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1、第1講機械振動和機械波,專題五加試選擇題題型強化,,內(nèi)容索引,考點一機械振動的理解,考點二機械波的理解,考點三振動和波動圖象的綜合分析,,,,機械振動的理解,,考點一,1.簡諧運動的特征 (1)受力特征：回復(fù)力滿足Fkx. (2)運動特征：當(dāng)物體靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大；當(dāng)物體遠(yuǎn)離平衡位置時，a、F、x都增大，v減小. (3)能量特征：對同一彈簧振子或單擺來說，振幅越大，能量越大，在振動過程中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒. (4)周期性特征：物體做簡諧運動時，其位移、回復(fù)力、加速度、速度等矢量都隨時間做周期性的變化. (5)對稱性特征：速率、加速度等關(guān)于平衡位置對稱.,2.

2、振動圖象提供的信息 (1)由圖象可以看出質(zhì)點振動的振幅、周期. (2)可以確定某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移. (3)可以確定各時刻質(zhì)點的振動方向. (4)可以確定某時刻質(zhì)點的回復(fù)力、加速度和速度的方向. (5)能夠比較不同時刻質(zhì)點的速度、加速度的大小.,例1(多選)(2018嘉興市期末)如圖1所示，為一質(zhì)點的振動圖象，曲線滿足正弦變化規(guī)律，則下列說法中正確的是 A.該振動為簡諧運動 B.該振動的振幅為10 cm C.前0.08 s內(nèi)，質(zhì)點發(fā)生的位移為20 cm D.0.04 s末，質(zhì)點的振動方向沿x軸負(fù)方向,答案,,圖1,,解析,解析題圖圖象表示質(zhì)點的位移隨時間變化的規(guī)律，是簡諧運動，故A正確

3、； 由圖知，振幅為5 cm，故B錯誤； 由圖知周期T0.08 s，在0.08 s末，質(zhì)點又回到平衡位置.前0.08 s內(nèi)，質(zhì)點發(fā)生的位移為0 cm，故C錯誤； 由振動規(guī)律知，0.04 s末質(zhì)點的振動方向沿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間圖象(水平方向為x軸，豎直方向為t軸)，下列關(guān)于該圖象的說法正確的是 A.該圖象的坐標(biāo)原點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過程中是沿t軸方向移動的 C.為了顯示小球在不同時刻偏離平衡的位移，讓底片沿 垂直x軸方向勻速運動 D.圖象隨時間的推移而發(fā)生平移,答案,,圖2,,解析,解析由

4、題圖看出，彈簧振子在x軸方向做簡諧運動，小球并不是沿t軸方向移動，由對稱性可知，該圖象的坐標(biāo)原點是建立在彈簧振子小球的平衡位置，故A正確，B錯誤； 類似于沙擺實驗，為了顯示小球在不同時刻偏離平衡的位移，讓底片沿垂直x軸方向勻速運動，故C正確； 圖象反映了小球的位移隨時間變化的情況，圖象不隨時間的推移而發(fā)生平移，故D錯誤.,2.(多選)(2018金華市十校聯(lián)考)如圖3所示為一個單擺在地面上做受迫振動的共振曲線(振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系)，則 A.此單擺的固有周期約為2 s B.此單擺的擺長約為1 m C.若擺長增大，單擺的固有頻率增大 D.若擺長增大，共振曲線的峰將右移,答案,,圖3,解析,,

5、解析單擺做受迫振動，振動頻率與驅(qū)動力頻率相等；當(dāng)驅(qū)動力頻率等于固有頻率時，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，共振時單擺的振動頻率與固有頻率相等，則周期為2 s.,若擺長增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，故C錯誤； 若擺長增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動，故D錯誤.,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.此單擺振動圖象如圖乙所示，則 A.單擺振幅是16 cm B.單擺擺長約為1 m C.擺球經(jīng)過O點加速度不為零 D.擺幅減小，周期也減小,答案,,圖4,,4.(多選)甲

6、、乙兩單擺的振動圖象如圖5中A、B圖線所示.已知乙擺的擺長為0.992 m.下列判斷正確的是 A.甲擺的擺長小于0.992 m B.甲擺的振幅比乙擺的振幅大 C.甲擺振動的頻率比乙擺振動的頻率高 D.在t1 s時，乙擺有負(fù)向的最大速度,圖5,答案,,,解析,解析由題圖可得：T甲1.5 s，T乙2 s，,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錯誤； 由圖象可得：T甲1.5 s，T乙2 s，,由圖象可知在t1 s時，乙圖線處于最低點，說明乙擺動到最高點，速度為零，故D錯誤.,機械波的理解,,考點二,1.波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向的互判方法 (1)“上下坡法” (2

7、)“同側(cè)法” (3)“微平移法” 2.波的圖象特點 (1)質(zhì)點振動nT(波傳播n)時，波形不變. (2)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置的距離為n，n1,2,3時，它們的振動步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置間的距離為(2n1) ，n0,1,2,3時，它們的振動步調(diào)總相反. (3)波源的起振方向決定了它后面的質(zhì)點的起振方向，各質(zhì)點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，兩列波的振動方向均沿y軸.某時刻兩波的波面如圖6所示，實線表示P波的波峰、Q波的波谷；虛線表示P波的波谷、Q波的波,圖6,

8、答案,解析,峰.a、b、c為三個等距的質(zhì)點，d為b、c中間的質(zhì)點.下列判斷正確的是 A.質(zhì)點a的振幅為2A B.質(zhì)點b始終靜止不動 C.圖示時刻質(zhì)點c的位移為0 D.圖示時刻質(zhì)點d的振動方向沿y軸,,,解析由題可得兩列波頻率、波長相等，實線表示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兩點為減弱點，b為加強點.由于振幅均為A，所以a、c兩點始終靜止不動，故A、B錯誤，C正確； 此時d點處P波向下運動，Q波向下運動，所以質(zhì)點d沿y軸方向振動，D正確.,5.(多選)(2018臺州市高三期末)一列波的波源S在O點做豎直方向、頻率為10 Hz的簡諧運動.t0時刻，向右傳播的波

9、形如圖7所示，向左傳播的波形未畫出 A.t0時刻，x1 m處的質(zhì)點振動方 向向上 B.t0時刻，x2 m處的質(zhì)點振動方向向上 C.t00.175 s時刻，x1 m處的質(zhì)點處在波谷位置 D.t00.125 s時刻，x1 m處的質(zhì)點處在波峰位置,答案,圖7,,,6.(多選)(2018金華市十校聯(lián)考)如圖8所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，x1.0 m處的M質(zhì)點從該時刻開始經(jīng)0.6 s第一次到達(dá)波谷位置.已知質(zhì)點P的平衡位置坐標(biāo)為x2.0 m，質(zhì)點Q的平衡位置坐標(biāo)為x3.5 m，則 A.該簡諧波的波速為5 m/s B.圖示時刻質(zhì)點Q正在沿y軸正方向運動 C.從圖示時刻開始，質(zhì)點Q

10、經(jīng)過0.7 s第一 次到達(dá)波峰位置 D.在某時刻，質(zhì)點P和Q的速度、加速度可能都相同,答案,,解析,圖8,,解析波沿x軸正方向傳播，則M點此時向上振動，M質(zhì)點從該時刻開始經(jīng)0.6 s第一次到達(dá)波谷位置，可知T0.8 s；,由題圖可知，圖示時刻質(zhì)點Q正在沿y軸負(fù)方向運動，選項B錯誤； 波向前傳播3.5 m時Q第一次到達(dá)波峰位置，,質(zhì)點P和Q之間的距離不是整波長，則在任何時刻，質(zhì)點P和Q的速度、加速度不可能都相同，選項D錯誤.,7.(多選)(2018嘉興一中期末)將一根較長的彈性細(xì)繩沿x軸放置，左端記為坐標(biāo)原點，將繩子拉平后，手握左端，以固定的頻率和振幅上下抖動(簡諧運動)，如圖9甲所示.從抖動

11、開始計時，在t0.3 s時的波形如圖乙所示，下列說法正確的是 A.手抖動繩的頻率為2.5 Hz B.在t0.75 s時，A點的速度方向向上 C.在00.3 s的時間內(nèi)，質(zhì)點B經(jīng)過的路程為6 cm D.該列波遇到寬度為6 m的障礙物時不能發(fā)生衍射,答案,解析,,圖9,,,解析在00.3 s時間內(nèi)，波傳播了0.75 m，,根據(jù)波形微平移法可知，A點此時速度方向向上；t0.75 s時，A點的速度方向與圖示時刻速度方向相同，也向上，故B正確；,在00.3 s，B點從0.2 s開始向下運動到最低點，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的障礙物時可以發(fā)生衍射，由于波長1 m

12、6 m，不會發(fā)生明顯衍射，故D錯誤.,8.(多選)如圖10為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實線為t0時刻的波形圖，虛線為t0.6 s時的波形圖，波的周期T0.6 s，則 A.波的周期為0.8 s B.在t0.9 s時，P點沿y軸正方向運動 C.經(jīng)過0.4 s，P點經(jīng)過的路程為0.4 m D.在t0.5 s時，Q點到達(dá)波峰位置,答案,解析,,圖10,,,故周期為0.8 s，故A正確. 由于波沿x軸負(fù)方向傳播，故t0時刻P點沿y軸負(fù)方向運動，而周期T0.8 s，故t0.8 s時P點沿y軸負(fù)方向運動，1.0 s時P點到達(dá)波谷，故0.9 s時P點沿y軸負(fù)方向運動，故B錯誤.,在t0時刻Q點的橫坐標(biāo)為

13、x05 m.由于波沿x軸負(fù)方向運動，故在t0.5 s的時間內(nèi)波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為xvt100.5 m5 m， 故在t0.5 s時，Q點振動情況和t0時刻距離坐標(biāo)原點10 m處的質(zhì)點的振動情況相同， 而t0時刻距離坐標(biāo)原點10 m處的質(zhì)點在波峰，故在t0.5 s時，Q點到達(dá)波峰位置，故D正確.,故P點的運動路程為2A0.4 m，C正確.,振動和波動圖象的綜合分析,,考點三,“一分、一看、二找”巧解波的圖象與振動圖象綜合類問題 (1)分清振動圖象與波的圖象.只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波的圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動圖象. (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位.尤其要注意單位前的數(shù)量級. (3)找準(zhǔn)

14、波的圖象對應(yīng)的時刻. (4)找準(zhǔn)振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點.,例3(多選)一列簡諧橫波在t0時刻的圖象如圖11甲所示，平衡位置位于x15 m處的A質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示，下列說法中正確的是 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t0開始，質(zhì)點P比質(zhì)點Q晚 0.4 s回到平衡位置 D.從t0到t0.6 s時間內(nèi)，質(zhì)點A經(jīng)過的路程為4 m,答案,,解析,圖11,,,解析由題圖乙知，t0時刻質(zhì)點A的速度方向為沿y軸正方向，在題圖甲中，由波形平移法可知該波的傳播方向為沿x軸負(fù)方向，故A正確； 由題圖甲讀出該波的波長為20 m，由題圖乙知周期為：T1.2 s，,圖示時刻質(zhì)點P沿y軸負(fù)

15、方向運動，質(zhì)點Q沿y軸正方向運動，所以質(zhì)點P比質(zhì)點Q晚回到平衡位置，,9.(2018七彩陽光聯(lián)盟期中)介質(zhì)中坐標(biāo)原點O處的波源在t0時刻開始振動，產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正方向傳播，t0時刻傳到P處，波形如圖12所示.下列能描述x0處質(zhì)點振動的圖象是,圖12,答案,,10.(多選)(2018金、麗、衢十二校聯(lián)考)如圖13所示，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x0.2 m和x1.2 m處，兩列波的速度均為v0.4 m/s，兩波源的振幅均為A2 cm，圖示為t0時刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示)，此刻平衡位置處于x0.2 m和x0.8 m的P、Q兩質(zhì)點剛開始振動，質(zhì)點M的平衡位

16、置處于x0.5 m處，關(guān)于各質(zhì)點運動情況判斷正確的是 A.兩列波相遇后不能發(fā)生干涉 B.t1 s時刻，質(zhì)點M的位移為4 cm C.t1 s后，平衡位置處于x0.6 m的質(zhì)點位移始終為0 D.t0.75 s時刻，質(zhì)點P、Q都運動到M點,答案,,,圖13,11.(多選)如圖14所示，在一條直線上兩個振動源A、B相距6 m.振動頻率相等，t0時A、B開始振動，且都只振動一個周期，振幅相等，圖15甲為A的振動圖象，圖乙為B的振動圖象，若A向右傳播的波與B向左傳播的波在t10.3 s時相遇，則下列說法正確的是,答案,解析,圖14,A.兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/s B.兩列波的波長都是4 m

17、 C.在兩列波相遇過程中，中點C為振動加 強點 D.t20.7 s時刻B點經(jīng)過平衡位置且振動方向向下,圖15,,,解析由圖可得，v 10 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； 由圖可得振動周期為0.2 s，波長vT100.2 m2 m，故B錯誤； A向右傳播的波與B向左傳播的波，振動反向，中點C為減弱點，故C錯誤； t20.6 s時刻向右運動的波傳到B，再經(jīng)0.1 s經(jīng)過平衡位置且振動方向向下，D正確.,12.(多選)(2018臺州市外國語學(xué)校期末)如圖16所示，是某質(zhì)點的振動圖象及由此質(zhì)點振動而激起的波在某時刻的波形圖，下述說法中正確的是 A.乙是振動圖象，甲是波動圖象 B.由圖象可知，振幅是2 cm，周期是0.4 s，波長是0.4 m C.P質(zhì)點在此時刻的速度方向為正，而波源質(zhì)點在0.2 s時速度方向為正 D.這列波的速度是1 m/s,圖16,,,,答案,解析,解析題圖乙表示質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系，是振動圖象，題圖甲表示位移與坐標(biāo)的關(guān)系，是波動圖象，故A正確. 由甲圖讀出振幅A2 cm，波長0.4 m，由乙圖讀出周期T0.4 s，故B正確. 由振動圖象可知波源質(zhì)點在0.2 s時速度方向為負(fù)，因波的傳播方向未知，無法判斷P點的振動方向，故C錯誤. 波速v 1 m/s，故D正確.,