易錯點08 振動和波.（3大陷阱）-備戰(zhàn)2024年高考物理考試易錯題（學生版）

易錯點08振動和波目錄01易錯陷阱（3大陷阱）02舉一反三【易錯點提醒一】不理解振動圖像和物理之間的關系【易錯點提醒二】不理解單擺模型和單擺的周期公式【易錯點提醒三】誤認為波的傳播過程中質點隨波遷移和不理解波的圖像【易錯點提醒四】分析振動圖像與波的圖像綜合問題出現(xiàn)錯誤【易錯點提醒五】不會分析波的干涉現(xiàn)象，不理解中加強與減弱的含意03易錯題通關易錯點一：理解簡諧運動圖像和單擺周期問題時出現(xiàn)錯誤1.由簡諧運動圖像可獲取的信息（1）判定振動的振幅A和周期T。(如圖所示)（2）判定振動物體在某一時刻的位移。（3）判定某時刻質點的振動方向：①下一時刻位移若增加，質點的振動方向是遠離平衡位置；②下一時刻位移如果減小，質點的振動方向指向平衡位置。（4）判定某時刻質點的加速度(回復力)的大小和方向。eq\x(\a\al(從圖像讀,取x大小,及方向))eq\o(→,\s\up7(F＝－kx))eq\x(\a\al(F的大小,及方向))eq\o(→,\s\up7(F＝ma))eq\x(\a\al(a的大小,及方向))（5）比較不同時刻質點的勢能和動能的大小。質點的位移越大，它所具有的勢能越大，動能則越小。2.單擺模型（1）單擺是一個理想有物理模型；單擺的周期公式為T=2π由公式可知：單擺的周期與擺球的質量和振幅無關；（2）等效擺長：擺長是指擺動的質點到軌跡圓心的距離（3）等效重力加速度：單擺公式中的g不僅與單擺所在的空間位置有關，還與單擺所處的物理環(huán)境和單擺系統(tǒng)的運動狀態(tài)有關，因此對于不是教材上的理想情況，必須確定等效重力加速度，其步驟是：找等效平衡位置，求擺球在等效平衡位置處于靜止狀態(tài)時懸線拉力得等效重力加速度易錯點二：理解波的傳播圖像問題時出現(xiàn)錯誤1．機械波的傳播特點(1)波傳到任意一點，該點的起振方向都和波源的起振方向相同。(2)介質中每個質點都做受迫振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期相同。(3)波從一種介質進入另一種介質，由于介質不同，波長和波速可以改變，但頻率和周期都不會改變。(4)波源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個波長的距離。2．波的圖像的特點(1)時間間隔Δt＝nT(波傳播nλ，n＝0,1,2,3，…)時，波形不變。(2)在波的傳播方向上：①當兩質點平衡位置間的距離Δx＝nλ(n＝1,2,3，…)時，它們的振動步調總相同，在波形圖上的對應位移一定相同；②當兩質點平衡位置間的距離Δx＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)時，它們的振動步調總相反，在波形圖上的對應位移一定等值反向。(3)波源質點的起振方向決定了它后面的質點的起振方向，各質點的起振方向與波源的起振方向相同。3．根據(jù)波的圖像、波的傳播方向判定質點的振動方向的方法內容圖像“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質點向下振動，“下坡”時質點向上振動“同側”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側“微平移”法將波形沿傳播方向進行微小的平移，再由對應同一x坐標的兩波形曲線上的點來判斷振動方向注意：波的圖像、波的傳播方向與質點振動方向三者之間可以互相判定。4．求解波的圖像與振動圖像綜合問題的三關鍵：“一分、一看、二找”易錯點三：理解波的干涉現(xiàn)象波的干涉現(xiàn)象中振動加強點、減弱點的兩種判斷方法1.公式法某質點的振動是加強還是減弱，取決于該點到兩相干波源的距離之差Δr。①當兩波源振動步調一致時若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動加強；若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，則振動減弱。②當兩波源振動步調相反時若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，則振動加強；若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動減弱。.【易錯點提醒一】不理解振動圖像的意義和物理量之間的關系【例1】．如圖甲所示為以O點為平衡位置，在A、B兩點間運動的彈簧振子，圖乙為這個彈簧振子的振動圖像，由圖可知下列說法中正確的是（）A．在t=0.2s時，彈簧振子的加速度為正向最大B．在t=0.1s與t=0.3s兩個時刻，彈簧振子的速度相同C．從t=0到t=0.2s時間內，彈簧振子做加速度增大的減速運動D．在t=0.6s時，彈簧振子有最小的位移【變式1-1】（2023浙江1月卷）主動降噪耳機能收集周圍環(huán)境中的噪聲信號，并產生相應的抵消聲波．，某一噪聲信號傳到耳膜的振動圖像如圖所示，取得最好降噪效果的抵消聲波（聲音在空氣中的傳播速度為）（）A．振幅為2AB．頻率為C．波長應為的奇數(shù)倍D．在耳膜中產生的振動與圖中所示的振動同相【變式1-2】如圖1所示，水平地面上固定一輕質彈簧，彈簧豎直放置，其上端連接一輕質薄板。時刻，一可視為質點的物塊從彈簧正上方某處由靜止下落，落至薄板上后和薄板始終粘連，其位置隨時間變化的圖像（圖像）如圖2所示，其中時物塊剛接觸薄板。彈簧形變始終在彈性限度內，空氣阻力不計，以豎直向下為正方向，則（

）A．，物塊的加速度逐漸增大 B．后物塊做簡諧運動C．，物塊的加速度先減小后增大 D．，物塊的加速度先增大后減【變式1-3】（2022·浙江6月卷·T11）如圖所示，一根固定在墻上的水平光滑桿，兩端分別固定著相同的輕彈簧，兩彈簧自由端相距。套在桿上的小球從中點以初速度向右運動，小球將做周期為的往復運動，則（）A.小球做簡諧運動B.小球動能變化周期為C.兩根彈簧的總彈性勢能的變化周期為D.小球的初速度為時，其運動周期為【易錯點提醒二】不理解單擺模型和單擺的周期公式【例2】惠更斯利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器，叫擺鐘，如圖甲所示，擺鐘運行時克服摩擦所需的能量由重錘的勢能提供，運動的速率由鐘擺控制，旋轉鐘擺下端的螺母可以使擺上的圓盤沿擺桿上下移動，簡化圖如圖乙所示．下列說法正確的是（）

A．擺鐘慢了，應使圓盤沿擺桿下移B．擺鐘快了，應使圓盤沿擺桿下移C．把擺鐘從北京移到上海，應使圓盤沿擺桿上移D．把擺鐘從山頂移到山腳，應使圓盤沿擺桿上移【變式1-1】做簡諧振動的單擺擺長不變，若擺球質量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時速度減小為原來的1/2，則單擺振動的（）A．頻率、振幅都不變 B．頻率、振幅都改變C．頻率不變、振幅改變 D．頻率改變、振幅不變【變式1-2】如圖所示，三根長度均為L的輕細繩α、b、c組合系住一質量分布均勻且?guī)д姷男∏騧，球的直徑為，繩b、c與天花板的夾角，空間中存在平行于紙面豎直向下的勻強電場，電場強度，重力加速度為g，現(xiàn)將小球拉開小角度后由靜止釋放，則（）A．若小球在紙面內做小角度的左右擺動，則周期為B．若小球做垂直于紙面的小角度擺動，則周期為C．擺球經(jīng)過平衡位置時合力為零D．無論小球如何擺動，電場力都不做功【易錯點提醒三】誤認為波的傳播過程中質點隨波遷移和不理解波的圖像【例3】.某波源在時刻發(fā)出一列簡諧橫波，時波傳播到距波源處，此時的波形圖及質點P、Q的位置如圖所示，則下列判斷正確的是（）

A．時，波源向軸正方向運動B．時，質點的速度正在減小C．時，質點的加速度正在增大D．經(jīng)過時間，質點沿波的傳播方向移動的距離為【變式1-1】8.（2023湖南卷）如圖（a），在均勻介質中有和四點，其中三點位于同一直線上，垂直．時，位于處的三個完全相同的橫波波源同時開始振動，振動圖像均如圖（b）所示，振動方向與平面垂直，已知波長為．下列說法正確的是（）A.這三列波的波速均為B.時，處的質點開始振動C.時，處的質點向軸負方向運動D.時，處的質點與平衡位置的距離是【變式1-2】一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波長為，振幅為。介質中有a和b兩個質點，其平衡位置分別位于和處。某時刻b質點的位移為，且向y軸正方向運動。從該時刻開始計時，a質點的振動圖像為（）A. B.C. D..【變式1-3】一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t時刻的波形圖如圖所示。已知該波的周期時為T，a、b、c、d是波的傳播方向上的四個質點，則在時刻（）

A．質點a正在向y軸正方向運動B．質點b的速度正在增大C．質點c的速度最大D．質點c遷移到了質點d的位置【易錯點提醒四】分析振動圖像與波的圖像綜合問題出現(xiàn)錯誤【例4】.（2023全國乙卷）一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖（a）是時刻的波形圖；P是介質中位于處的質點，其振動圖像如圖（b）所示。下列說法正確的是（）A.波速為B.波向左傳播C.波的振幅是D.處的質點在時位于平衡位置E.質點P在0~7s時間內運動的路程為【變式1-1】（2023海南卷）下面上下兩圖分別是一列機械波在傳播方向上相距6m的兩個質點P、Q的振動圖像，下列說法正確的是（）A.該波的周期是5s B.該波的波速是3m/sC.4s時P質點向上振動 D.4s時Q質點向上振動【變式1-2】.如圖（a）所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實線和虛線分別為時刻和時刻的波形圖，其中，P、Q分別是平衡位置為和的兩質點。圖（b）為質點Q的振動圖像，下列說法正確的是（）A．可能等于B．時刻質點Q的加速度達到最大C．簡諧橫波沿x軸傳播的速度大小為D．到時間內，質點P隨波向右移動了E．到時間內，P運動的路程可能大于Q運動的路程【變式1-3】．戰(zhàn)繩運動是健身房設計用來減脂的一項爆發(fā)性運動，人們在做戰(zhàn)繩運動時，用手抓緊繩子，做出用繩子的動作，使得繩子呈波浪狀向前推進，形成橫波（可視為簡諧橫波）。時波形圖如圖1所示，圖2是繩上某質點的振動圖像，下列說法中正確的是（）A．該波的波速為 B．波源開始振動的方向向下C．該質點與波源的距離為 D．時間內該質點通過的路程為【易錯點提醒五】不會分析波的干涉現(xiàn)象，不理解其中的加強與減弱的含意【例5】（2023浙江6月卷）如圖所示，置于管口T前的聲源發(fā)出一列單一頻率聲波，分成兩列強度不同的聲波分別沿A、B兩管傳播到出口O。先調節(jié)A、B兩管等長，O處探測到聲波強度為400個單位，然后將A管拉長，在O處第一次探測到聲波強度最小，其強度為100個單位。已知聲波強度與聲波振幅平方成正比，不計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【變式1-1】如圖甲所示，、和是同一水平面內的三個點，沿豎直方向振動的橫波Ⅰ在介質中沿方向傳播，與相距40cm，點的振動圖像如圖乙所示；沿豎直方向振動的橫波Ⅱ在同一介質中沿方向傳播，與相距50cm，點的振動圖像如圖丙所示。在時刻，兩列波同時分別經(jīng)過、兩點，兩列波的波速都為20cm/s，兩列波在點相遇，則以下說法不正確的是（）A．兩列波的波長均為20cmB．點是振幅是為10cmC．4.5s時點在平衡位置且向下振動D．波遇到20cm的障礙物將發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【變式1-2】如圖所示，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播，兩波源分別位于x=-2m和x=12m處，兩列波的傳播周期均為1s，兩波源的振幅均為A=4cm。圖示為t=0時刻兩列波的圖像，此時刻平衡位置處于x=2m和x=8m的兩質點P、Q剛開始振動，質點M的平衡位置處于x=5m處。下列說法正確的是（）

A．t=0.75s時刻，兩列波剛好在M點相遇B．t=0.75s時刻，質點P運動的路程12cmC．質點P、Q的起振方向相反D．t=1s時刻，質點Q加速度最大E．t=1s時刻，質點M的位移為-8cm1．（2023年天津卷高考真題）一列機械波的波源是坐標軸原點，從時波源開始振動，時波形如圖，則下列說法正確的有（）

A．在這種介質中波速B．處質點在時位于波谷C．波源振動方程D．處質點半個周期內向左位移半個波長2.（2022·山東卷·T9）一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標原點O的質點振動圖像如右圖所示。當時，簡諧波的波動圖像可能正確的是（）A.B.C.D.3.（2022·浙江6月卷·T16）位于的波源P從時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿x軸正負方向傳播，在時波源停止振動，時的部分波形如圖所示，其中質點a的平衡位置，質點b的平衡位置。下列說法正確的是（）A.沿x軸正負方向傳播的波發(fā)生干涉B.時，波源的位移為正C.時，質點a沿y軸負方向振動D.在0到2s內，質點b運動總路程是2.55m4．（2023·江蘇·模擬預測）勁度系數(shù)相同的兩根彈簧分別與甲、乙兩個小鋼球組成彈簧振子，讓兩彈簧振子各自在水平面內做簡諧運動，某時刻開始計時，兩者的振動圖像如圖所示。已知彈簧振子的振動周期，其中m為振子質量、k為彈簧勁度系數(shù)，下列說法正確的是（

）A．甲球質量小于乙球質量B．甲球的加速度始終大于乙球的加速度C．時，甲彈簧對小球的作用力大于乙彈簧對小球的作用力D．若用兩根相同的無彈性細長繩分別系住兩個小球制成單擺，甲球做成的單擺周期大于乙球做成的單擺5．（2023·河北·校聯(lián)考模擬預測）游客在海邊欲乘坐游船，當日風浪很大，游船上下浮動，游船浮動可簡化為豎直方向的簡諧運動，振幅為，周期為，當船上升到最高點時，甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過時，游客能舒服地登船。假設風浪較小時，游船振幅為，游船上升到最高點時依然剛好與碼頭地面平齊，舒服登船的高度不變，振動周期不變，則在一個周期內，風浪較小時舒服地登船時間比風浪大時增加（

）A． B． C． D．6．（2023·廣東廣州·廣東實驗中學?？寄M預測）如圖（a）所示，輕質彈簧上端固定，下端連接質量為m的小球，構成豎直方向的彈簧振子。取小球平衡位置為x軸原點，豎直向下為x軸正方向，設法讓小球在豎直方向振動起來后，小球在一個周期內的振動曲線如圖（b）所示，若時刻彈簧彈力為0，重力加速度為g，則有（）A．0時刻彈簧彈力大小為B．彈簧勁度系數(shù)為C．時間段，回復力沖量為0D．時間段，小球動能與重力勢能之和減小7．（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）下端附著重物的粗細均勻木棒，豎直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿豎直方向做頻率為的簡諧運動：與此同時，木棒在水平方向上隨河水做勻速直線運動，如圖（a）所示。以木棒所受浮力F為縱軸，木棒水平位移x為橫軸建立直角坐標系，浮力F隨水平位移x的變化如圖（b）所示。已知河水密度為，木棒橫截面積為S，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A．x從到的過程中，木棒的動能先增大后減小B．x從到的過程中，木棒加速度方向豎直向下，大小逐漸變小C．和時，木棒的速度大小相等，方向相反D．木棒在豎直方向做簡諧運動的振幅為E．木棒的運動為向x軸正方向傳播的機械橫波，波速為8.（2023·廣東惠州三模）一列簡諧橫波在某時刻的波形圖如圖所示，已知圖中質點b的起振時刻比質點a延遲了0.5s，b和c之間的距離是5m，下列說法正確的是（）A.此列波的波長為2.5mB.此列波波速為5m/sC.此列波的頻率為2HzD.此時質點N正沿x軸正方向運動9.（2023·廣東惠州一模）（多選）圖甲為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0s時刻的波形圖，圖乙為參與波動的某一質點的振動圖像，下列說法正確的是（）A.該簡諧橫波的波長為4mB.圖乙可能是圖甲中質點M的振動圖像C.從此刻起，質點Q比P先回到平衡位置D.t=0~1s，質點P運動路程為0.8cm10.（2023·福建福州2月檢測）（多選）某介質中兩持續(xù)振動的振源P、Q分別位于x軸上x1＝-3cm和x2＝9cm處，t＝0時刻兩振源同時開始振動，t＝3s時刻在x軸上第一次形成如圖所示的波形。則下列說法正確的是（）A.振源Q的這列波波長為3cmB.振源P起振方向沿y軸正方向C.振源為Q的振動方程為y＝-2sin（πt）cmD.兩列波在x＝3cm處相遇后，該質點的振動始終加強11.（2023·廣東茂名一模）主動降噪功能的耳機可以拾取噪聲信號，經(jīng)智能降噪處理器對不同的噪聲精準運算，通過Hi-Fi揚聲器播放與噪聲頻率相同、相位相反、振幅相同的降噪聲波，從而起到抵消噪聲的作用。如圖為噪聲在某時刻的簡諧波圖像，則（）A.降噪聲波的振幅為10cmB.降噪聲波和噪聲疊加后，波的振幅變?yōu)?0cmC.質點P此時刻一定正從平衡位置向上振動D.質點P再經(jīng)過一個周期水平移動一個波長12.（2023·福建廈門二模）（多選）如圖甲所示，在同種均勻介質中有兩個質點P和Q，其振動圖像分別如圖乙中實線、虛線所示，它們形成的波沿兩者之間的連線相向傳播，則（）A.P、Q形成的兩列波的波速之比為B.P、Q形成的兩列波的波長之比為C.時，P和Q振動的加速度方向相反D.兩列簡諧波相遇時會發(fā)生干涉現(xiàn)象13.（2023·廣東湛江二模）如圖所示，小鴨A（視為質點）在平靜的河道內靠近岸邊戲水，在水面上引起一列穩(wěn)定的水波，B為岸邊的一點，已知P點為小鴨A和B點連線的中