机械振动与机械波-高考物理典型例题课件.pptx

1、专题十六 机械振动与机械波考点一机械振动A组 统一命题课标卷题组1.2019课标,34(1),5分如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O点处,在O点正下方l的O处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2)后由静止释放,并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是。34答案答案A本题考查单摆问题中对单摆模型的理解及对周期公式的认识,体现出模型建构的素养。由单摆的周期公式T=2可知,单摆的摆长越大,周期越大,题中单摆在一个全振

2、动中,当x0时摆长为l,T1=2;当x0时,摆长为,T2=,则T1=2T2,由机械能守恒定律可知,小球将运动到与初始位置等高的地方,由几何关系可知,当x0与x0.20s。下列说法正确的是。A.波速为0.40m/sB.波长为0.08mC.x=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷D.x=0.08m的质点在t=0.12s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为0.32m答案答案ACE本题考查机械振动和机械波的综合应用。由图像可知,该波的波长=16cm=0.16m,选项B错误;t=nT+T(n=0,1,2,),可得T=0.20s,即0.20s,解得n=0

3、,T=0.40s,波速v=m/s=0.40m/s,选项A正确;t1=0.70s=T+T,即从t=0时刻开始到t=0.70s时刻,x=0.08m的质点振动了T+T,则可知t=0.70s时,该质点位于波谷,选项C正确;t2=0.12s=T0.5s,则由题图知波在0.5s内沿x轴正方向传播的距离为,传播时间t=T=0.5s,T=s,频率f=1.5Hz,选项C正确;波速v=6m/s,选项B正确;1s=T,t=1s时,x=1m处的质点处于波谷,选项D错误;2s=3T,t=2s时,x=2m处的质点经过平衡位置,选项E正确。关联知识关联知识(1)波长、波速、周期间的关系。(2)由波形图和波的传播方向确定一段

4、时间内波的传播距离与波长的关系,进而求出波的周期。3434231TT327.2016课标,34(1),5分(多选)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是。A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6HzC.该水面波的波长为3mD.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移答案答案ACE水面波是一种机械波,传播过程中各质点只在平衡位置上下往复运动,不随波的传播而迁移,因此水面波不会

5、将该同学推向岸边,故D错,A、E均正确。由题意可知该波的周期T=s=s,频率f=0.6Hz,波长=vT=1.8m=3m,故B错、C正确。易错点拨第1个波峰到第10个波峰之间经历了9个周期的时间,而不是10个周期。159531T538.2016课标,34(1),5分(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20Hz,波速为16m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧,且P、Q和S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8m、14.6m。P、Q开始振动后,下列判断正确的是。A.P、Q两质点运动的方向始终相同B.P、Q两质点运动

6、的方向始终相反C.当S恰好通过平衡位置时,P、Q两点也正好通过平衡位置D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰答案答案BDE由波速公式:v=f得=0.8m,LSP=19,LSQ=18,由波动的周期性,采用“去整留零”的方法,可在波形图上标出S、P、Q三点的位置,如图所示,由图可知,P、Q两点的运动方向始终相反,A项错误,B项正确;S在平衡位置时,P、Q一个在波峰,一个在波谷,C项错误;当S恰通过平衡位置向上运动时,P在波峰,Q在波谷,反之则相反,故D、E项正确。vf15.80.83414.60.8149.2018课标,34(1),5分声波在空气中

7、的传播速度为340m/s,在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为m。若该声波在空气中的波长为,则它在钢铁中的波长为的倍。答案答案36524517解析解析本题考查声波的传播。设桥长为x,则有-=1.00s,解得:x=365m。波在不同介质中传播时,频率不变,由=,有钢=。关联知识关联知识机械波的传播特点机械波在不同介质中传播时,其频率只决定于波源的振动频率,与介质无关;传播速度与介质有关。340m/sx4900m/sxvfvv钢气2451710.2018课标,34(2),10分一列简

8、谐横波在t=s时的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图像。求()波速及波的传播方向;()质点Q的平衡位置的x坐标。13解析解析本题考查机械振动、机械波。()由图(a)可以看出,该波的波长为=36cm由图(b)可以看出,周期为T=2s波速为v=18cm/s由图(b)知,当t=s时,质点Q向上运动,结合图(a)可得,波沿x轴负方向传播。()设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xP、xQ。由图(a)知,x=0处y=-=Asin(-30),因此xP=3cm由图(b)知,在t=0时质点Q处于平衡位置,经t=s,其振动状态向x轴负方向传播至P点处,由此及式有xQ-xP=v

9、t=6cmT132A3036013答案答案()18cm/s沿x轴负方向传播()xQ=9cm由式得,质点Q的平衡位置的x坐标为xQ=9cm11.2015课标,34(2),10分,0.253甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v=25cm/s。两列波在t=0时的波形曲线如图所示。求()t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标;()从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间。解析解析()t=0时,在x=50cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为16cm。两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm。从图

10、线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为1=50cm,2=60cm甲、乙两列波波峰的x坐标分别为x1=50+k11,k1=0,1,2,x2=50+k22,k2=0,1,2,由式得,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为x=(50+300n)cm,n=0,1,2,()只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16cm。t=0时,两波波谷间的x坐标之差为x=50+(2m2+1)-50+(2m1+1)式中,m1和m2均为整数。将式代入式得x=10(6m2-5m1)+5由于m1、m2均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为2212答案答案()x=(50+300n)cm,n=0,1,2,()0.1s

11、x0=5cm从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间为t=代入数据得t=0.1s评分细则评分细则第()问6分,式2分,式各1分,式2分;第()问4分,式各1分。解后反思该题难度较大,解答过程中要注意数学知识在物理学中的应用,尤其是对于通式的表达。同时该题要求学生具有较强的计算能力。02xv12.2016课标,34(2),10分一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。t=0时开始观测,此时质点O的位移为y=4cm,质点A处于波峰位置;t=s时,质点O第一次回到平衡位置,t=1s时,质点A第一

12、次回到平衡位置。求()简谐波的周期、波速和波长;()质点O的位移随时间变化的关系式。13解析解析()设振动周期为T。由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是个周期,由此可知T=4s由于质点O与A的距离5cm小于半个波长,且波沿x轴正向传播,O在t=s时回到平衡位置,而A在t=1s时回到平衡位置,时间相差s。两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度v=7.5cm/s利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长=30cm()设质点O的位移随时间变化的关系为y=Acos将式及题给条件代入上式得14132302 tT004cmcos0cos6AA答案答案见解析解得0=,A=8

13、cm质点O的位移随时间变化的关系式为y=0.08cos(国际单位制)或y=0.08sin(国际单位制)解题方法解题方法机械波中的各质点都在做简谐运动,简谐运动位移与时间的关系式为y=Asin(t+)或者是y=Acos(t+),式中=,把数学中的三角函数知识与物理中的简谐运动结合起来,就能够顺利得出结果。323t526t2T1.2019江苏单科,13B(1)(多选)一单摆做简谐运动,在偏角增大的过程中,摆球的。A.位移增大B.速度增大C.回复力增大D.机械能增大考点一机械振动B组 自主命题省（区、市）卷题组答案答案AC本题考查了机械振动的基本规律,体现了科学推理的核心素养。做简谐运动的单摆在偏角

14、增大过程中距平衡位置的位移x增大,选项A正确。速度减小,选项B错误。回复力F=-kx,随x增大,回复力增大,选项C正确。单摆在摆动过程中悬线拉力不做功,故摆球机械能守恒,选项D错误。2.(2018天津理综,8,6分)(多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1m,t=1s时位移为0.1m,则()A.若振幅为0.1m,振子的周期可能为sB.若振幅为0.1m,振子的周期可能为sC.若振幅为0.2m,振子的周期可能为4sD.若振幅为0.2m,振子的周期可能为6s2345答案答案AD本题考查简谐运动的多解问题。简谐运动的位移方程为x=Asin,当振幅A=0.1m时,

15、由t=0时x=-0.1m得=-;由t=1s时x=0.1m有sin=1,则-=2k+(k=0,1,2,),k=0时,T=2s;k=1时,T=s;k=2时,T=s。由以上分析可见,A项正确,B项错误。当振幅A=0.2m时,由t=0时x=-0.1m得=-或=-;若=-,由t=1s时x=0.1m有sin=,则当-=时,T=6s;当-=时,T=2s。同理,若=-,则周期T最大值为2s。由以上分析可见C项错误,D项正确。疑难突破疑难突破解多解问题的方法对于多解问题,一般先分析各种可能的情况,写出通式,然后再由通式得到各种可能的解。2tT222T2T222325656626T122T662T656563.2

16、015天津理综,9(2)某同学利用单摆测量重力加速度。为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是。A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大如图所示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m的单摆。实验时,由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期T2;最后用钢板刻度尺量出竖直

17、立柱上两标记点之间的距离L。用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g=。解析解析应选用密度较大且直径较小的摆球,A错。在摆动中要尽力保证摆长不变,故应选用不易伸长的细线,B对。摆动中要避免单摆成为圆锥摆,摆球要在同一竖直面内摆动,C对。摆动中摆角要控制在5以内,所以D错。设两次摆动时单摆的摆长分别为L1和L2,则T1=2,T2=2,则L=(-),因此,g=。1Lg2Lg24g21T22T222124LTT答案答案BC222124LTT4.(2019北京理综,13,6分)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则()A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x

18、轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动D.若波沿x轴负方向传播,a比c先回到平衡位置考点二机械波答案答案C本题考查了机械波中对波的图像的理解,需分析质点的振动方向,体现了物理学科核心素养中的模型建构和科学推理素养。由-ky=ma可知,质点a的加速度最大,故A选项错误。质点b处于平衡位置,速度最大,故B选项错误。波沿x轴正方向传播时由“同侧法”得b向y轴正方向运动,故C选项正确。同理,波沿x轴负方向传播时,质点a向下运动,质点c向上运动,c先回到平衡位置,故D选项错误。方法总结方法总结判断波的传播方向和质点振动方向的四种常用方法:带动法;微平移法;同侧法;上下坡法。学习过程中熟练掌握其中一种即可。

19、5.(2019天津理综,7,6分)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=1m和x2=7m处质点的振动图像分别如图1、图2所示,则此列波的传播速率可能是()A.7m/sB.2m/sC.1.2m/sD.1m/s答案答案BC本题考查了机械振动和机械波、质点的振动图像,以及考生的综合分析和推理能力,是核心素养中运动和相互作用观念的具体体现。若波沿x轴正向传播,则+n=6m,故=m(n=0,1,2),由振动图像可知波的周期T=4s,故波速v=m/s(n=0,1,2),当n=1时,v=1.2m/s,当n=0时,v=6m/s。若波沿x轴负向传播,则+n=6m,故=m(n=0,1,2),则波速v=m

20、/s(n=0,1,2),当n=0时,v=2m/s,当n=1时,v=m/s,故选项B、C正确。疑难突破疑难突破由于波的传播方向未知,故出现多解。本题难点是将相距6m的两个质点放在一个波的图像中,确定出波长,再结合v=/T进行计算。142441n641n342443n643n676.(2018北京理综,16,6分)如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是()A.0.60mB.0.30mC.0.20mD.0.15m答案答案B本题考查机械波的相关知识。由题意知,P位于波峰时,Q位于波谷,故两点平衡位

21、置间距0.15m=+n(n=0,1,2,),所以波长=m(n=0,1,2,),当n=0时,=0.30m,故选项B正确。规律总结规律总结机械波传播方向上两质点平衡位置间距与波长的关系平衡位置间距x=20.3012n(0,1,2,)(21)(0,1,2,)2n nnn 同相点反相点7.(2017天津理综,5,6分)手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L。t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是()A.该简谐波是纵波B.该简谐波的最大波长为2LC.t=时

22、,P在平衡位置上方D.t=时,P的速度方向竖直向上8T38T答案答案C本题考查机械波。由题意知绳上的质点在竖直方向上振动,波水平向右传播,故该波为横波,选项A错误;在t=0时刻,P点在如图所示位置时,波长最大,则有=L,=4L,选项B错误;t=0时,P在平衡位置且向上振动,当t=时,P在平衡位置上方,选项C正确;当t=T时,P处于从最高点向平衡位置运动过程中,故速度方向向下,选项D错误。思路分析思路分析t=0时,O位于最高点波峰,P位移为零,速度向上平衡位置,作出波的图像,确定P点的可能位置,判断P点在不同时刻的运动方向和最大波长。148T388.(2016天津理综,7,6分)(多选)在均匀介

23、质中坐标原点O处有一波源做简谐运动,其表达式为y=5sin(t),它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻波刚好传播到x=12m处,波形图像如图所示,则()A.此后再经6s该波传播到x=24m处B.M点在此后第3s末的振动方向沿y轴正方向C.波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D.此后M点第一次到达y=-3m处所需时间是2s2答案答案AB由波源振动表达式可知=s-1,而=,所以T=4s,由波形图知=8m,波速v=2m/s,x=vt=12m,故A项正确;经过t=3s,波向前传播的距离为x,x=vt=6m,画出这一时刻的波形图如图中虚线所示,由图可知,M点振动方向沿y轴正方向,B项正确;在

24、波的传播过程中,各质点的起振方向都与波源的起振方向相同,可得波源起振方向沿y轴正方向,C项错误;此时M点在y=3m处且沿y轴负方向振动,第一次到达y=-3m处所用时间小于,故D项错误。规律总结规律总结根据波的传播方向判断质点振动方向的方法:顺着波的传播方向看,处在上坡处的22TT2T质点向下振动,处在下坡处的质点向上振动,即“上坡下,下坡上”。9.(2015福建理综,16,6分)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v。若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是()答案答案D根据波的传播

25、方向,可分别判定四幅波形图中质点a的振动方向,A图中向上振动,B图中向下振动,C图中向上振动,D图中向下振动;各图中波的周期分别为TA=,TB=,TC=,TD=,故从该时刻起,各图中质点a第一次到达波谷的时间分别为tA=TA=,tB=TB=,tC=TC=,tD=TD=,可知tDtBtCtA,故选D。评析评析四个图像中波形不同,分析时很容易只注意振动方向对质点到达波谷时间的影响,而忽略周期不同也会对问题有影响,要注意把两个方面因素综合起来考虑。2 svsvsv23sv3432sv1414sv3434sv1416sv1.(2017北京理综,15,6分)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描

26、述正确的是()A.t=1s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值B.t=2s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值C.t=3s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零D.t=4s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值考点一机械振动C组 教师专用题组答案答案A本题考查简谐运动图像。由图像可知,t=1s和t=3s时振子在最大位移处,速度为零,加速度分别为负向最大值、正向最大值;而t=2s和t=4s时振子在平衡位置,加速度为零,而速度分别为负向最大、正向最大。综上所述,A项说法正确。2.(2016北京理综,15,6分)如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点,建立Ox轴。向右为x轴

27、正方向。若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为()答案答案A振子在N点时开始计时,其位移为正向最大,并按正弦规律变化,故选项A正确。疑难突破疑难突破简谐运动是以平衡位置O为位移的起点,确定正方向是突破点。3.(2017上海单科,10,4分)做简谐运动的单摆,其摆长不变,若摆球的质量增加为原来的倍,摆球经过平衡位置的速度减为原来的,则单摆振动的()A.周期不变,振幅不变B.周期不变,振幅变小C.周期改变,振幅不变D.周期改变,振幅变大9423答案答案B本题考查单摆。由单摆的周期公式T=2可知,当摆长L不变时,周期不变,故C、D错误;由能量守恒定律可知mv2=mgh,其摆动的高度与质量无关,因平

28、衡位置的速度减小,则最大高度减小,即振幅减小,选项B正确、A错误。/L g124.(2015天津理综,3,6分)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是()A.该波沿+x方向传播,波速为1m/sB.质点a经4s振动的路程为4mC.此时刻质点a的速度沿+y方向D.质点a在t=2s时速度为零考点二机械波答案答案Dt=0时,b质点向+y方向运动,根据“下坡上”可判定波沿-x方向传播,A错误;a总是与b的振动方向相反,t=0时,a向-y方向运动,C错误;经过4s,a回到平衡位置,路程为1m,B错误;

29、t=2s时,a处于波谷,速度为零,D正确。5.(2015四川理综,2,6分)平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动,测得两小木块每分钟都上下30次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰。这列水面波()A.频率是30HzB.波长是3mC.波速是1m/sD.周期是0.1s答案答案C波的周期T=s=2s,f=0.5Hz,1.5=3m,=2m,则波速v=m/s=1m/s,A、B、D错误,C正确。60301TT226.(2016四川理综,6,6分)(多选)简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10m的两质点。波先传到P,当波传到Q

30、开始计时,P、Q两质点的振动图像如图所示。则()A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B.该波从P传到Q的时间可能为7sC.该波的传播速度可能为2m/sD.该波的波长可能为6m答案答案AD由图可知,t=0时质点Q处于平衡位置,t=时运动至波峰,故其起振方向沿y轴正方向,A正确;仍由图可知,T=6s,质点Q比质点P到达同一振动状态晚了t=nT+T=(6n+4)s(n=0,1,2,),此即为该波从P传到Q所需的时间,当t=7s时n=,故B错误;由v=m/s知,当v=2m/s时n=,故C错误;再由=vT=m知,当n=1时=6m,故D正确。4T2312xt1064n166064n7.(2015北京理综,

31、15,6分)周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此时质点P沿y轴负方向运动。则该波()A.沿x轴正方向传播,波速v=20m/sB.沿x轴正方向传播,波速v=10m/sC.沿x轴负方向传播,波速v=20m/sD.沿x轴负方向传播,波速v=10m/s答案答案B由质点P沿y轴负方向运动,可知波沿x轴正方向传播,波速v=10m/s,B项正确。T20m2.0s8.2015海南单科,16(1),4分(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P的x坐标为3m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是。A.波速为4m/s

32、B.波的频率为1.25HzC.x坐标为15m的质点在t=0.6s时恰好位于波谷D.x坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰E.当质点P位于波峰时,x坐标为17m的质点恰好位于波谷答案答案BDE任意振动质点连续两次通过平衡位置的过程所用时间为半个周期,即T=0.4s,T=0.8s,f=1.25Hz,选项B正确;由题图知:该波的波长=4m,波速v=5m/s,选项A错误;画出t=0.6s时波形图如图所示,因15m=3+,故x坐标为15m的质点与x=3m处的质点振动情况一样,即在平衡位置向下振动,选项C错误;画出t=0.2s时波形图如图所示,因22m=5+,故x=22m处的质点与x=2m处的质

33、点振动情况121TT3412一样,即在波峰位置,选项D正确;因质点P与x=17m处质点平衡位置间距离x=14m=3+,故两质点振动步调相反,选项E正确。129.2015重庆理综,11(2),6分图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点P的振动周期为0.4s。求该波的波速并判断P点此时的振动方向。解析解析由波形图直接看出波长=1m,由题意知T=0.4s,所以波速v=m/s=2.5m/s。因为这列波沿x轴正方向传播,根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知质点P在该时刻振动方向沿y轴正向。T10.4答案答案2.5m/s沿y轴正向考点一机械振动A组 20172019年高考模拟考点基

34、础题组1.2017广东深圳一调,34(1)(多选)一个质点经过平衡位置O,在A、B间做简谐运动,如图(a)所示,它的振动图像如图(b)所示,设向右为正方向,下列说法正确的是()A.OB=5cmB.第0.2s末质点的速度方向是AOC.第0.4s末质点的加速度方向是AOD.第0.7s末质点位置在O点与A点之间E.在4s内完成5次全振动答案答案ACE由图(b)可知振幅为5cm,则OB=OA=5cm,A项正确;结合两图可知00.2s内质点从B向O运动,第0.2s末质点的速度方向是OA,B项错误;结合两图可知第0.4s末质点运动到A点处,则此时质点的加速度方向是AO,C项正确;结合两图可知第0.7s末时

35、质点位置在O与B之间,D项错误;由图(b)可知周期T=0.8s,则在4s内完成全振动的次数为=5,E项正确。4s0.8s2.(2018湖北黄冈十校联考)水平弹簧振子,每隔时间t,振子的位移总是大小和方向都相同,每隔的时间,振子的速度总是大小相等、方向相反,则有()A.弹簧振子的周期小于B.每隔时间,振子的加速度总是相同的C.每隔的时间,振子的动能总是相同的D.每隔时间,弹簧的长度总是相同的2t2t2t2t2t答案答案C由于t=(2n+1)T(其中n=0,1,2,3,),故T=(n=0,1,2,3,),当n=0时,周期T=t,故A错误;每隔的时间,振子的速度总是大小相等、方向相反,说明位移大小相

36、等、方向相反,根据a=-,振子的加速度总是大小相等、方向相反,故B错误;每隔的时间,振子的速度总是大小相等、方向相反,故动能相同,故C正确;每隔的时间,振子的速度总是大小相等、方向相反,说明位移大小相等、方向相反,则回复力方向不同,弹力方向不同,弹簧的长度不同(可能一次压缩、一次拉长),故D错误。故选C。思路分析思路分析水平弹簧振子,每隔时间t,振子的位移总是大小和方向都相同,说明时间t为周期的整数倍;每隔的时间,振子的速度总是大小相等、方向相反,说明是半个周期的奇数倍;故t为周期的奇数倍,即t=(2n+1)T(其中n=0,1,2,3,)。21tn2tkxm2t2t2t2t3.(2018广东惠

37、州模拟)如图,小球P连接着轻质弹簧,放在光滑水平面上,弹簧的另一端固定在墙上,O点为小球的平衡位置,把小球拉到A点(OA=1cm),轻轻释放,经0.4s小球第一次运动到O点。如果把小球P拉到A点(OA=2cm),则释放后小球第一次运动到O点所需的时间为()A.0.2sB.0.4sC.0.6sD.0.8s答案答案B弹簧振子的运动周期只与它本身的属性(振子质量、弹簧劲度系数)有关,与振幅无关,因此在A释放后小球第一次运动到O点所需的时间为0.4s,即四分之一周期,故从A点释放后第一次到达O点所需时间为0.4s,故B项正确。4.2019安徽江南十校联考,34(1)(多选)2018年10月24日,台湾

38、花莲县附近海域发生的5.7级地震,震源深度为30km。假设该地震中的横波为简谐波,且在地球中传送的速度大小为5km/s,周期为0.016s。某时刻该波刚好传到Q点,如图所示,Q点距离震源O点120m,此刻距离O点50m处的P点速度方向沿y轴负方向,则下列说法中正确的是()A.该列波的波长为80mB.从震源开始振动到震源处的质点迁移到地面需要经过6sC.Q点开始振动的方向沿y轴正方向D.从波传到Q处开始计时,经过t=0.02s时Q点加速度最大E.从波传到Q处开始计时,经过t=0.01s时P点回到平衡位置考点二机械波答案答案ADE波长=vt=50000.016m=80m,A项正确;在波动中质点不迁

39、移,B项错误;由P到Q所用时间t=T=T=T,此时P点沿y轴负方向振动,说明Q点开始振动的方向沿y轴负方向,C项错误;从波传到Q处开始计时,经过0.02s,Q运动时间t=T,Q点振动到最大位移处,故加速度具有最大值,D项正确;从波传到Q处开始计时,经过0.01s,质点P共振动时间t=0.01s+s=0.024s=T,此时恰好回到平衡位置,E项正确。故选A、D、E。x70807854705000325.2019安徽六校二联,34(1)(多选)图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图,P是平衡位置在x=0.5m处的质点,Q是平衡位置在x=2.0m处的质点,图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是

40、()A.这列波沿x轴负方向传播B.这列波的传播速度为2m/sC.从t=0到t=0.15s时间内,这列波传播的距离为3mD.从t=0.10s到t=0.15s时间内,P通过的路程为10cmE.t=0.15s时,P的加速度方向与y轴正方向相反答案答案ACE由图乙知,t=0.10s时质点Q沿y轴负方向运动,由图甲,根据“同侧法”知,这列波沿x轴负方向传播,选项A正确;由图甲知,这列波的波长=4m,由图乙知,这列波的周期T=0.2s,则这列波的传播速度v=20m/s,选项B错误;从t=0到t=0.15s时间内,这列波传播的距离x=vt=20m/s0.15s=3m,选项C正确;由图甲知,质点振动的振幅为1

41、0cm,从t=0.10s到t=0.15s时间内,P点运动了,t=0.10s时质点P沿y轴正方向运动,由于质点离平衡位置越远,速度越小,故P通过的路程小于10cm,选项D错误;t=0.15s时,P在最大正向位移与平衡位置之间且向平衡位置移动,加速度方向指向平衡位置,即与y轴正方向相反,选项E正确。T4m0.2s4T6.(2019山西运城一模,17)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形图如图所示。已知波速为0.4m/s,且波刚传到c点。下列选项正确的是()A.波源的振动周期为0.2sB.t=0时,质点c点沿y轴正方向运动C.在t=0时,质点a的加速度比质点b的加速度小D.质点a

42、比质点b先回到平衡位置E.t=0.1s时,质点c将运动到x=12cm处答案答案ABC从图中可知波长=8cm=0.08m,故振动周期T=s=0.2s,A正确;根据走坡法可知质点c正通过平衡位置向上振动,B正确;根据回复力公式F=-kx可知在t=0时刻质点a的位移比质点b的位移小,即质点a的回复力小于质点b的回复力,所以质点a的加速度小于质点b的加速度,C正确;t=0时刻质点a正向下振动,即要回到平衡位置所需要的时间大于四分之一周期,而质点b回到平衡位置所需时间等于四分之一周期,故质点b比质点a先回到平衡位置,D错误;波上的质点只在平衡位置上下振动,不随波迁移,E错误。v0.080.47.(201

43、8福建泉州检测)(多选)如图甲所示,沿波的传播方向上有间距均为0.1m的六个质点a、b、c、d、e、f,均静止在各自的平衡位置,t=0时刻振源a从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,其运动图像如图乙所示,形成的简谐横波以0.1m/s的速度水平向右传播,则下列说法正确的是()A.这列波的周期为4sB.04s时间内质点b运动路程为6cmC.45s时间内质点c的加速度在减小D.6s时质点e的振动方向沿y轴正方向E.质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反答案答案ABE由图乙可知振源a的振动周期T=4s,则这列波的周期为4s,A选项正确;因b点距振源的距离为0.1m,=1s,则在t=1s时b质

44、点才开始振动,则04s时间内质点b实际只振了3s,运动路程为s=A3=6cm,B选项正确;波长=vT=0.14m=0.4m,结合图乙画出t=4s时的波形图如图所示,则知45s时间内质点c由平衡位置向y轴负方向振动,加速度在增大,C选项错误;质点e距振源的距离为0.4m,=4s,则知在t=4s时质点e才开始由平衡位置向上振动,再经2s=T,即在t=6s时质点e的振动方向沿y轴负方向,D选项错误;质点d和质点b相差半个波长,所以质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反,E选项正确。0.1m0.1m/s0.4m0.1m/s128.2019江西盟校一联,34(2)如图所示,一列简谐横波沿x轴正

45、方向传播,在x轴上有P、M、Q三点,从波传到x=5m的点时开始计时,已知t1=0.5s时x=7m处的M点第一次出现波峰。求:这列波传播的速度;从t=0时刻到t2=0.85s时间内,质点Q(x=9m)通过的路程(保留至小数点后一位)。解析解析由波的平移可知,波峰从x=2m处传播到x=7m处,M点第一次出现波峰,可得波速为:v=m/s=10m/s从t=0开始,设经过t质点Q开始振动,则有:t=s=0.4s所以质点Q振动的时间为:t1=t2-t=0.85s-0.4s=0.45s由v=,T=0.4s,t1=T质点Q通过的路程为:sQ=4A+AsQ=(40+5)cm=47.1cm1st50.5410T9

46、8222答案答案10m/s47.1cm1.2019江西红色七校二模,34(1)(多选)一列简谐横波在介质中沿x轴负方向传播,t=0时刻的波形如图所示,此时刻质点P的位移为5cm,质点Q位于x=4m处。从t=0时刻开始计时,当t=16.5s时质点Q刚好第3次到达波峰。下列说法正确的是()A.该波的振动周期为4sB.该波的传播速度为m/sC.t=3s时质点P沿y轴负方向运动D.030s内质点Q通过的路程为2m43一、选择题一、选择题(每小题每小题6分分,共共42分分)B组 20172019年高考模拟专题综合题组E.03s内质点P通过的路程为10cm答案答案BCD当t=16.5s时质点Q刚好第3次到

47、达波峰,2T=16.5s,解得T=6s,选项A错误;该波的传播速度为v=m/s,选项B正确;t=3s=,此时质点P在y=-5cm处,且沿y轴负方向运动,选项C正确;30s=5T,质点Q通过的路程s=20A=2m,选项D正确;03s内质点P运动半个周期,通过的路程为s=2A=20cm,选项E错误。关键点拨关键点拨解答本题的关键是抓住质点Q的振动条件来确定振动周期,根据波形图确定波长,由此确定波速,波动的基本物理量已确定,相关问题也将迎刃而解。34T432T2.2019安徽A10联盟2月联考,34(1)(多选)一列沿x轴传播的简谐横波在t1=3s和t2=6s时的波形图分别如图中实线和虚线所示,A、

48、B两点分别是x=3m和x=5m处的振动质点,从t1到t2的时间内,质点B通过的路程为30cm,则下列判断正确的是()A.这列波沿x轴正方向传播B.该简谐横波的波速为1m/sC.t=4s时,质点A的加速度和速度均为零D.从t1到t2的时间内,质点A通过的路程为30cmE.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为8m的障碍物,不能发生明显衍射现象答案答案BDE设该简谐横波的周期为T,由波的图像可知波长=4m,振幅为10cm,且从t1到t2的时间内,质点B通过的路程为30cm,则质点B振动了T,所以T=4s,该列波沿x轴负方向传播,故选项A错误;该简谐横波的波速为v=1m/s,故选项B正确;t=4s时,质点

49、A的速度为零,但加速度最大,故选项C错误;通过分析可知从t1到t2的时间内,质点A通过的路程为30cm,故选项D正确;发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸小于或等于波长,故选项E正确。解题关键解题关键质点B通过的路程为30cm,恰好为3个振幅,说明从t1到t2的时间内B振动了T,可得周期T。结合图像信息及v=可得波速。根据波动特性和衍射的条件可判断其他选项。34T34T3.2019安徽黄山质检一,34(1)(多选)如图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P是平衡位置在x=1m处的质点,Q是平衡位置在x=4m处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则下列说法正确的是()A.这列波的波长是8m,周期是0.

50、2s,振幅是10cmB.在t=0时,质点Q向y轴负方向运动C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6mD.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cmE.质点Q做简谐运动的表达式为y=0.10sin10t(m)答案答案ACE由图可以知道,波长是8m,周期是0.20s,振幅是10cm,所以A正确;由图乙知,t=0时刻质点Q在平衡位置且向y轴正方向振动,所以B错误;由甲图知波长=8m,从t=0.10s到t=0.25s,经过了T,由t=0时质点Q的振动方向知波沿x轴正方向传播,则该波沿x轴正方向传播了=8m=6m,故C正确;从t=0.10s到t=0.25s,经过了