專題11機(jī)械振動(dòng)原卷版

1、2020年物理二輪專題過關(guān)寶典專題一：機(jī)械振動(dòng)【知識(shí)回扣】 i判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的四種常見方法（1）帶動(dòng)法（特殊點(diǎn)法）如圖甲所示為一沿x軸正方向傳播的橫波，根據(jù)波傳播過程中，后一質(zhì)點(diǎn)總是滯后于前一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性，可判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。在質(zhì)點(diǎn)P附近靠近波源一方的圖線上另找一點(diǎn)P',若P'在P上方,P'帶動(dòng)P向上運(yùn)動(dòng)，則P向上運(yùn)動(dòng)；若P'在P下方,P'帶動(dòng)P向下運(yùn)動(dòng)，則P向下運(yùn)動(dòng)。（2）上下坡法：沿波的傳播方向，上坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，如圖所示同側(cè)法：波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)，如圖所示(4)微平移

2、法：將波形圖沿傳播方向平移Ax( &舟，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點(diǎn)來判定，如圖所示。2 波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷：某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距 離之差 Ar。(1)當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)，若Ar= n"= 0, 1, 2,)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若 Ar = (2n + 1)命=0,1, 2,),則振動(dòng)減弱。當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí)，若Ar= (2n + 1)(n= 0, 1, 2,)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若 Ar = n "= 0, 1, 2,),則振動(dòng)減弱。3 波的衍射現(xiàn)象是指波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是縫、

3、孔的寬度或障礙物 的尺寸跟波長相差不大或者小于波長?！緹衢T考點(diǎn)透析】考點(diǎn)一簡諧振動(dòng)1. (2019江蘇卷)一單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)，在偏角增大的過程中，擺球的()A .位移增大B .速度增大C.回復(fù)力增大D 機(jī)械能增大2.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，下列說法正確的是( )A 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率為 4 HzB .在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是 20 cmC 在5s末，質(zhì)點(diǎn)的速度為零，加速度最大D . t = 1.5 s和t = 4.5 s兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移大小相等，都是.'2 cmE . t = 2 s和t = 4 s兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度和速度都相同3. （2019新課標(biāo)全國n卷）如圖，長為I的細(xì)繩

4、下方懸掛一小球 a。繩的另一端固定在天花板上O點(diǎn)處，在O點(diǎn)正下方3 I的o處有一固定細(xì)鐵釘。將小球向右拉開，使細(xì)繩與豎直方向成一小角度（約為2°后由靜止4釋放，并從釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)。當(dāng)小球a擺至最低位置時(shí)，細(xì)繩會(huì)受到鐵釘?shù)淖钃?。設(shè)小球相對于其平衡位置的水平位移為x，向右為正。下列圖像中，能描述小球在開始一個(gè)周期內(nèi)的x-t關(guān)系的是（）4. （2019湖北襄陽四中模擬）如圖甲所示為一彈簧振子自由振動(dòng) （即做簡諧運(yùn)動(dòng)）時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖象，圖乙為該彈簧振子在某外力的作用下做受迫振動(dòng)時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖象，貝U下列說法中正確的是（）A 由圖甲可知該彈簧振子的固有周期為 4 sB 由圖乙可

5、知彈簧振子的固有周期為8sC 由圖乙可知外力的周期為8 sD 如果改變外力的周期，在接近4s的附近該彈簧振子的振幅較大5. （2019江蘇揚(yáng)州中學(xué)模擬）如圖甲所示，在一條張緊的繩子上掛幾個(gè)擺，當(dāng)a擺振動(dòng)的時(shí)候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力，使其余各擺也振動(dòng)起來，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)b擺和c擺的周期大小關(guān)系是：TbTc（選填大于”小于”或等于”）b擺和c擺中擺的振幅最大，圖乙是c擺穩(wěn)定以后的振動(dòng)圖象，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則 a 擺的擺長為 。增分攻略】1. 做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過平衡位置時(shí)，回復(fù)力一定為零，但所受合外力不一定為零。2. 對稱規(guī)律：（1）做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，在關(guān)于平衡位置對稱的兩

6、點(diǎn)，回復(fù)力、位移、加速度具有等大反向的關(guān)系，另外速度 的大小、動(dòng)能具有對稱性，速度的方向可能相同或相反。（2） 振動(dòng)物體來回通過相同的兩點(diǎn)間的時(shí)間相等，如tBC = tcB ；振動(dòng)物體經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的等長的兩 線段的時(shí)間相等，如 tBC = tBC,如圖所示。3. 運(yùn)動(dòng)的周期性特征：相隔T或nT的兩個(gè)時(shí)刻振動(dòng)物體處于同一位置且振動(dòng)狀態(tài)相同考點(diǎn)二機(jī)械波的形成與傳播a、b、5則（ ）1. （2019北京卷）一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)A .此刻a的加速度最小B .此刻b的速度最小C .若波沿x軸正方向傳播，此刻 b向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D 若波沿x軸負(fù)方向傳播，a比c先回

7、到平衡位置2. （2017高考天津卷）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(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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0、P的平衡位置間距為 L.t = 0時(shí)，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 該簡諧波是縱波B 該簡諧波的最大波長為2LC t= T時(shí)，P在平衡位置上方83TD t = 丁時(shí)，P的速度方向豎直向上83. （2020山西省太原五中高三調(diào)研）一列簡諧橫波沿著x軸正方向傳播，M、N、P為x軸上的三點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為xm= 4 m、xn= 6 m，xp= 11 m，t= 0時(shí)刻波形如圖所示，且質(zhì)點(diǎn) M剛

8、好開始振動(dòng)，再經(jīng)過 1 s，質(zhì) 點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰，則由此可知（）A t = 1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)速度為10 m/sB.質(zhì)點(diǎn)M開始振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向C .質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)周期為0.4 sD .當(dāng)質(zhì)點(diǎn)M處在波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn) N 定在波谷【增分攻略】1. 沿波傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向一致，介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)隨波振動(dòng)，但不隨波遷移2. 沿波傳播方向上每個(gè)周期傳播一個(gè)波長的距離。考點(diǎn)三波動(dòng)圖像與振動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用1. （2019天津卷）一列簡諧橫波沿x軸傳播，已知x軸上X1 1 m和x2 7 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖1、圖2所示，則此列波的傳播速率可能是（C 1.2 m/s）D 1 m

9、/s7 m/sB 2 m/s2.（2019新課標(biāo)全國I卷）一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=*時(shí)刻，該波的波形圖如圖（a）所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖（b）表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是（A .質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像與圖（b）相同B 在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的大C .在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn) Q的大D 平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖（b）所示E.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)圖1 一3.（2018高考全國卷I ）一列簡諧橫波在t= 3s時(shí)的波形圖如圖甲所示,乙是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象求:（1）波速及波的傳播方

10、向;(2)質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo).【增分攻略】1.巧解波的圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題：(1) 分清振動(dòng)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(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)波的圖象對應(yīng)的時(shí)刻。(4) 找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)。2振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究對象一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向的所有質(zhì)點(diǎn)研究內(nèi)容某一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律圖象物理意義表示冋一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移圖象信息(1) 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期(2) 質(zhì)點(diǎn)振幅(3) 某一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移 各時(shí)刻速度、加

11、速度的方 向(1) 波長、振幅(2) 任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位 移任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度的方向(4)傳播方向、振動(dòng)方向的互 判圖象變化隨時(shí)間推移圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時(shí)間推移，圖象沿傳播方向平移一個(gè)完整曲線占橫坐標(biāo)的距離表示個(gè)周期表示個(gè)波長考點(diǎn)四波的多解性和周期性問題1. (2018年北京卷)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(dòng)到上方最大位移處時(shí)， Q剛好運(yùn)動(dòng)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 m2. 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t時(shí)刻波形圖如圖中的實(shí)線所示，此時(shí)波剛好傳

12、到P點(diǎn)，t + 0.6 s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示,a、b、c、 P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)，則下列說法正確的是A 這列波的波速可能為50 m/sB 質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程一定小于30 cmC 質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程可能為60 cmD 若周期T= 0.8 s，則在t + 0.5 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b、P的位移相同E.若周期T=0.8 s從t+0.4 S寸刻開始計(jì)時(shí)，貝U質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)方程為x=0.1sint(m)n3. 一列橫波在x軸上傳播，a、b是x軸上相距sab= 6 m的兩質(zhì)點(diǎn)，t= 0時(shí)，b點(diǎn)正好到達(dá)最高點(diǎn)，且b點(diǎn)到x軸的距離為4 cm，而此時(shí)a點(diǎn)恰好經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)。已知這列波的

13、頻率為25 Hz。(1) 求經(jīng)過時(shí)間 1 s， a 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程；(2) 質(zhì)點(diǎn) a、 b 在 x 軸上的距離大于一個(gè)波長，求該波的波速。增分攻略】1.利用波傳播的周期性、雙向性解題從而使題目的解答出現(xiàn)多解的可能。x 軸正向或負(fù)向傳播的兩種可能At或&，若此關(guān)系為時(shí)間，則 t =(1) 波的圖象的周期性： 相隔時(shí)間為周期整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻的波形相同，(2) 波傳播方向的雙向性：在題目未給出波的傳播方向時(shí)，要考慮到波可沿 性。2. 解決波的多解問題的思路 一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系nT + At(n= 0,1,2，)；若此關(guān)系為距離，則 x= n X+

14、Ax(n= 0.1,2.考點(diǎn)五 波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)1 圖中S為在水面上振動(dòng)的波源，M、N是水面上的兩塊擋板，其中N板可以上下移動(dòng)，兩板中間有一狹縫,此時(shí)測得 A 處水面沒有振動(dòng)，為使 A 處水面也能發(fā)生振動(dòng)，可采用的方法是 ()A 使波源的頻率增大B 使波源的頻率減小C. 移動(dòng)N使狹縫的間距增大D移動(dòng)N使狹縫的間距減小2.（2017高考全國卷I ）如圖，在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿 z方向做簡諧振動(dòng)的點(diǎn)波源 Si（0,4）和S2（0 , - 2）。兩波源的 振動(dòng)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 , - 2）的路程差為m，兩列波引起的點(diǎn) B（4,1）處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互 （填加強(qiáng)”或減弱”