專題十三機械振動 省賽獲獎

專題十三機械振動高考物理

(浙江專用)五年高考A組自主命題·浙江卷題組考點一機械振動1.(2016浙江4月選考,15,2分)(多選)擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點高度相同,其振動圖

像如圖所示。選懸掛點所在水平面為重力勢能的參考面,由圖可知

()A.甲、乙兩單擺的擺長之比是

B.ta時刻甲、乙兩單擺的擺角相等C.tb時刻甲、乙兩單擺的勢能差最大D.tc時刻甲、乙兩單擺的速率相等答案

AC由振動圖像得甲、乙周期之比為2∶3,根據(jù)T=2π

,得擺長之比為4∶9,A正確。ta時刻位移相同,但二者擺長不同,所以擺角不同,B錯誤。tb時刻甲的擺球在最高點,乙的擺球在

平衡位置,又因為懸掛點高度相同,乙的擺長比甲的擺長長,所以此時二者重力勢能相差最大,C

正確。tc時刻甲、乙的擺球都在各自平衡位置,速率最大,但二者的最高點與平衡位置的豎直

距離可能不同,所以平衡位置速率不一定相等,D錯誤。1.(2019浙江4月選考,16,2分)圖1為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,P、Q為介質(zhì)中的兩個質(zhì)

點,圖2為質(zhì)點P的振動圖像,則

()

A.t=0.2s時,質(zhì)點Q沿y軸負方向運動B.0~0.3s內(nèi),質(zhì)點Q運動的路程為0.3mC.t=0.5s時,質(zhì)點Q的加速度小于質(zhì)點P的加速度D.t=0.7s時,質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離考點二機械波2.(2018浙江11月選考,16,2分)(多選)如圖所示,兩種不同材料的彈性細繩在O處連接,M、O和N

是該繩上的三個點,OM間距離為7.0m,ON間距離為5.0m。O點上下振動,則形成以O(shè)點為波源

向左和向右傳播的簡諧橫波Ⅰ和Ⅱ,其中波Ⅱ的波速為1.0m/s。t=0時刻O點處在波谷位置,觀

察發(fā)現(xiàn)5s后此波谷傳到M點,此時O點正通過平衡位置向上運動,OM間還有一個波谷。則

()A.波Ⅰ的波長為4mB.N點的振動周期為4sC.t=3s時,N點恰好處于波谷D.當(dāng)M點處于波峰時,N點也一定處于波峰3.(2018浙江4月選考,16,2分)(多選)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波的波峰。a、b、c為三個等間距的質(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2AB.質(zhì)點b始終靜止不動C.圖示時刻質(zhì)點c的位移為0D.圖示時刻質(zhì)點d的振動方向沿-y軸A.質(zhì)點a的振幅為2AB.質(zhì)點b始終靜止不動C.圖示時刻質(zhì)點c的位移為0D.圖示時刻質(zhì)點d的振動方向沿-y軸4.(2017浙江11月選考,16,2分)(多選)有兩列頻率相同、振動方向相同、振幅均為A、傳播方向

互相垂直的平面波相遇發(fā)生干涉。如圖所示,圖中實線表示波峰,虛線表示波谷,a為波谷與波

谷相遇點,b、c為波峰與波谷相遇點,d為波峰與波峰相遇點,e、g是a、d連線上的兩點,其中e

為連線的中點,則

()

A.a、d處的質(zhì)點振動加強,b、c處的質(zhì)點振動減弱B.從圖示時刻經(jīng)過半個周期,e處的質(zhì)點通過的路程為4AC.從圖示時刻經(jīng)過半個周期,g處的質(zhì)點加速向平衡位置運動D.從圖示時刻經(jīng)過四分之一周期,d處的質(zhì)點振幅恰好為零5.(2017浙江4月選考,15,2分)(多選)一列向右傳播的簡諧橫波,當(dāng)波傳到x=2.0m處的P點時開始

計時,該時刻波形如圖所示,t=0.9s時,觀測到質(zhì)點P第三次到達波峰位置。下列說法正確的是

()

A.波速為0.5m/sB.經(jīng)1.4s質(zhì)點P運動的路程為70cmC.t=1.6s時,x=4.5m處的質(zhì)點Q第三次到達波谷D.與該波發(fā)生干涉的另一列簡諧橫波的頻率一定為2.5Hz6.(2015浙江10月選考,15,2分)(多選)沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,振幅為5cm,質(zhì)點A、B的平

衡位置離O點的距離分別為1.8m和3.0m。t=0時的波形如圖所示,t=0.6s時質(zhì)點A恰好第二次

到達波峰。下列說法正確的是

()A.波速為3m/sB.頻率為2HzC.質(zhì)點B在0~0.6s內(nèi)路程為25cmD.質(zhì)點B在t=0.6s時沿y軸正方向運動1.(2019北京理綜,13,6分)一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示,比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點a、b、

c,則

()

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軸正方向運動D.若波沿x軸負方向傳播,a比c先回到平衡位置考點二機械波答案

C本題考查了機械波中對波動圖像的理解,需分析質(zhì)點的振動方向,體現(xiàn)了物理學(xué)科

核心素養(yǎng)中的模型建構(gòu)和科學(xué)推理素養(yǎng)。由-ky=ma可知,質(zhì)點a的加速度最大,故A選項錯誤。質(zhì)點b處于平衡位置,速度最大,故B選項錯

誤。波沿x軸正方向傳播時由“同側(cè)法”得b向y軸正方向運動,故C選項正確。同理,波沿x軸

負方向傳播時,質(zhì)點a向下運動,質(zhì)點c向上運動,c先回到平衡位置,故D選項錯誤。方法總結(jié)判斷波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的四種常用方法:①帶動法;②微平移法;③同

側(cè)法;④上下坡法。學(xué)習(xí)過程中熟練掌握其中一種即可。2.(2017天津理綜,5,6分)手持較長軟繩端點O以周期T在豎直方向上做簡諧運動,帶動繩上的其

他質(zhì)點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P,且O、P的平衡位置間距

為L。t=0時,O位于最高點,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=

時,P在平衡位置上方D.t=

時,P的速度方向豎直向上答案

C本題考查機械波。由題意知繩上的質(zhì)點在豎直方向上振動,波水平向右傳播,故該波為橫

波,選項A錯誤;在t=0時刻,P點在如圖所示位置時,波長最大,則有

λ=L,λ=4L,選項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C正確;當(dāng)t=

T時,P處于從最高點向平衡位置運動過程中,故速度方向向下,選項D錯誤。3.[2018課標(biāo)Ⅲ,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=0.20s時的波形分別

如圖中實線和虛線所示。已知該波的周期T>0.20s。下列說法正確的是

()

A.波速為0.40m/sB.波長為0.08mC.x=0.08m的質(zhì)點在t=0.70s時位于波谷D.x=0.08m的質(zhì)點在t=0.12s時位于波谷E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80m/s,則它在該介質(zhì)中的波長為0.32m答案

ACE本題考查機械振動和機械波的綜合應(yīng)用。由圖像可知,該波的波長λ=16cm=0.16m,

選項B錯誤;Δt=nT+

T(n=0,1,2,…),可得T=

>0.20s,即

>0.20s,解得n=0,T=0.40s,波速v=

=

m/s=0.40m/s,選項A正確;Δt1=0.70s=T+

T,即從t=0時刻開始到t=0.70s時刻,x=0.08m的質(zhì)點振動了T+

T,則可知t=0.70s時,該質(zhì)點位于波谷,選項C正確;Δt2=0.12s=

T<

T,則x=0.08m的質(zhì)點在t=0.12s時位于平衡位置和波峰之間的某一位置,選項D錯誤;機械波傳

入另一介質(zhì)中,其周期不變,則波長λ'=v'T=0.32m,選項E正確。4.(2019課標(biāo)Ⅲ,34(1),5分)(多選)水槽中,與水面接觸的兩根相同細桿固定在同一個振動片上。

振動片做簡諧振動時,兩根細桿周期性觸動水面形成兩個波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相

遇,在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點,下列

說法正確的是

()A.不同質(zhì)點的振幅都相同B.不同質(zhì)點振動的頻率都相同C.不同質(zhì)點振動的相位都相同D.不同質(zhì)點振動的周期都與振動片的周期相同E.同一質(zhì)點處,兩列波的相位差不隨時間變化答案

BDE本題考查了機械波的干涉內(nèi)容,突出了理解能力、綜合分析能力的應(yīng)用,體現(xiàn)了

核心素養(yǎng)中模型建構(gòu)、科學(xué)推理和科學(xué)論證要素。兩列波發(fā)生干涉時,會出現(xiàn)振動加強區(qū)和振動減弱區(qū),振動加強區(qū)的質(zhì)點振幅大,振動減弱區(qū)的

質(zhì)點振幅小,故A錯誤。波動過程中質(zhì)點的振動頻率由波源決定,故B項正確。不同質(zhì)點的振

動相位不一定相同,故C錯誤。振動質(zhì)點的周期由波源決定,故D項正確。由題意知,兩列波在

重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成干涉圖樣,則在同一質(zhì)點處,兩列波的相位在不斷變化,但兩列波的相

位差不變,故E項正確。5.[2017課標(biāo)Ⅰ,34(1),5分]如圖(a),在xy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧運動的點波源S1(0,4)和S2(0,

-2)。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1.00m/s。兩列波從波

源傳播到點A(8,-2)的路程差為

m,兩列波引起的點B(4,1)處質(zhì)點的振動相互

(填“加強”或“減弱”),點C(0,0.5)處質(zhì)點的振動相