專題14機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（講義）原卷版

專題14機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波TOC\o"13"\h\u01專題網(wǎng)絡(luò)·思維腦圖 102考情分析·解密高考 203高頻考點(diǎn)·以考定法 2 2高考考向1機(jī)械振動(dòng) 2高考考向2機(jī)械波的傳播規(guī)律及圖像分析 3高考考向3機(jī)械波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng) 4 4 5考向1：彈簧振子模型的綜合運(yùn)用 5考向3：振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像的綜合運(yùn)用 7考向4：波特有現(xiàn)象的綜合分析與計(jì)算 804核心素養(yǎng)·難點(diǎn)突破 805創(chuàng)新好題·輕松練 12新情景1：機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用 12考點(diǎn)內(nèi)容要求學(xué)習(xí)目標(biāo)機(jī)械振動(dòng)II1.掌握簡諧運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的多解問題；2.掌握機(jī)械波的傳播規(guī)律、圖形分析技巧和機(jī)械波的多解問題；3.理解并區(qū)分波所特有的現(xiàn)象并能進(jìn)行簡單的分析和判斷。機(jī)械波的傳播規(guī)律及圖像分析II機(jī)械波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)II高考考向1機(jī)械振動(dòng)1．簡諧運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)規(guī)律（1）運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能守恒。物體通過關(guān)于平衡位置對稱的兩點(diǎn)時(shí)，加速度（回復(fù)力、位移）大小相等，方向相反；速度大小相等，方向不一定相反；動(dòng)能相等，勢能相等。（2）做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為4A，在半個(gè)周期內(nèi)通過的路程為2A，但在四分之一周期內(nèi)通過的路程不一定為A，是否為A與起點(diǎn)位置有關(guān)。（3）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，但所受合力不一定為零。2．共振：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與振動(dòng)物體的固有頻率相等時(shí)，物體做受迫振動(dòng)的振幅最大。3．單擺的幾種拓展模型：等效擺長及等效重力加速度（1）l′——等效擺長：擺動(dòng)圓弧的圓心到擺球重心的距離。如圖甲所示的雙線擺的等效擺長l′＝r＋Lcosα。圖乙中小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）在半徑為R的光滑圓槽中A點(diǎn)的附近振動(dòng)，其等效擺長為l′＝R。（2）g′——等效重力加速度：與單擺所處物理環(huán)境等有關(guān)。①在不同星球表面：g′＝eq\f(GM,R2)，M為星球的質(zhì)量，R為星球的半徑。（忽略星球自轉(zhuǎn)的影響）②單擺處于超重或失重狀態(tài)下的等效重力加速度分別為g′＝g＋a和g′＝g－a，a為超重或失重時(shí)單擺系統(tǒng)整體豎直向上或豎直向下的加速度大小。③單擺在傾角為α的光滑斜面上的等效重力加速度g′＝gsinα。4．簡諧運(yùn)動(dòng)多解問題的成因（1）振動(dòng)方向的不確定性。（2）時(shí)間間隔與周期關(guān)系的不確定性。（3）傳播方向不確定。高考考向2機(jī)械波的傳播規(guī)律及圖像分析1．機(jī)械波在一個(gè)周期的時(shí)間向前傳播一個(gè)波長的距離。2．介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同。介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波遷移，振動(dòng)周期和頻率都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同。3.巧解波的圖像與振動(dòng)圖像綜合問題的基本方法4．波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判方法方法內(nèi)容圖像“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)“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)“微平移”法將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來判斷振動(dòng)方向5.機(jī)械波多解問題的成因及解題思路成因解題思路質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的不確定性質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)兩方向分別分析傳播方向的不確定性波傳播兩方向分別分析時(shí)間間隔Δt與周期T關(guān)系的不確定性Δt＝（a＋n）T，（0<a<1，n＝0，1，2，…）傳播距離Δx與波長λ關(guān)系的不確定性Δx＝（a＋n）λ，（0<a<1，n＝0，1，2，…）高考考向3機(jī)械波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)1．波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長差不多。2．兩列波發(fā)生干涉的條件：（1）頻率相同；（2）相位差恒定；（3）振動(dòng)方向相同。3．多普勒效應(yīng)的規(guī)律：當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率增加；當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率變小。4．偏振是橫波特有的現(xiàn)象。干涉現(xiàn)象中介質(zhì)中某點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)還是減弱的判斷兩波源振動(dòng)步調(diào)到兩相干波源的距離差Δx與波長λ的關(guān)系振動(dòng)情況相同Δx＝nλ（n＝0，1，2，…）加強(qiáng)Δx＝(n+12)減弱相反Δx＝nλ（n＝0，1，2，…）減弱Δx＝(n+12)加強(qiáng)【典例1】（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，置于管口T前的聲源發(fā)出一列單一頻率聲波，分成兩列強(qiáng)度不同的聲波分別沿A、B兩管傳播到出口O。先調(diào)節(jié)A、B兩管等長，O處探測到聲波強(qiáng)度為400個(gè)單位，然后將A管拉長，在O處第一次探測到聲波強(qiáng)度最小，其強(qiáng)度為100個(gè)單位。已知聲波強(qiáng)度與聲波振幅平方成正比，不計(jì)聲波在管道中傳播的能量損失，則（

）A．聲波的波長 B．聲波的波長C．兩聲波的振幅之比為 D．兩聲波的振幅之比為【典例2】（多選）（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）“球鼻艏”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置，當(dāng)輪船以設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時(shí)，球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以大幅度減小水對輪船的阻力。下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是（）A．插入水中的筷子、看起來折斷了 B．陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋C．駛近站臺(tái)的火車，汽笛音調(diào)變高 D．振動(dòng)音叉的周圍，聲音忽高忽低【典例3】（多選）（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，沿水平方向做簡諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，依次通過相距L的A、B兩點(diǎn)。已知質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)的位移大小為振幅的一半，B點(diǎn)位移大小是A點(diǎn)的倍，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，t時(shí)刻第二次經(jīng)過B點(diǎn)，該振動(dòng)的振幅和周期可能是（

）A． B． C． D．【典例4】（多選）（2023·天津·統(tǒng)考高考真題）在均勻介質(zhì)中，位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源從時(shí)刻開始沿y軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，形成沿x軸傳播的簡諧橫波，時(shí)的波形如圖所示，此刻平衡位置在x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)，則下列說法正確的有（）A．該波在次介質(zhì)中波速 B．處質(zhì)點(diǎn)在時(shí)位于波谷C．波源的位移表達(dá)式為D．經(jīng)過半個(gè)周期處的質(zhì)點(diǎn)向左遷移半個(gè)波長考向1：彈簧振子模型的綜合運(yùn)用1．（2024·廣西·統(tǒng)考一模）如圖甲，彈簧振子的平衡位置O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，小球在M、N兩點(diǎn)間做振幅為A的簡諧運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，其圖像如圖乙，小球的速度，加速度為a，質(zhì)量為m，動(dòng)能為，彈簧勁度系數(shù)為k，彈簧振子的彈性勢能為，彈簧對小球做功的功率為P，下列描述該運(yùn)動(dòng)的圖像正確的是（）A．B．C．D．2．（2023·陜西咸陽·校考模擬預(yù)測）如圖所示的彈簧振子，物塊A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧振子振動(dòng)的周期為；讓A在光滑的水平面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，A在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為v0，當(dāng)A的速度最大時(shí)，把另一個(gè)質(zhì)量為m的物塊B輕輕的放在A上，兩者合二為一立即達(dá)到共同速度。下列說法正確的是（）A．物塊B未放置到A上之前，A由最左端運(yùn)動(dòng)到最右端需要的時(shí)間為B．放上B后，整體第一次運(yùn)動(dòng)到彈性勢能最大處，需要的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為C．兩物塊合二為一后，彈簧的最大彈性勢能為D．物塊B放置到A上，在兩者達(dá)到共同速度的短暫過程，A對B的沖量為運(yùn)用3．（多選）（2024·云南曲靖·統(tǒng)考一模）惠更斯發(fā)現(xiàn)“單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期與重力加速度的二次方根成反比”。為了通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論，某同學(xué)創(chuàng)設(shè)了“重力加速度”可以人為調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。如圖1所示，在水平地面上固定一傾角可調(diào)的光滑斜面，把擺線固定于斜面上的點(diǎn)，使擺線平行于斜面。拉開擺球至A點(diǎn)，靜止釋放后，擺球在之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，擺角為。擺球自然懸垂時(shí)，通過力傳感器（圖中未畫出）測得擺線的拉力為，擺球擺動(dòng)過程中，力傳感器測出擺線的拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示，其中、、均已知。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?。下列選項(xiàng)正確的是（）A．多次改變圖1中角的大小，即可獲得不同的等效重力加速度B．單擺次全振動(dòng)的時(shí)間為C．多次改變擺角，只要得出就可以驗(yàn)證該結(jié)論成立D．在圖2的測量過程中，滿足的關(guān)系4．（2024·甘肅·統(tǒng)考一模）圖為兩單擺的振動(dòng)圖像，為擺線偏離豎直方向的角度。兩單擺的擺球質(zhì)量相同，則（）A．?dāng)[長之比 B．?dāng)[長之比C．?dāng)[球的最大動(dòng)能之比 D．?dāng)[球的最大動(dòng)能之比考向3：振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像的綜合運(yùn)用5．（多選）（2024·新疆烏魯木齊·統(tǒng)考一模）“波”字最早用于描述水紋起伏之狀，唐代詩人有“微風(fēng)動(dòng)柳生水波”的描述。圖甲為一列可看成簡諧橫波的水波在時(shí)的波形圖，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。下列說法中正確的是（）A．水波沿x軸負(fù)方向傳播 B．水波的波速為C．時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的位移為 D．質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置坐標(biāo)6．（2024·云南昭通·統(tǒng)考模擬預(yù)測）某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播，如圖9甲所示為該橫波在t=0.4s時(shí)的波形圖，A、B為橫波上的兩質(zhì)點(diǎn)，坐標(biāo)分別為xA=15m、xB=25m，如圖乙所示為質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是（

）A．該橫波的傳播方向沿x軸正方向 B．該橫波的傳播速度大小為31.25m/sC．t=1.0s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到波峰位置 D．再經(jīng)0.2s，質(zhì)點(diǎn)A將沿x軸運(yùn)動(dòng)5m考向4：波特有現(xiàn)象的綜合分析與計(jì)算7．（2024·廣東茂名·統(tǒng)考一模）戰(zhàn)繩訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員抖動(dòng)戰(zhàn)繩一端，使其上下振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可視為簡諧振動(dòng)。如圖所示，足夠長的戰(zhàn)繩兩端，兩位運(yùn)動(dòng)員均以的頻率、相同的起振方向同時(shí)上下抖動(dòng)戰(zhàn)繩，在戰(zhàn)繩上傳播的波速為，下列說法正確的是（）A．戰(zhàn)繩上每個(gè)部分振幅都相同 B．戰(zhàn)繩上每個(gè)部分振動(dòng)頻率都為C．戰(zhàn)繩上相鄰的振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)相距為 D．戰(zhàn)繩上相鄰的振動(dòng)減弱區(qū)相距為8．（多選）（2023·四川成都·石室中學(xué)?？寄M預(yù)測）關(guān)于下列五幅圖像所對應(yīng)的物理規(guī)律，下列說法正確的是（）A．圖1：彈簧振子的加速度大小與位移大小成正比B．圖2：若把單擺從北京移到赤道上，則單擺的振動(dòng)頻率會(huì)增加C．圖3：任意時(shí)刻M、N、P三點(diǎn)的位移都相同D．圖4：如圖甲為汽車消音器，圖乙為其結(jié)構(gòu)簡化圖，聲音從入口進(jìn)入，經(jīng)a、b傳播后從出口排出，消音原理主要是干涉E．圖5：觀察者不動(dòng)，波源S向右運(yùn)動(dòng)，相等的時(shí)間內(nèi)，左邊觀察者接收到波的個(gè)數(shù)比右邊的少1．（多選）（2023上·河北滄州·高三泊頭市第一中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí)）如圖所示，質(zhì)量均為的、兩物體之間有少量黏合劑，能承受的最大拉力為，其中為重力加速度。勁度系數(shù)為的輕彈簧一端連接物體，另一端固定在傾角為的光滑斜面底端?，F(xiàn)用外力作用在上，使、緩慢向下移動(dòng)到某一位置后撤去外力，兩物體被彈到最高點(diǎn)時(shí)恰好分離。已知彈簧彈性勢能的表達(dá)式為，式中表示彈簧的形變量。下列說法正確的是（）A．、兩物體分離時(shí)，彈簧剛好處于原長B．、兩物體分離前，兩物體的最大速度為C．、兩物體由靜止釋放時(shí)，彈簧的彈性勢能D．、兩物體分離時(shí)，的加速度為2．（多選）（2024·安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測）一列周期為沿軸方向傳播的簡諧橫波在某時(shí)刻的部分波形如圖所示，、、為波上三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，已知該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)、坐標(biāo)分別為、，質(zhì)點(diǎn)正沿軸負(fù)方向振動(dòng)，則（）A．該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng) B．該波沿軸負(fù)方向傳播C．質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向總相反 D．該波的波速為6m/s3．（多選）（2023·四川樂山·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，一列波從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2中繼續(xù)傳播，A、B、C為傳播方向上的三個(gè)點(diǎn)，圖乙為時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A右側(cè)介質(zhì)1中的部分波形，此時(shí)該波恰好傳播至介質(zhì)2中的B點(diǎn)，圖丙為該時(shí)刻之后質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖像，已知B、C兩質(zhì)點(diǎn)間的距離為0.75cm，波在介質(zhì)2中的傳播速度為，則下列說法正確的是（）A．該列波質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿y軸負(fù)方向B．從介質(zhì)1進(jìn)入到介質(zhì)2，該列波頻率減小C．在介質(zhì)1中，該列波的傳播速度為D．從質(zhì)點(diǎn)B開始振動(dòng)到質(zhì)點(diǎn)C第一次到達(dá)波谷的時(shí)間間隔為E．質(zhì)點(diǎn)C到達(dá)波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B正經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)4．（多選）（2024·河北邯鄲·統(tǒng)考二模）光滑水平面上放有一根勁度系數(shù)較小的軟彈簧，彈簧上有M、N兩點(diǎn)，初態(tài)彈簧靜止時(shí)M、N的平衡位置相距60cm。現(xiàn)用一周期性外力拍打彈簧的左端，在彈簧上形成一列縱波，觀察到M點(diǎn)向右回到平衡位置時(shí)，N點(diǎn)恰向左運(yùn)動(dòng)到最大位移處，且0.25s后N點(diǎn)向右回到平衡位置。已知波的周期T>0.25s，則該波的波速可能為（）A．4.8m/s B．2.4m/s C．0.96m/s D．0.48m/s5．（多選）（2024·全國·模擬預(yù)測）位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，時(shí)完整的波形如圖甲所示，如圖乙所示為x軸上某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，已知介質(zhì)中a、c兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為，則下列說法正確的是（

）A．圖乙可能為質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)圖像B．該波的傳播速度為時(shí)波源已振動(dòng)了C．再經(jīng)過，x軸上的處的質(zhì)點(diǎn)起振D．從計(jì)時(shí)開始到質(zhì)點(diǎn)c迎來第二個(gè)波峰的時(shí)間內(nèi)波源通過的路程為6．（多選）（2023上·浙江·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）如圖所示是某水域的剖面圖，A、B兩區(qū)域最大水深分別為點(diǎn)O處于兩部分水面分界線上，M和N分別是處在A、B兩區(qū)域水面上的兩點(diǎn)。若t=0時(shí)刻M點(diǎn)從平衡位置向上振動(dòng)，N點(diǎn)從平衡位置向下振動(dòng)，形成以M、N點(diǎn)為波源向左、右傳播的水波（可看作簡諧橫波），兩波源振動(dòng)頻率均為2Hz，其波速跟水深關(guān)系為式中h為兩區(qū)域水的最大深度。當(dāng)t=1s時(shí)，O點(diǎn)開始向上振動(dòng)。已知A、B區(qū)域水波的振幅均為5cm，水深O、M間距離為3m，O、N間距離為6m。下列說法正確的是（）A． B．A、B兩區(qū)域水波的波長之比為4：3C．t=1.5s時(shí)，O點(diǎn)經(jīng)平衡位置向上振動(dòng) D．t=2.5s后，MN之間存在10個(gè)振幅為10cm的點(diǎn)7．（多選）（2024上·湖南張家界·高三統(tǒng)考期末）如圖所示，傾角為、間距為d的光滑導(dǎo)軌的上端連接一自感系數(shù)為的線圈，空間存在垂直于導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)將一根質(zhì)量為的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌上某處由靜止釋放，由于電路中的總電阻極小，此后導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上做簡諧運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒的最大速度等于角速度與振幅的乘積，即，重力加速度大小為，下列說法正確的是（）A．導(dǎo)體棒做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為 B．回路中的最大電流為C．導(dǎo)體棒的最大動(dòng)能為 D．導(dǎo)體棒做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為8．（2023上·江蘇鹽城·高二鹽城中學(xué)?？计谀┤鐖D，在均勻介質(zhì)中存在兩個(gè)點(diǎn)波源S1和S2，都沿y軸方向振動(dòng)。S1位于（3m，0）處，其振動(dòng)方程為；S2位于（3m，0）處，其振動(dòng)方程為。已知波速為40m/s，則（

）A．波源S1的相位比波源S2的相位落后 B．Q（1m，0）處為振動(dòng)減弱處C．坐標(biāo)原點(diǎn)P處質(zhì)點(diǎn)的振幅為0.2m D．t=0時(shí)刻波源S1和S2的加速度方向相同9．（多選）（2024上·河北保定·高三統(tǒng)考期末）如圖所示，豎直輕彈簧兩端連接質(zhì)量均為m的兩個(gè)小物塊A、B，置于水平地面上且處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將質(zhì)量也為m的小物塊C從A的正上方h處由靜止釋放，物塊C與A碰后粘在一起繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)。已知在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)A向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，B剛好要離開地面。重力加速度為g，下列說法正確的是（

）A．此彈簧的勁度系數(shù)為 B．此彈簧的勁度系數(shù)為C．物塊運(yùn)動(dòng)過程中的最高點(diǎn)距離其初始位置為 D．物塊運(yùn)動(dòng)過程中的最低點(diǎn)距離其初始位置為10．（多選）（2023·山東濰坊·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端懸掛一質(zhì)量為M的托盤，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的粘性小球自距盤面高度為h處無初速釋放，與盤發(fā)生碰撞后未反彈，碰撞時(shí)間極短。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，運(yùn)動(dòng)過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。下列說法中正確的是（）A．小球與盤運(yùn)動(dòng)的最大速度為B．小球與盤碰后向下運(yùn)動(dòng)距離時(shí)，盤的速度達(dá)到最大C．小球與盤向上運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的彈性勢能一直減小D．當(dāng)小球與盤的加速度向上且大小為時(shí)，其速度大小為新情景1：機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用一、單選題1．（2024·山西晉城·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，通過戰(zhàn)斗繩進(jìn)行高效全身訓(xùn)練是健身房的最新健身潮流之一、健身愛好者訓(xùn)練時(shí)，手持繩的一端上下甩動(dòng)形成的繩波可簡化為簡諧橫波，手的平衡位置在x=0處，手從平衡位置開始甩動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，t=0.5s時(shí)繩的波形圖如圖乙所示，此時(shí)繩波剛好傳播到x=6m處，下列說法正確的是（）A．繩波傳播的速度大小為12m/sB．繩波第一次從x=0處傳到x=6m處的過程中，x=3m處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為1.2mC．手從平衡位置開始甩動(dòng)時(shí)起振方向沿y軸正方向D．t=0.5s時(shí)，x=3m處的質(zhì)點(diǎn)的加速度最大2．（2024·全國·模擬預(yù)測）小孩在果園里，搖動(dòng)細(xì)高的果樹的樹干，想把果子搖下來，下列說法正確的是（）A．小孩用相同的頻率搖不同的樹干，樹干的振動(dòng)頻率一定不同B．小孩用相同的頻率搖不同的樹干，樹干的振動(dòng)頻率一定相同C．對同一棵樹，小孩搖動(dòng)的頻率增大，樹干振動(dòng)的幅度一定增大D．對同一棵樹，小孩搖動(dòng)的頻率減小，樹干振動(dòng)的幅度一定增大3．（2024·廣東佛山·統(tǒng)考一模）主動(dòng)降噪耳機(jī)能根據(jù)環(huán)境中的噪聲（縱波）產(chǎn)生相應(yīng)的降噪聲波，降噪聲波與環(huán)境噪聲同時(shí)傳入人耳，兩波相互疊加，達(dá)到降噪的目的。下列說法正確的是（）A．降噪聲波與環(huán)境噪聲的波長相同 B．耳膜振動(dòng)方向與環(huán)境噪聲傳播方向垂直C．降噪聲波和環(huán)境噪聲發(fā)生干涉，耳膜振動(dòng)加強(qiáng)D．環(huán)境噪聲頻率越高，從耳機(jī)傳播到耳膜的速度越快4．（2023·江蘇·校聯(lián)考模擬預(yù)測）一單擺在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng)。擺球從左側(cè)最高點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)，擺線被懸點(diǎn)O（未畫出）正下方的釘子P擋住，之后球運(yùn)動(dòng)到右側(cè)最高點(diǎn)B，該過程中的頻閃照片如圖所示，已知閃光的時(shí)間間隔相等，PC=l。則O、P兩點(diǎn)間的距離為（）A． B． C． D．二、多選題5．（2024·四川南充·統(tǒng)考一模）杜甫在《曲江》中寫到：穿花蛺蝶深深見，點(diǎn)水蜻蜓款款飛。平靜水面上的S處，“蜻蜓點(diǎn)水”時(shí)形成一列水波向四周傳播（可視為簡諧波），A、B、C三點(diǎn)與S在同一條直線上。圖示時(shí)刻，A在波谷與水平面的高度差為H，B、C在不同的波峰上。己知波速為v，A、B在水平方向的距離為a，則下列說法正確的是（）A．水波通過尺寸為1.5a的障礙物能發(fā)生明顯衍射B．點(diǎn)振動(dòng)頻率為C．到達(dá)第一個(gè)波峰的時(shí)刻，C比A滯后D．從圖示時(shí)刻起，經(jīng)過時(shí)間，B、C之間的距離增大E．從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，點(diǎn)的振動(dòng)方程是6．（2024·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖甲所示，“球鼻艏”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置，當(dāng)輪船以設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時(shí)，球鼻艏和船首均可推起水波。一水波可視為簡諧橫波，在t=1s時(shí)的波形如圖乙所示，傳播速度為4m/s，則（）A．該水波的周期為4sB．該水波的周期為8sC．坐標(biāo)原點(diǎn)O處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程可能是D．坐標(biāo)原點(diǎn)O處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程可能是7．（2024·四川內(nèi)江·統(tǒng)考一模）花樣游泳被譽(yù)為水中芭蕾，某運(yùn)動(dòng)員在花樣游泳比賽中，有一場景：用手拍皮球，水波向四周散開，這個(gè)場景可以簡化為如圖所示的模型