī)
24、械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),如果波速變大,波長(zhǎng)一定變大 D.在干涉現(xiàn)象中,振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位移可能比振動(dòng)減弱點(diǎn)的位移小 答案 CD 解析 彈簧振子的回復(fù)力由彈簧的彈力或合力提供,故A錯(cuò)誤;自由擺動(dòng)的單擺的周期,一定等于它的固有周期,若單擺做受迫振動(dòng),則它的周期不一定等于其固有周期,故B錯(cuò)誤;機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率不變,如果波速變大,那么波長(zhǎng)一定變大,故C正確;在干涉現(xiàn)象中,振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的振幅總比振動(dòng)減弱的點(diǎn)的振幅大,由于位移是隨時(shí)間做周期性變化的,所以在干涉現(xiàn)象中,振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位移可能比振動(dòng)減弱點(diǎn)的位移小,故D正確. 3.(多選)甲、乙兩位同學(xué)分別使用圖1a所示的同一套裝置觀
25、察單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象,已知二人實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的單擺的擺長(zhǎng)相同,落在木板上的細(xì)沙分別形成的曲線如圖b所示,下面關(guān)于兩圖線的說(shuō)法中正確的是( ) 圖1 A.甲圖表示沙擺擺動(dòng)的幅度較大,乙圖擺動(dòng)的幅度較小 B.甲圖表示沙擺擺動(dòng)的周期較大,乙圖擺動(dòng)的周期較小 C.二人拉木板的速度不同,甲、乙木板的速度關(guān)系v甲=2v乙 D.二人拉木板的速度不同,甲、乙木板的速度關(guān)系v乙=2v甲 答案 AC 解析 由題圖可知,甲的振動(dòng)幅度較大,乙的振動(dòng)幅度較小,故A正確;兩擺由于擺長(zhǎng)相同,則由單擺的性質(zhì)可知,兩擺的周期相同,故B錯(cuò)誤;由圖可知,甲的時(shí)間為2T,乙的時(shí)間為4T,則由v=可知,二人拉木
26、板的速度不同,甲、乙木板的速度關(guān)系為v甲=2v乙,故C正確,D錯(cuò)誤. 4.(多選)(2018·稽陽(yáng)聯(lián)考)湖面上停著A、B兩條小船,它們相距35 m,一列水波正在湖面上沿AB連線的方向從A向B傳播,每條小船每分鐘上下浮動(dòng)30次,當(dāng)A船位于波峰時(shí),B船在平衡位置正向下運(yùn)動(dòng),兩船之間還有一個(gè)波峰,則( ) A.水波的波長(zhǎng)為20 m B.水波的波長(zhǎng)為28 m C.水波的波速為10 m/s D.該水波與另一列頻率為30 Hz的水波相遇,會(huì)發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象 答案 AC 解析 根據(jù)題意可知,波長(zhǎng)為20 m,周期為2 s,頻率為0.5 Hz,所以A、C正確,B、D錯(cuò)誤. 5.(多選)如圖2甲
27、所示的彈簧振子(以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C間振動(dòng)),取水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置的位移的正方向,得到如圖乙所示的振動(dòng)曲線,由曲線所給信息可知,下列說(shuō)法正確的是( ) 圖2 A.t=0時(shí),振子處在C位置 B.t=1.0 s和t=1.4 s振子的加速度相同 C.t=0.9 s時(shí)振子具有正方向的最大速度 D.t=0.4 s時(shí)振子對(duì)平衡位置的位移為5 cm 答案 BD 解析 由振動(dòng)圖象可知t=0時(shí),振子的位移為負(fù)向最大,說(shuō)明振子處于B位置,故A錯(cuò)誤.根據(jù)對(duì)稱性可知,t=1.0 s和t=1.4 s振子的位移相同,經(jīng)過(guò)同一位置,由a=-分析可知,t=1.0 s和t=1.4 s振子的
28、加速度相同,故B正確.t=0.9 s時(shí)振子經(jīng)過(guò)平衡位置,速度最大.根據(jù)x-t圖象的斜率表示速度,可知t=0.9 s時(shí)刻振子的速度沿負(fù)方向,即t=0.9 s時(shí)振子具有負(fù)方向的最大速度,故C錯(cuò)誤.彈簧振子的周期為T=1.2 s,振幅為A=10 cm,振動(dòng)方程為x=-Acos t=-10cost cm=-10cost cm.將t=0.4 s代入解得x=5 cm,故D正確. 6.(多選)如圖3所示為兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖象,下面的說(shuō)法中正確的是( ) 圖3 A.甲的振動(dòng)頻率是乙的倍 B.甲的振動(dòng)頻率是乙的2倍 C.乙的振動(dòng)周期是甲的倍 D.甲、乙的位移不可能同時(shí)達(dá)到正向最大值 答案
29、BD 7.(多選)(2018·新力量聯(lián)盟期末)如圖4所示,S1、S2是振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)機(jī)械波波源,振幅均為A.a、b、c三點(diǎn)均位于S1、S2連線的中垂線上,且ab=bc.某時(shí)刻a是兩列波的波峰相遇點(diǎn),c點(diǎn)是兩列波的波谷相遇點(diǎn).則( ) 圖4 A.a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為2A,c處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為-2A B.b處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A C.如果兩列波振幅不同,則相遇后,振幅小的一列波將減弱,振幅大的一列波將加強(qiáng) D.這兩列波形成的圖樣叫干涉圖樣 答案 BD 8.(多選)(2018·名校協(xié)作體3月選考)在均勻介質(zhì)中,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,在t=0時(shí)刻的部分波形圖如圖5所示,波速
30、為v=4 m/s,P、Q兩點(diǎn)平衡位置坐標(biāo)分別為(1.5 m,0)(4 m,0),且O、Q兩點(diǎn)此時(shí)都在波谷,則下列說(shuō)法正確的是( ) 圖5 A.P、Q兩點(diǎn)的振動(dòng)周期相等 B.若該波沿x軸正方向傳播,則t=0.875 s時(shí)P點(diǎn)在波峰 C.若該波沿x軸負(fù)方向傳播,Q點(diǎn)到達(dá)波峰時(shí),P點(diǎn)向上振動(dòng) D.若該波沿x軸正方向傳播,則x=7 m處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)方向向上 答案 AB 9.(多選)(2018·臺(tái)州市3月選考)如圖6所示,在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速v=10 m/s,已知t=0時(shí),波剛好傳到x=20 m處,則下列說(shuō)法正確的是( ) 圖6 A.
31、波源開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向 B.t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)P、Q加速度方向相反 C.t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)P再經(jīng)過(guò)到達(dá)平衡位置(T為波的周期) D.從t=0開始經(jīng)2.5 s,x=10 m的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.50 m 答案 AD 10.(多選)(2018·金華市十校聯(lián)考)將一條長(zhǎng)x=16 m的均勻彈性繩沿水平拉直,M為繩的中點(diǎn),兩端的波源P、Q同時(shí)開始沿豎直方向上下振動(dòng),兩波源振動(dòng)0.4 s產(chǎn)生的波形如圖7,A點(diǎn)距P點(diǎn)4 m,以下判斷正確的是( ) 圖7 A.兩列波的波速均為10 m/s B.波源Q的振動(dòng)頻率為5 Hz C.質(zhì)點(diǎn)M開始振動(dòng)時(shí),速度方向豎直向下 D.從兩波源開始振動(dòng)經(jīng)時(shí)
32、間1.0 s,質(zhì)點(diǎn)M恰好在平衡位置 答案 ABD 解析 兩列波在同一介質(zhì)中傳播,波速相同,均為v== m/s=10 m/s,選項(xiàng)A正確;Q的周期為TQ=0.2 s,則頻率為fQ=5 Hz,選項(xiàng)B正確;P和Q形成的波傳到某點(diǎn)時(shí)引起的振動(dòng)都是向上的,則當(dāng)兩列波同時(shí)傳到M點(diǎn)時(shí),開始振動(dòng)的速度方向豎直向上,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;經(jīng)過(guò)1 s時(shí)間,兩列波傳播的距離均為10 m,即由P在M點(diǎn)引起的振動(dòng)在平衡位置向下振動(dòng),由Q在M點(diǎn)引起的振動(dòng)在平衡位置向上振動(dòng),則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M恰好在平衡位置,選項(xiàng)D正確. 11.(多選)如圖8所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t1=0.7 s時(shí)刻的波形,波自右向左傳播.從該時(shí)刻開始到t2=1.
33、4 s時(shí),P點(diǎn)剛好第二次到達(dá)波峰,則以下判斷中正確的是( ) 圖8 A.該波的傳播速度為0.1 m/s B.在t0=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)C向上運(yùn)動(dòng) C.在t3=1.6 s末,Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰 D.在t1到t4=1.9 s過(guò)程中,Q點(diǎn)通過(guò)的路程為0.2 m 答案 ACD 解析 設(shè)波傳播的周期為T,由題圖可知,P點(diǎn)經(jīng)過(guò)T時(shí)間第二次到達(dá)波峰位置,所以T=0.7 s,解得T=0.4 s,波速v==0.1 m/s,選項(xiàng)A正確;在t0=0時(shí)刻,C點(diǎn)還未開始振動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;波峰A傳播到Q需要的時(shí)間Δt===0.9 s,選項(xiàng)C正確;經(jīng)Δt1===0.8 s,Q點(diǎn)開始振動(dòng),t4=1.9 s時(shí)Q已
34、振動(dòng)了0.4 s,通過(guò)的路程s=4A=4×0.05 m=0.2 m,選項(xiàng)D正確. 12.(多選)(2018·杭州市期末)如圖9是在兩個(gè)不同介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的兩列波的波形圖.圖中的實(shí)線分別表示橫波甲和橫波乙在t=0時(shí)刻的波形圖,經(jīng)過(guò)0.5 s后,甲、乙的波形分別變成如圖中虛線所示.已知兩列波的周期均大于0.3 s,則下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖9 A.t=0時(shí)刻甲中x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng) B.甲中x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)振幅為20 cm C.波甲的周期一定等于波乙的周期 D.波甲的速度可能大于波乙的速度 答案 AD 解析 根據(jù)“上下坡法”可確定,t=0時(shí)刻題圖甲中x
35、=2 m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),故A正確;振幅為質(zhì)點(diǎn)離平衡位置最大的距離,由題圖甲可知,橫波甲所有質(zhì)點(diǎn)的振幅為10 cm,故B錯(cuò)誤;由兩圖可知,兩波的周期+nT=0.5 s,即T= s,(n=0,1,2…),因兩列波的周期均大于0.3 s,故T=1 s或 s,所以兩列波的周期不一定相等,故C錯(cuò)誤;由兩圖可知,兩波的波長(zhǎng)分別為λ甲=4 m,λ乙=6 m,綜合C可知,波甲的速度可能大于波乙的速度,故D正確. 13.(多選)一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線,上端懸掛在O點(diǎn),下端系一個(gè)小球,如圖10甲所示,某同學(xué)利用此裝置來(lái)探究周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系.該同學(xué)用米尺測(cè)得細(xì)線兩端的長(zhǎng)度,用卡尺測(cè)量小球的直徑,二者相加為l,通過(guò)改
36、變細(xì)線的長(zhǎng)度,測(cè)得對(duì)應(yīng)的周期T,得到該裝置的l-T2圖象如圖乙所示.利用所學(xué)單擺相關(guān)知識(shí),選擇下列說(shuō)法正確的選項(xiàng)(取π2=9.86)( ) 圖10 A.T=2 s時(shí)擺長(zhǎng)為1 m B.T=2 s時(shí)擺長(zhǎng)約為0.994 m C.?dāng)[球半徑為0.006 m D.當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.86 m/s2 答案 BC 解析 設(shè)擺長(zhǎng)為l′,由單擺的周期公式得T=2π(l′=l-0.006 m) 結(jié)合題圖乙推導(dǎo)得:l=0.006 m+T2,可知為l-T2圖象的斜率,所以有:== m/s2,解得:g≈9.80 m/s2,故D錯(cuò)誤;由單擺的周期公式有:l′=T2=×22 m≈0.994 m,故B正確
37、,A錯(cuò)誤;由題圖乙可知,l-T2圖象沒(méi)有經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),同時(shí)由l=0.006+T2可知,縱軸的截距等于球的半徑,故半徑為r=0.006 m,故C正確. 14.(多選)如圖11所示,一列橫波在x軸上傳播,實(shí)線和虛線分別表示t1=0、t2=0.14 s時(shí)的波形,已知實(shí)線在t3=0.6 s時(shí)第5次重復(fù)出現(xiàn).則( ) 圖11 A.波的周期為0.1 s B.波的傳播速度為1 m/s C.波沿x軸正方向傳播 D.t2=0.14 s時(shí),x=0處質(zhì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)為y= cm 答案 BD 解析 已知實(shí)線在t3=0.6 s時(shí)第5次重復(fù)出現(xiàn),則有:t3=0.6 s=5T,得:T=0.12 s,故A錯(cuò)
38、誤;波的傳播速度為:v== m/s=1 m/s,故B正確;從t1=0至t2=0.14 s,波傳播的距離s=vt=14 cm=λ+2 cm,由圖象可知波沿x軸負(fù)方向傳播,故C錯(cuò)誤;t2=0.14 s=0.12 s+0.02 s,而0.02 s=.根據(jù)y=Asin t得:y=2×sin · cm= cm,所以t2=0.14 s時(shí),x=0處質(zhì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)為y= cm,故D正確. 15.(多選)波速均為1.0 m/s的兩列簡(jiǎn)諧橫波,分別從波源x=0、x=12 m處沿x軸相向傳播.t=0時(shí)的波形圖如圖12所示.下列說(shuō)法正確的是( ) 圖12 A.兩列波的頻率均為0.25 Hz B.t=0.2
39、 s時(shí),兩列波相遇 C.兩列波相遇過(guò)程中,x=5 m處和x=7 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng) D.t=3 s時(shí),x=6 m處的質(zhì)點(diǎn)位移達(dá)到最大值 答案 AD 解析 兩列波的波長(zhǎng)為λ=4 m,由v=λf得f== Hz=0.25 Hz,故A正確;t== s=2 s時(shí),兩列波相遇,故B錯(cuò)誤;兩列波相遇過(guò)程中,x=5 m處和x=7 m處的質(zhì)點(diǎn)的波峰與波谷相遇振動(dòng)減弱,故C錯(cuò)誤;兩波的周期為T==4 s,t=2 s時(shí),兩列波在x=6 m相遇,相遇時(shí)x=6 m處質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),再經(jīng)過(guò)1 s=,即t=3 s時(shí),該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷,位移達(dá)到最大值,故D正確. 16.(多選)(2017·余姚中學(xué)高三上期中)兩列波速
40、相同的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播,實(shí)線波的頻率為3 Hz,振幅為10 cm,虛線波的振幅為5 cm,t=0時(shí),兩列波在如圖13所示區(qū)域內(nèi)相遇,則( ) 圖13 A.兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)會(huì)發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象 B.實(shí)線波和虛線波的頻率之比為3∶2 C.t= s時(shí),x=9 m處的質(zhì)點(diǎn)實(shí)際振動(dòng)方向向上 D.t= s時(shí),x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)實(shí)際位移大小|y|>12.5 cm 答案 BCD 解析 實(shí)線波的波長(zhǎng)為λ1=4 m,虛線波的波長(zhǎng)為λ2=6 m,波速相等,由波速公式v=λf得:實(shí)線波和虛線波的頻率之比為f1∶f2=λ2∶λ1=3∶2,兩列波的頻率不同,不能發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤,B正確;波速v=λ1f1=4×3 m/s=12 m/s,則t= s時(shí),實(shí)線和虛線各自向前傳播距離為vt=2 m,則x=9 m處的質(zhì)點(diǎn)實(shí)際振動(dòng)方向向上,故選項(xiàng)C正確;波速v=12 m/s,則在t= s時(shí)間內(nèi)波傳播的距離x=vt=1 m,實(shí)線波單獨(dú)傳播時(shí),t= s時(shí),x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷,位移大小為y1=10 cm;根據(jù)波形的平移法作出虛線波傳播x=1 m時(shí)的波形,此刻x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)位移大小y2>2.5 cm,由波的疊加原理可知t= s時(shí),x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)實(shí)際位移大小|y|=y(tǒng)1+y2>12.5 cm,故D正確.
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