第5講　機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波
1.熟練掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)各物理量的特點(diǎn)和規(guī)律、機(jī)械波的傳播規(guī)律和特點(diǎn)。2.能根據(jù)振動(dòng)和波動(dòng)圖像分析質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和波動(dòng)特點(diǎn)。
考點(diǎn)三　振動(dòng)圖像和波的圖像的綜合應(yīng)用
　 (2024·北京卷·9)圖甲為用手機(jī)和輕彈簧制作的一個(gè)振動(dòng)裝置。手機(jī)加速度傳感器記錄了手機(jī)在豎直方向的振動(dòng)情況，以向上為正方向，得到手機(jī)振動(dòng)過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t變化的曲線為正弦曲線，如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是A.t=0時(shí)，彈簧彈力為0B.t=0.2 s時(shí)，手機(jī)位于平衡位置上方C.從t=0至t=0.2 s，手機(jī)的動(dòng)能增大D.a隨t變化的關(guān)系式為a=4sin(2.5πt) m/s2
　 (2024·甘肅卷·5)如圖為某單擺的振動(dòng)圖像，重力加速度g取10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是A.擺長(zhǎng)為1.6 m，起始時(shí)刻速度最大B.擺長(zhǎng)為2.5 m，起始時(shí)刻速度為零C.擺長(zhǎng)為1.6 m，A、C點(diǎn)的速度相同D.擺長(zhǎng)為2.5 m，A、B點(diǎn)的速度相同
　 (多選)(2024·新課標(biāo)卷·19)位于坐標(biāo)原點(diǎn)O的波源在t=0時(shí)開始振動(dòng)，振動(dòng)圖像如圖所示，所形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播。平衡位置在x=3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)時(shí)，波源恰好第2次處于波谷位置，則A.波的周期是0.1 sB.波的振幅是0.2 mC.波的傳播速度是10 m/sD.平衡位置在x=4.5 m處的質(zhì)點(diǎn)Q開始振動(dòng)時(shí)，　質(zhì)點(diǎn)P處于波峰位置
　 (多選)(2024·山東卷·9)甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸相向傳播，波速均為2 m/s。t=0時(shí)刻二者在x=2 m處相遇，波形圖如圖所示。關(guān)于平衡位置在x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)P，下列說(shuō)法正確的是A.t=0.5 s時(shí)，P偏離平衡位置的位移為0B.t=0.5 s時(shí)，P偏離平衡位置的位移為-2 cmC.t=1.0 s時(shí)，P向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D.t=1.0 s時(shí)，P向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
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　 (2024·北京市人大附中一模)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示，圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是A.該波的波速為4 m/sB.圖乙表示質(zhì)點(diǎn)S的振動(dòng)圖像C.質(zhì)點(diǎn)R在t=6 s時(shí)的位移最大D.質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過(guò)1 s沿x軸正方向移動(dòng)2 m
　 x=28 m處的質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第一次到達(dá)波峰？
(1)見解析圖　(2)見解析
1.(多選)(2024·廣東佛山市二模)某型號(hào)降噪耳機(jī)工作原理如圖所示，降噪過(guò)程包括如下幾個(gè)環(huán)節(jié)：首先，由微型麥克風(fēng)采集環(huán)境中的中、低頻噪聲；接下來(lái)，將噪聲信號(hào)傳至降噪電路；在降噪電路處理完成后，通過(guò)揚(yáng)聲器向外發(fā)出聲波來(lái)抵消噪聲；最后，我們耳朵就會(huì)感覺到噪聲減弱甚至消失。對(duì)該降噪耳機(jī)相關(guān)說(shuō)法正確的是A.耳機(jī)降噪利用了聲波的多普勒效應(yīng)B.抵消聲波的頻率與噪聲的頻率應(yīng)該相等C.抵消聲波與噪聲的相位差為零D.抵消聲波和環(huán)境噪聲在空氣中傳播的速度相等
2.(2024·廣東卷·3)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播。波速為1 m/s，t=0時(shí)的波形如圖所示。t=1 s時(shí)，x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移為A.0B.0.1 mC.-0.1 mD.0.2 m
4.(2024·湖南卷·2)如圖，健身者在公園以每分鐘60次的頻率上下抖動(dòng)長(zhǎng)繩的一端，長(zhǎng)繩自右向左呈現(xiàn)波浪狀起伏，可近似為單向傳播的簡(jiǎn)諧橫波。長(zhǎng)繩上A、B兩點(diǎn)平衡位置相距6 m，t0時(shí)刻A點(diǎn)位于波谷，B點(diǎn)位于波峰，兩者之間還有一個(gè)波谷。下列說(shuō)法正確的是A.波長(zhǎng)為3 mB.波速為12 m/sC.t0+0.25 s時(shí)刻，B點(diǎn)速度為0D.t0+0.50 s時(shí)刻，A點(diǎn)速度為0
5.(多選)(2023·天津卷·7)在均勻介質(zhì)中，位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源從t=0時(shí)開始沿y軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，形成沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，t=0.5 s時(shí)的波形如圖所示，此刻平衡位置在x=2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是A.該波在介質(zhì)中波速v=4 m/sB.x=1 m處質(zhì)點(diǎn)在t=0.3 s時(shí)位于波谷C.波源的位移表達(dá)式為y=0.02sin(5πt+π) mD.經(jīng)過(guò)半個(gè)周期x=-1 m處的質(zhì)點(diǎn)向左遷　移半個(gè)波長(zhǎng)
6.(多選)(2024·山東濟(jì)寧市一模)位于x=-3 cm和x=13 cm處的兩波源都只做了一次全振動(dòng)，形成兩列分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，振幅均為A=5 cm，t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示，此時(shí)波剛好傳到M、N兩點(diǎn)，M、P、Q、N在x軸上的坐標(biāo)分別為1 cm、3 cm、5 cm、9 cm，平衡位置在M處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是
A.t=2 s時(shí)，平衡位置在M處的質(zhì)點(diǎn)剛好運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)B.t=5 s時(shí)，平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)的位移為-10 cmC.P處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)過(guò)程中的最大位移大小為5 cmD.平衡位置坐標(biāo)為x=4 cm的質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的總路程為10 cm
9.(2023·全國(guó)甲卷·34(2))分別沿x軸正向和負(fù)向傳播的兩列簡(jiǎn)諧橫波P、Q的振動(dòng)方向相同振幅均為5 cm，波長(zhǎng)均為8 m，波速均為4 m/s。t=0時(shí)刻，P波剛好傳播到坐標(biāo)原點(diǎn)處，該處的質(zhì)點(diǎn)將自平衡位置向下振動(dòng)；Q波剛好傳到x=10 m處，該處的質(zhì)點(diǎn)將自平衡位置向上振動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩列波相遇。
(1)在給出的坐標(biāo)圖上分別畫出P、Q兩列波在t=2.5 s時(shí)刻的波形圖(P波用虛線，Q波用實(shí)線)；
(2)求出圖示范圍內(nèi)的介質(zhì)中，因兩列波干涉而振動(dòng)振幅最大和振幅最小的平衡位置。

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