资源描述
第1讲机械振动和机械波,专题五加试选择题题型强化,内容索引,考点一机械振动的理解,考点二机械波的理解,考点三振动和波动图象的综合分析,机械振动的理解,考点一,1.简谐运动的特征 (1)受力特征：回复力满足Fkx. (2)运动特征：当物体靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；当物体远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小. (3)能量特征：对同一弹簧振子或单摆来说，振幅越大，能量越大，在振动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒. (4)周期性特征：物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性的变化. (5)对称性特征：速率、加速度等关于平衡位置对称.,2.振动图象提供的信息 (1)由图象可以看出质点振动的振幅、周期. (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移. (3)可以确定各时刻质点的振动方向. (4)可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向. (5)能够比较不同时刻质点的速度、加速度的大小.,例1(多选)(2018嘉兴市期末)如图1所示，为一质点的振动图象，曲线满足正弦变化规律，则下列说法中正确的是 A.该振动为简谐运动 B.该振动的振幅为10 cm C.前0.08 s内，质点发生的位移为20 cm D.0.04 s末，质点的振动方向沿x轴负方向,答案,图1,解析,解析题图图象表示质点的位移随时间变化的规律，是简谐运动，故A正确； 由图知，振幅为5 cm，故B错误； 由图知周期T0.08 s，在0.08 s末，质点又回到平衡位置.前0.08 s内，质点发生的位移为0 cm，故C错误； 由振动规律知，0.04 s末质点的振动方向沿x轴负方向，故D正确.,1.(多选)如图2是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移时间图象(水平方向为x轴，竖直方向为t轴)，下列关于该图象的说法正确的是 A.该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置 B.从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的 C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡的位移，让底片沿 垂直x轴方向匀速运动 D.图象随时间的推移而发生平移,答案,图2,解析,解析由题图看出，弹簧振子在x轴方向做简谐运动，小球并不是沿t轴方向移动，由对称性可知，该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置，故A正确，B错误； 类似于沙摆实验，为了显示小球在不同时刻偏离平衡的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动，故C正确； 图象反映了小球的位移随时间变化的情况，图象不随时间的推移而发生平移，故D错误.,2.(多选)(2018金华市十校联考)如图3所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)，则 A.此单摆的固有周期约为2 s B.此单摆的摆长约为1 m C.若摆长增大，单摆的固有频率增大 D.若摆长增大，共振曲线的峰将右移,答案,图3,解析,解析单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5 Hz，周期为2 s，故A正确； 由题图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2 s.,若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，故C错误； 若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故D错误.,3.(多选)(2017嘉兴市3月模拟)如图4甲所示，O是单摆的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置.此单摆振动图象如图乙所示，则 A.单摆振幅是16 cm B.单摆摆长约为1 m C.摆球经过O点加速度不为零 D.摆幅减小，周期也减小,答案,图4,4.(多选)甲、乙两单摆的振动图象如图5中A、B图线所示.已知乙摆的摆长为0.992 m.下列判断正确的是 A.甲摆的摆长小于0.992 m B.甲摆的振幅比乙摆的振幅大 C.甲摆振动的频率比乙摆振动的频率高 D.在t1 s时，乙摆有负向的最大速度,图5,答案,解析,解析由题图可得：T甲1.5 s，T乙2 s，,由图象可得：A乙9 cm，A甲6 cm，甲摆的振幅比乙摆的振幅小，故B错误； 由图象可得：T甲1.5 s，T乙2 s，,由图象可知在t1 s时，乙图线处于最低点，说明乙摆动到最高点，速度为零，故D错误.,机械波的理解,考点二,1.波的传播方向和质点的振动方向的互判方法 (1)“上下坡法” (2)“同侧法” (3)“微平移法” 2.波的图象特点 (1)质点振动nT(波传播n)时，波形不变. (2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置的距离为n，n1,2,3时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n1) ，n0,1,2,3时，它们的振动步调总相反. (3)波源的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同.,例2(多选)(2018浙江4月选考16)两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿x和x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴.某时刻两波的波面如图6所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波,图6,答案,解析,峰.a、b、c为三个等距的质点，d为b、c中间的质点.下列判断正确的是 A.质点a的振幅为2A B.质点b始终静止不动 C.图示时刻质点c的位移为0 D.图示时刻质点d的振动方向沿y轴,解析由题可得两列波频率、波长相等，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰，故a、c两点为减弱点，b为加强点.由于振幅均为A，所以a、c两点始终静止不动，故A、B错误，C正确； 此时d点处P波向下运动，Q波向下运动，所以质点d沿y轴方向振动，D正确.,5.(多选)(2018台州市高三期末)一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10 Hz的简谐运动.t0时刻，向右传播的波形如图7所示，向左传播的波形未画出 A.t0时刻，x1 m处的质点振动方 向向上 B.t0时刻，x2 m处的质点振动方向向上 C.t00.175 s时刻，x1 m处的质点处在波谷位置 D.t00.125 s时刻，x1 m处的质点处在波峰位置,答案,图7,6.(多选)(2018金华市十校联考)如图8所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，x1.0 m处的M质点从该时刻开始经0.6 s第一次到达波谷位置.已知质点P的平衡位置坐标为x2.0 m，质点Q的平衡位置坐标为x3.5 m，则 A.该简谐波的波速为5 m/s B.图示时刻质点Q正在沿y轴正方向运动 C.从图示时刻开始，质点Q经过0.7 s第一 次到达波峰位置 D.在某时刻，质点P和Q的速度、加速度可能都相同,答案,解析,图8,解析波沿x轴正方向传播，则M点此时向上振动，M质点从该时刻开始经0.6 s第一次到达波谷位置，可知T0.8 s；,由题图可知，图示时刻质点Q正在沿y轴负方向运动，选项B错误； 波向前传播3.5 m时Q第一次到达波峰位置，,质点P和Q之间的距离不是整波长，则在任何时刻，质点P和Q的速度、加速度不可能都相同，选项D错误.,7.(多选)(2018嘉兴一中期末)将一根较长的弹性细绳沿x轴放置，左端记为坐标原点，将绳子拉平后，手握左端，以固定的频率和振幅上下抖动(简谐运动)，如图9甲所示.从抖动开始计时，在t0.3 s时的波形如图乙所示，下列说法正确的是 A.手抖动绳的频率为2.5 Hz B.在t0.75 s时，A点的速度方向向上 C.在00.3 s的时间内，质点B经过的路程为6 cm D.该列波遇到宽度为6 m的障碍物时不能发生衍射,答案,解析,图9,解析在00.3 s时间内，波传播了0.75 m，,根据波形微平移法可知，A点此时速度方向向上；t0.75 s时，A点的速度方向与图示时刻速度方向相同，也向上，故B正确；,在00.3 s，B点从0.2 s开始向下运动到最低点，故路程等于一倍的振幅，为6 cm，故C正确； 该列波遇到宽度为6 m的障碍物时可以发生衍射，由于波长1 m6 m，不会发生明显衍射，故D错误.,8.(多选)如图10为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，虚线为t0.6 s时的波形图，波的周期T0.6 s，则 A.波的周期为0.8 s B.在t0.9 s时，P点沿y轴正方向运动 C.经过0.4 s，P点经过的路程为0.4 m D.在t0.5 s时，Q点到达波峰位置,答案,解析,图10,故周期为0.8 s，故A正确. 由于波沿x轴负方向传播，故t0时刻P点沿y轴负方向运动，而周期T0.8 s，故t0.8 s时P点沿y轴负方向运动，1.0 s时P点到达波谷，故0.9 s时P点沿y轴负方向运动，故B错误.,在t0时刻Q点的横坐标为x05 m.由于波沿x轴负方向运动，故在t0.5 s的时间内波沿x轴负方向传播的距离为xvt100.5 m5 m， 故在t0.5 s时，Q点振动情况和t0时刻距离坐标原点10 m处的质点的振动情况相同， 而t0时刻距离坐标原点10 m处的质点在波峰，故在t0.5 s时，Q点到达波峰位置，故D正确.,故P点的运动路程为2A0.4 m，C正确.,振动和波动图象的综合分析,考点三,“一分、一看、二找”巧解波的图象与振动图象综合类问题 (1)分清振动图象与波的图象.只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图象，横坐标为t则为振动图象. (2)看清横、纵坐标的单位.尤其要注意单位前的数量级. (3)找准波的图象对应的时刻. (4)找准振动图象对应的质点.,例3(多选)一列简谐横波在t0时刻的图象如图11甲所示，平衡位置位于x15 m处的A质点的振动图象如图乙所示，下列说法中正确的是 A.这列波沿x轴负方向传播 B.这列波的波速是 m/s C.从t0开始，质点P比质点Q晚 0.4 s回到平衡位置 D.从t0到t0.6 s时间内，质点A经过的路程为4 m,答案,解析,图11,解析由题图乙知，t0时刻质点A的速度方向为沿y轴正方向，在题图甲中，由波形平移法可知该波的传播方向为沿x轴负方向，故A正确； 由题图甲读出该波的波长为20 m，由题图乙知周期为：T1.2 s，,图示时刻质点P沿y轴负方向运动，质点Q沿y轴正方向运动，所以质点P比质点Q晚回到平衡位置，,9.(2018七彩阳光联盟期中)介质中坐标原点O处的波源在t0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正方向传播，t0时刻传到P处，波形如图12所示.下列能描述x0处质点振动的图象是,图12,答案,10.(多选)(2018金、丽、衢十二校联考)如图13所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x0.2 m和x1.2 m处，两列波的速度均为v0.4 m/s，两波源的振幅均为A2 cm，图示为t0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x0.2 m和x0.8 m的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置处于x0.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是 A.两列波相遇后不能发生干涉 B.t1 s时刻，质点M的位移为4 cm C.t1 s后，平衡位置处于x0.6 m的质点位移始终为0 D.t0.75 s时刻，质点P、Q都运动到M点,答案,图13,11.(多选)如图14所示，在一条直线上两个振动源A、B相距6 m.振动频率相等，t0时A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，图15甲为A的振动图象，图乙为B的振动图象，若A向右传播的波与B向左传播的波在t10.3 s时相遇，则下列说法正确的是,答案,解析,图14,A.两列波在A、B间的传播速度均为10 m/s B.两列波的波长都是4 m C.在两列波相遇过程中，中点C为振动加 强点 D.t20.7 s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下,图15,解析由图可得，v 10 m/s，故两列波在A、B间的传播速度大小均为10 m/s，故A正确； 由图可得振动周期为0.2 s，波长vT100.2 m2 m，故B错误； A向右传播的波与B向左传播的波，振动反向，中点C为减弱点，故C错误； t20.6 s时刻向右运动的波传到B，再经0.1 s经过平衡位置且振动方向向下，D正确.,12.(多选)(2018台州市外国语学校期末)如图16所示，是某质点的振动图象及由此质点振动而激起的波在某时刻的波形图，下述说法中正确的是 A.乙是振动图象，甲是波动图象 B.由图象可知，振幅是2 cm，周期是0.4 s，波长是0.4 m C.P质点在此时刻的速度方向为正，而波源质点在0.2 s时速度方向为正 D.这列波的速度是1 m/s,图16,答案,解析,解析题图乙表示质点的位移与时间的关系，是振动图象，题图甲表示位移与坐标的关系，是波动图象，故A正确. 由甲图读出振幅A2 cm，波长0.4 m，由乙图读出周期T0.4 s，故B正确. 由振动图象可知波源质点在0.2 s时速度方向为负，因波的传播方向未知，无法判断P点的振动方向，故C错误. 波速v 1 m/s，故D正确.,
展开阅读全文