第5講　機械振動和機械波
振動圖像和波的圖像的綜合應用
反映同一質點在各個時刻的位移
①g為當?shù)刂亓铀俣?，在地球上不同位置g的取值不同，不同星球表面g值也不相同。②單擺處于超重或失重狀態(tài)時等效重力加速度g0＝g±a。在近地軌道上運動的衛(wèi)星加速度a＝g，為完全失重，等效重力加速度g0＝0。
　(2023·河北模擬)如圖所示，彈簧振子在B、C兩點之間做簡諧運動，其平衡位置為O點。已知B、C相距50 cm。從小球經(jīng)過O點時開始計時，經(jīng)過0.3 s首次到達B點。取向右為正方向，下列說法正確的是A.小球振動的周期一定為1.2 sB.小球振動的振幅為0.5 mC.彈簧振子振動方程可能為x＝－0.25sin(5πt) mD.0.6 s末，小球可能不在平衡位置
小球經(jīng)過O點時開始計時，經(jīng)過0.3 s首次到達B點，若開始計時時小球向右運動，則小球振動的周期T＝1.2 s
小球振動的周期T＝0.4 s小球振動的周期可能為1.2 s或0.4 s，A錯誤；由題意可知2A＝50 cm，小球振動的振幅為A＝0.25 m，B錯誤；
可知彈簧振子的振動方程為x＝－0.25sin(5πt) m，C正確；無論周期是0.4 s還是1.2 s,0.6 s末，小球都在平衡位置，D錯誤。
　(多選)(2023·上海靜安統(tǒng)考二模)如圖，甲、乙兩個單擺懸掛在同一水平天花板上，兩擺球間用一根細線水平相連，兩擺線與豎直方向的夾角θ1>θ2，當細線突然斷開后，兩擺球都做簡諧運動，以水平地板為參考面，可知A.甲擺的周期大于乙擺的周期B.甲擺球的最大重力勢能等于乙擺球的最大重力勢能C.甲擺球的最大速度小于乙擺球的最大速度D.甲擺球的機械能小于乙擺球的機械能
由題圖可知，兩個單擺靜止時離天花板的高度相同，則有L甲cs θ1＝L乙cs θ2
可知甲擺的周期大于乙擺的周期，故A正確；兩球開始處于平衡狀態(tài)，設兩擺球間細線的拉力為FT，根據(jù)共點力平衡知FT＝m甲gtan θ1＝m乙gtan θ2因θ1>θ2，故tan θ1>tan θ2，可得m甲3 s，則t＝10 s時，x＝ 12 cm處的質點位于平衡位置下方且 速度方向向下D.若波的周期T>3 s，則t＝10 s時，x＝12 cm處的質點位于平衡位置上方 且加速度方向向下
當n＝0時，得T＝6 s，故A正確；
若T>3 s，則t＝10 s時，從t2到t經(jīng)過 Δt′＝t－t2＝4 s，
故t＝10 s時x＝12 cm處的質點正在從平衡位置向波谷運動，故該質點位于平衡位置下方且速度方向向下，加速度方向向上，故C正確，D錯誤。
聲波在不同介質中頻率和周期都不變，波長和波速都發(fā)生改變，所以選項A正確，B、C、D錯誤。
1.(2023·新課標卷·14)船上的人和水下的潛水員都能聽見輪船的鳴笛聲。聲波在空氣中和在水中傳播時的A.波速和波長均不同B.頻率和波速均不同C.波長和周期均不同D.周期和頻率均不同
2.(2023·遼寧省教研聯(lián)盟一模)一根柔軟輕繩水平靜止，A、B、C、D、E為繩上標記的5個點，彼此間隔1米排成一條直線，如圖甲所示?，F(xiàn)使標記點A在豎直方向上做簡諧運動，運動圖像如圖乙所示，2 s時AE間第一次形成如圖丙所示的波形，由此可判斷
A.此時B點的振動方向向下B.A點振動頻率為1 HzC.此后B、D兩點運動狀態(tài)始終相同D.該波的傳播速度為2 m/s
由同側法分析，波的傳播方向向右，則此時B點的振動方向向上，故A錯誤；
由于B、D兩點的間隔為1個周期，由周期性可知兩點運動狀態(tài)始終相同，故C正確；
3.(2023·江蘇徐州市第一次調(diào)研)“戰(zhàn)繩”是一種近年流行的健身器材，健身者把兩根相同繩子的一端固定在一點，用雙手分別握住繩子的另一端，上下抖動繩子使繩子振動起來(圖甲)。以手的平衡位置為坐標原點，圖乙是健身者右手在抖動繩子過程中某時刻的波形，若右手抖動的頻率是0.5 Hz，下列說法正確的是
B.再經(jīng)過0.25 s，P點到達平衡位置C.該時刻Q點的振動方向沿y軸負方向D.從該時刻開始計時，質點Q的振動方程為y＝20sin(πt＋π) cm
頻率f＝0.5 Hz，由題圖可知波的波長為λ＝8 m，振幅A＝20 cm，波向右傳播，該時刻P點的振動方向沿y軸負方向，Q點的振動方向沿y軸正方向，
從該時刻開始計時，質點Q從平衡位置向上振動，故質點Q的振動方程為 y＝20sin(πt) cm，D錯誤。
4.(2023·浙江6月選考·11)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(diào)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d＝15 cm，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λ＝15 cmB.聲波的波長λ＝30 cmC.兩聲波的振幅之比為3∶1D.兩聲波的振幅之比為2∶1
分析可知A、B兩管等長時，聲波的振動加強，將A管拉長d＝15 cm后，兩聲波在O點減弱，根據(jù)題意設聲波加強時振幅為20，聲波減弱時振幅為10，則A1＋A2＝20，A1－A2＝10可得兩聲波的振幅之比，
5.(多選)如圖所示，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并發(fā)生干涉，兩列波的傳播方向如圖中箭頭所示。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是a、d連線的中點，則下列描述正確的是A.a、d處的質點振動加強，b、c處的質點振動減弱B.圖示時刻，e正處于波峰位置C.從圖示時刻經(jīng)過半個周期，e處質點將處于平衡位置D.e處的質點振幅為2A
a為波谷與波谷相遇點，b、c為波谷與波峰相遇點，d為波峰與波峰相遇點，故a、d處的質點振動加強，b、c處的質點振動減弱，故A正確；
依題意由題圖可知，圖示時刻，e為兩列波的平衡位置相遇點，處于平衡位置，從圖示時刻經(jīng)過半個周期，e仍為兩列波的平衡位置相遇點處，仍處于平衡位置，故B錯誤，C正確；根據(jù)幾何關系可知，兩波的波谷同時傳到e點，故e為振動加強點，振幅為2A，故D正確。
6.(多選)(2023·重慶市三模)圖甲為某均勻介質中一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，圖乙為該波中x＝1 m處質點P的振動圖像。下列說法正確的是
A.這列波沿x軸正方向傳播B.這列波的傳播速度大小為5 m/sC.在0～1.5 s時間內(nèi)，質點P沿x軸向右移動了1.5 mD.在0～1.5 s時間內(nèi)，質點P運動的路程為15 cm
根據(jù)題圖乙可知，t＝0時刻，質點P向y軸正方向振動，根據(jù)波形平移法可知，這列波沿x軸正方向傳播，故A正確；
質點P只是在平衡位置上下振動，并不會隨波傳播方向運動，故C錯誤；
7.(2023·黑龍江齊齊哈爾市一模)一列沿x軸正向傳播的簡諧波，t＝0時刻的波形如圖所示，t＝7 s時d質點第二次位于波峰位置，下列說法正確的是
A.波上各質點的起振方向向上B.波的傳播速度大小為4 m/sC.0～7 s內(nèi)a、b兩質點運動路程均為1.4 mD.b質點的振動方程為yb＝－10cs 2πt( cm)
根據(jù)t＝0時刻的波形圖，波沿x軸正向傳播，此時波恰好傳到c點，根據(jù)波的傳播方向與振動方向的關系，c點振動方向向下，故各質點的起振方向向下，故A錯誤；
b點的振動方程為 yb＝－10cs πt (cm)，故D錯誤。
8.(2023·遼寧沈陽市質檢)簡諧橫波在均勻介質中從a傳向b。t＝0時刻開始計時，a、b兩點的振動圖像如圖所示，a與b間的距離為6 m。該簡諧橫波的波速可能為A.5 m/s B.4 m/sC.3 m/s D.2 m/s
9.(2023·吉林長春市第四次調(diào)研)一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖甲所示，圖乙是位于x＝1 m處的質點N此后的a－t圖像，Q是位于x＝10 m處的質點。則下列說法正確的是A.波沿x軸正方向傳播，波源的 起振方向向下B.在5～5.5 s時間內(nèi)，質點M的速 度在增大，加速度在減小C.在t＝12 s時，質點Q的位置坐標為(10 m，－8 cm)D.在t＝7 s時，質點Q開始向下振動
由題圖乙可知0時刻之后質點N的加速度先為正方向，所以質點N先向下振動，所以波沿x軸正方向傳播。由“前一質點帶動后一質點”可知0時刻質點M的振動方向向上，即波源的起振方向向上，故A錯誤；
由C項分析可知t＝7 s時波正好傳播到質點Q處，其振動方向向上，故D錯誤。
10.(多選)(2023·福建廈門市質檢)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2∶1B.P、Q 形成的兩列波的波 長之比為2∶1C.t＝1.2 s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
兩列波在同種均勻介質中，波速相等，故A錯誤；根據(jù)題圖乙知，P、Q 形成的兩列波的周期分別為TP＝2.0 s，TQ＝1.0 s，根據(jù)λ＝vT 知，P、Q 形成的兩列波的波長之比為2∶1，故B正確；t＝1.2 s時，P在平衡位置下方，加速度向上指向平衡位置，Q在平衡位置上方，加速度向下指向平衡位置，故P和Q振動的加速度方向相反，故C正確；
11.(2023·全國甲卷·34(2))分別沿x軸正向和負向傳播的兩列簡諧橫波P、Q的振動方向相同振幅均為5 cm，波長均為8 m，波速均為4 m/s。t＝0時刻，P波剛好傳播到坐標原點處，該處的質點將自平衡位置向下振動；Q波剛好傳到x＝10 m處，該處的質點將自平衡位置向上振動。經(jīng)過一段時間后，兩列波相遇。
(1)在答題卡給出的坐標圖上分別畫出P、Q兩列波在t＝2.5 s時刻的波形圖(P波用虛線，Q波用實線)；
根據(jù)Δx＝vt得Δx＝4×2.5 m＝10 m可知t＝2.5 s時P波剛好傳播到x＝10 m處，Q波剛好傳播到x＝0處，根據(jù)上下坡法及兩波的波長λ＝8 m可得波形圖如圖所示
(2)求出圖示范圍內(nèi)的介質中，因兩列波干涉而振動振幅最大和振幅最小的平衡位置。
根據(jù)題意可知，P、Q兩波振動頻率相同，振動方向相反，兩波疊加時，振動加強點的條件為到兩波源的距離差
解得在圖示范圍內(nèi)，振幅最大的平衡位置有x＝3 m、x＝7 m振動減弱的條件為Δx＝nλ(n＝0,1,2…)解得在圖示范圍內(nèi)，振幅最小的平衡位置有x＝1 m、x＝5 m、x＝9 m。
12.(2023·河南許昌、濟源、洛陽、平頂山四市質檢)在均勻介質中，波源位于O點的簡諧橫波在xOy水平面內(nèi)傳播，波面為圓。t＝0時刻，波面分布如圖甲所示，其中實線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷(圖中只畫出了一個波谷和一個波峰)。B處質點的振動圖像如圖乙所示，z軸正方向豎直向上。試求：(1)該波從B點傳播到D點所需的時間；
故該波從B點傳播到D點所需的時間為
(2)t＝8 s時，E處質點的位移。
故OE兩點之間間隔2.5個波長，t＝8 s時波源振動了20個周期，O點恰好處于波峰位置，故此時E處質點處于波谷，位移為－2 cm。
13.(多選)(2023·廣西南寧市三模改編)一列簡諧橫波在介質中沿x軸正方向傳播，波源位于坐標原點O，t＝0時開始振動，3 s時停止振動，3.5 s時的波形如圖所示，其中質點a的平衡位置與O的距離為5.0 m。以下說法正確的是A.波速為4 m/sB.波源起振方向沿y軸正方向C.2～3 s內(nèi)質點a沿y軸負方向運動D.0～3 s內(nèi)質點a通過的總路程為1.4 m

相關課件

第一篇 專題七 第十八講　熱學和光學實驗-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）：

這是一份第一篇 專題七 第十八講　熱學和光學實驗-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練），文件包含第一篇專題七第18講熱學和光學實驗pptx、第一篇專題七第18練熱學和光學實驗專練docx、第一篇專題七第18講熱學和光學實驗教師版docx、第一篇專題七第18講熱學和光學實驗學生版docx等4份課件配套教學資源，其中PPT共60頁， 歡迎下載使用。

第一篇 專題五 第十四講　近代物理-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）：

這是一份第一篇 專題五 第十四講　近代物理-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練），文件包含第一篇專題五第14講近代物理pptx、第一篇專題五第14練近代物理專練docx、第一篇專題五第14講近代物理教師版docx、第一篇專題五第14講近代物理學生版docx等4份課件配套教學資源，其中PPT共60頁， 歡迎下載使用。

第一篇 專題三 第十講　磁場-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）：

這是一份第一篇 專題三 第十講　磁場-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練），文件包含第一篇專題三第10講磁場pptx、第一篇專題三第10練磁場專練docx、第一篇專題三第10講磁場教師版docx、第一篇專題三第10講磁場學生版docx等4份課件配套教學資源，其中PPT共60頁， 歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關課件 更多

第一篇 專題一 第四講　圓周運動　天體的運動-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）

第一篇 專題一 第四講　圓周運動　天體的運動-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）
第一篇 專題一 第三講　拋體運動-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）

第一篇 專題一 第三講　拋體運動-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）
第一篇 專題一 第二講　牛頓運動定律與直線運動-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）

第一篇 專題一 第二講　牛頓運動定律與直線運動-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）
第一篇 專題一 第一講　力與物體的平衡-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）

第一篇 專題一 第一講　力與物體的平衡-【高考二輪】新高考物理大二輪復習（課件+講義+專練）
資料下載及使用幫助
版權申訴
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部