高三物理第04期好题速递分项解析汇编 专题14 机械振动和机械波选修34含解析
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专题14 机械振动和机械波一、选择题A、P点在振动比Q点滞后半个周期B、P、Q在振动的过程中,位移的大小总相等C、在0.25s内,P点通过的路程为20cmD、该波波速为10/m sE、在相等的时间内,P、Q两质点通过的路程相等【答案】ABDE55420S A cm cm==⨯=,而实际上图示时刻,P点不在平衡位置或最大位移处,所以在0.25s内,P点通过的路程不是20cm,故C错误;由图知,该波的波长为2mλ=,则波速为20.210/Tv m sλ===,故D正确;由于P、Q的步调总是相反,所以在相等时间内,P、Q两质点通过的路程相等,故E正确。
考点:波长、频率和波速的关系【名师点睛】本题关键的抓住P 、Q 是反相点,振动情况总是相反这一特点进行分析,知道平衡位置相距半个波长奇数倍的两个质点是反相点,即是振动情况总是相反的点,间距通项为221012(),(,,,)x n n λ=+=⋯⋅。
2.【广东省佛山市第一中学2016届高三第三次模拟考试】(6分)一列简谐横波在弹性介质中沿x 轴正方向传播,波源位于坐标原点O ,t = 0时开始振动,3 s 时停止振动, 3.5 s 时的波形如图所示,其中质点a 的平衡位置与O 的距离为5.0m 。
以下说法正确的是__________。
(选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)A .波速为4 m/sB .波长为6 mC .波源起振方向沿y 轴正方向D .2.0 s ~3.0 s 内质点a 沿y 轴负方向运动E .0~3.0 s 内质点a 通过的总路程为1.4 m 【答案】ACE 【解析】考点: 机械波。
【名师点睛】波的传播方向与质点振动方向的互判方法3.【黑龙江省牡丹江市第一中学2017届高三上学期开学摸底考试物理试题】(多选)图甲为一列横波在t=0时的波动图象,图乙为该波中x=2m处质点P的振动图象,下列说法正确的是()A.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象,则所遇到的频率为0. 25HzB.若该波能发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4m大很多C.再过0.5s,P点的动能最大;D.波沿x轴正方向传播;【答案】CD考点:考查了横波图像,振动图像【名师点睛】在根据波的传播方向判断质点振动方向或者根据质点振动方向判断波传播方向时,走坡法是一种重要的方法,即下坡路上,上坡路下,简谐横波在传播过程中波上的各个质点只在平衡位置附近上下振动,不会随波迁移,当两个质点相隔波长的整数倍时,则这两个点为同相点,即振动步调相同,如果两个质点相隔半波长的奇数倍时,两个点为反相点,即振动步调相反4.【广西南宁二中、柳州高中、玉林高中2017届高三8月联考理科综合】(5分)如图为一列简谐横波在t=0时的波形图,波源位于坐标原点,已知当t=0.5s时x=4cm处的质点第一次位于波谷,下列说法正确的是_________(填正确答案标号,选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
(精心整理,诚意制作)专题14 机械振动和机械波(选修3-4)一、单项选择题1.【20xx·甘肃省兰州一中高三上学期期中考试理科综合】(5分)(单选)在学校运动场上5 0m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器.两个扬声器连续发出波长为5 m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10m,在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为__________A.2B.4 C.6 D.8二、多项选择题2.【20xx·吉林省东北四校协作体高三联合考试理科综合】(6分)一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图所示,此时质点P恰在波峰,质点Q恰在平衡位置且向上振动。
再过0.2s,质点Q第一次到达波峰,则正确的是A.波沿x轴负方向传播B.波的传播速度为30m/s C.1s末质点P的位移为零D.质P的振动位移随时间变化的关系式为mtx)22sin(2.0ππ+=E.0至0.9s时间内P点通过的路程为O.9m3.【20xx·云南省玉溪一中高三上学期期中考试理综试题】某波源S发出一列简谐横波,波源S的振动图像如图所示.在波的传播方向上有A、B两点,它们到S的距离分别为45 m和55 m.测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0 s.由此可知①波长λ=________m;②当B点离开平衡位置的位移为+6 cm时,A点离开平衡位置的位移是________cm.【答案】①20②-64.【20xx·宁夏银川一中高三上学期第三次月考】(6分)如图所示,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x=-0.2 m和x=1.2 m处,两列波的速度均为v=0.4 m/s,两波源的振幅均为A=2cm。
图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8 m的P、Q两质点刚开始振动。
质点M的平衡位置处于x=0.5m处,关于各质点运动情况判断正确的是()(填正确答案标号。
(精选+详解)2013届高三物理 名校试题汇编系列(第4期)专题14 机械振动和机械波一、单项选择题1.(浙江宁波市2013年高三3月“十校”联考理综试题)下列说 法中正确的是A .两列相同的水波发生干涉时,若两列波的波峰在P 点相遇,则P 的位移有时为零B .一弹簧振子做简谐运动,周期为T ,若△t=T /2,则在t 时刻和(t +△t )时刻弹簧的长度一定相等C .折射和衍射中不可能发生色散现象D .开普勃发现行星运动定律并给出了万有引力定律2.(福建省泉州市2013届高三下学期3月质量检查理综试卷)一列向右传播的简谐横波t =0时刻的波形如图甲所示,波速v =5m/s ,从t=5s 时刻开始扫描质点A 的振动图象如图乙所示,其中最符合实际的是2.D 解析:由题图甲可知,波长λ=20m ,可得周期T=λ/v=4s ;已知波向右传播可知,t =0时刻,质点A 正向下运动,经过5s 即T 411,质点A 处在平衡位置下方某一位置且正向下运动,所以最符合实际的是选项D 。
3.(江西省九校2013届高三3月联考理科综合试卷)一列沿x 轴正方向传播的简谐波t =0时刻的波形如图所示,t =0.2s 时C 点开始振动,则A.t=0.3s时,波向前传播了3m,质点B将到达质点C的位置B.t=0.05s时,质点A的速度方向向下C.0~0.6s内,质点B的平均速度为2m/sD.若同时存在一列振幅为10cm、频率为2.5Hz的沿x轴负方向传播的简谐波,则两列波相遇叠加的区域会出现干涉现象4.(北京市东城区普通校2012-2013学年第一学期联考试卷)图1是一列简谐横波在t = 2s 时的波形图,图2是这列波中P点的振动图象,则该波的传播速度和传播方向是A.v = 25 m/s ,向x轴负方向传播B.v = 25 m/s ,向x轴正方向传播C.v = 50 m/s ,向x轴负方向传播D.v = 50 m/s ,向x轴正方向传播4.C 解析:根据题图,波长λ=100m,周期T=2s,波速v=λ/T=50m/s;根据题图2可知,t = 2s时刻P点向上振动,据此可知,该波向x轴负方向传播。
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机械振动与机械波简谐振动一、学习目标1。
了解什么是机械振动、简谐运动2.正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
二、知识点说明1.弹簧振子(简谐振子):(1)平衡位置:小球偏离原来静止的位置;(2)弹簧振子:小球在平衡位置附近的往复运动,是一种机械运动,这样的系统叫做弹簧振子。
(3)特点:一个不考虑摩擦阻力,不考虑弹簧的质量,不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。
2.弹簧振子的位移-时间图像弹簧振子的s-t图像是一条正弦曲线,如图所示。
3。
简谐运动及其图像。
(1)简谐运动:如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。
(2)应用:心电图仪、地震仪中绘制地震曲线装置等。
三、典型例题例1:简谐运动属于下列哪种运动( )A.匀速运动 B.匀变速运动C.非匀变速运动 D.机械振动解析:以弹簧振子为例,振子是在平衡位置附近做往复运动,并且平衡位置处合力为零,加速度为零,速度最大.从平衡位置向最大位移处运动的过程中,由F=-kx可知,振子的受力是变化的,因此加速度也是变化的。
故A、B错,C正确。
简谐运动是最简单的、最基本的机械振动,D 正确。
一、选择题 1.【2022·北京卷】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的轴的正方向。
若振子位于N 点时开头计时,则其振动图像为【答案】A【解析】由于向右为正方向,振子位于N 点时开头计时,所以0时刻位移为正,在正向最大位移处,将向左运动,即向负方向运动,故A 正确。
【考点定位】简谐振动图像【方法技巧】在考纲上简谐振动这一块要求同学能从振动图象上猎取信息,会求简谐运动的路程和位移,以及把握简谐运动的表达式sin x A t ωϕ=+()。
2.【2022·天津卷】在均匀介质中坐标原点O 处有一波源做简谐运动,其表达式为π5sin()2y 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 =12 m 处,波形图象如图所示,则A .此后再经6 s 该波传播到x =24 m 处B .M 点在此后第3 s 末的振动方向沿y 轴正方向C .波源开头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 =–3 m 处所需时间是2 s 【答案】AB【解析】波的周期T =4 s ,波长λ=8 m ,波速 2 m/s v Tλ==,则再经过6 s ,波传播的距离为x =vt =12 m ,【考点定位】机械波的传播、质点的振动【名师点睛】此题考查了质点的振动及机械波的传播;要知道质点振动一个周期,波向前传播一个波长的距离;各个质点的振动都是重复波源的振动,质点在自己平衡位置四周上下振动,而不随波迁移;能依据波形图及波的传播方向推断质点的振动方向。
3.【2022·四川卷】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10 m 的两质点,波先传到P ,当波传到Q 开头计时,P 、Q 两质点的振动图像如图所示。
则A .质点Q 开头振动的方向沿y 轴正方向B .该波从P 传到Q 的时间可能为7 sC .该波的传播速度可能为2 m/sD .该波的波长可能为6 m【答案】AD【解析】由图线可知,质点Q 开头起振的方向沿y 轴正方向,选项A 正确;振动由P 向Q 传播,由图线可知T =6 s ,故振动从P 传到Q 的时间可能为(nT +4) s=v (6n +4) s ,(n =1、2、3、……),故不行能为7 s 选项B 错误;依据(nT +4)v =10 m 可得10m/s 64v n =+(n =1、2、3、……),故波速不行能为2 m/s ,选项C 错误;依据60m 64vT n λ==+,当n =1时,λ=6 m ,选项D 正确;故选AD 。
专题必背14 机械振动机械波(选修3-4)【必背知识点】一、机械振动1.简谐运动的对称性(1)振动质点经过关于平衡位置对称的两点时,位移x、回复力F、速度v、加速度a、动能E k、势能E p的大小都相等,其中回复力F、加速度a与位移x方向相反,速度与位移x的方向可能相同,也可能相反.(2)振动质点通过关于平衡位置对称的两段等长线段的时间相等.2.简谐运动的周期性(1)周期性:简谐运动的位移x、速度v、加速度a、回复力F、动能E k和势能E p都随时间作周期性变化,x、v、a、F的变化周期为T,E k和E p的变化周期为T 2.(2)质点在任意时刻开始计时的一个周期内通过的路程s=4A(A 为振幅),半个周期内通过的路程s=2A.但从不同时刻开始计时的四分之一周期内,路程不一定等于振幅A.二、机械波1.波长、波速与频率(周期)的关系v=λf=λT波的频率(周期)等于振源的频率(周期),与介质无关,波从一种介质进入另一种介质,频率(周期)是不变的;波在介质中的传播速度v 由介质的性质决定;波长等于波在一个周期内向外传播的距离,其大小取决于波的频率及介质的性质(波速v ).波速也可用公式v =Δx Δt 计算,其中Δx 为Δt 时间内波沿传播方向传播的距离.2.振动图象与波的图象的比较振动图象反映了一个质点的位移x (位置坐标)随时间t 变化的关系,波动图象反映了一系列质点在某一时刻相对其平衡位置的位移随质点的平衡位置变化的关系;由振动图象可确定周期T 、振幅A 、各时刻的位移及速度方向,由波动图象可确定波长λ、振幅A 、波峰和波谷的位置、各个质点的位置及速度方向(结合传播方向).注意:(1)简谐运动与其在介质中的传播形成的简谐波的振幅、频率均相同.(2)简谐振动和简谐波的图象均为正弦(或余弦)曲线.(3)振动和波动的图象中质点振动方向判断方法不同.3.波的干涉:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强的区域和振动减弱的区域互相隔开,这种现象叫波的干涉.路程差Δx =2n +12λ(n =0,1,2…)的点为振动减弱点;路程差Δx =nλ(n =0,1,2…)的点为振动加强点.4.波的衍射:波绕过障碍物继续传播的现象.发生明显衍射的条件是,波长大于障碍物、小孔的尺寸或差不多.三、振动图象与波动图象问题1.由振动图象判定质点在某时刻的振动方向振动图象中质点在某时刻的振动方向可根据下一个时刻(远小于T 4)质点的位移(位置坐标)确定,也可根据图象中该时刻对应的曲线斜率的正负确定.2.波动图象中质点的振动方向与波的传播方向(1)“上下坡法”:将波形想象成一段坡路,沿着波传播的方向看,位于“上坡”处的各质点振动方向向下,位于“下坡”处的各质点振动方向向上.(2)微平移法:波的传播过程其实是波形沿传播方向的平移,作出微小时间Δt 后的波形,可确定各质点经Δt 后到达的位置,由此可确定各质点的振动方向.3.振动图象与波动图象结合解答振动图象和波动图象结合的问题,应注意两种图象意义的理解,波动图象是某时刻一系列质点的振动情况的反映,振动图象是某一质点在不同时刻的振动情况的反映;其次要从一种图象中找到某一质点的振动信息,由此结合题设条件及相应的振动或波动规律推导另一种图象的相关情况。
(精心整理,诚意制作)20xx届高三名校物理试题解析分项汇编(新课标Ⅰ版)(第05期)专题14 机械振动和机械波(选修3-4)1.【20xx·湖北省××市高三2月调研测试题】(6分)下列说法正确的是。
(填正确答案标号。
选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小的平方根成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动B.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法俗称“彩超”C.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散D.麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是:变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场E.狭义相对论表明物体运动时的质量总是要小于静止时的质量2. 【20xx·江西省九所重点高中高三3月联考试题】如图所示,实线与虚线分别表示振幅(A)、频率均相同的两列波的波峰和波谷。
此刻,M是波峰与波峰相遇点,下列说法中正确的是(填入正确选项前的字母。
(选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分。
每错1个扣3分,最低得分为0分)A.该时刻质点O正处于平衡位置B.P、N两质点始终处在平衡位置C.随着时间的推移,质点M将向O点处移动D.从该时刻起,经过四分之一周期,质点M到达平衡位置,此时位移为零、E.OM连线中点是振动加强的点,其振幅为2A【答案】BDE【解析】试题分析:由图知O点是波谷和波谷叠加,是振动加强点,不是平衡位置,A错误;P、N两点是波谷和波峰叠加,由于振幅相同,位移始终为零,即处于平衡位置,故B正确;振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动,不会“随波逐流”,所以C错误;此时M点在波峰位置,从该时刻起,经过四分之一周期,质点M到达平衡位置,D正确;因为OM是振动加强点,所以OM连线中点也是振动加强的点,其振幅为2A ,选项D 正确。
专题14 机械振动和机械波(选修3-4)1、【2016年抚顺市普通高中应届毕业生高考模拟考试理综合试题】图a为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1m处的质点,Q是平衡位置为x=4m处的质点,图b为质点Q的振动图象,则下列说法正确的是()A.该波的周期是0.10sB.该波的传播速度为40m/sC.该波沿x轴的负方向传播D.t=0.10s时,质点Q的速度方向向下E.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm2、【江苏省扬州市2016届高三上学期期末检测物理试题】如图所示,A、B、C三个小钢球的质量分别为2m、1m、m,A球振动后,通过张紧的水平细绳给其它各摆施加驱动力,当B、C振动达到稳定时,下列说法2正确的是A、B的振动周期最大B、C的振幅比B的振幅小C、C的振幅比B的振幅大D、A、B、C的振动周期相等3、【江苏省南通市2016届高三第一次调研测试物理】一列简谐横波沿+x 方向传播,波长为λ,周期为T .在t =0时刻该波的波形图如图甲所示,O 、a 、b 是波上的三个质点.则图乙可能表示________(选填“O ”、“a ”或“b ”)质点的振动图象;t =4T 时刻质点a 的加速度比质点b 的加速度________(选填“大”或“小”).4、 【常州市教育学会学业水平监测高三物理期末试卷】如图所示为某一介质中的甲、乙两个质点振动的位移随时间变化的图象,在t =5 s 时,两质点的振动方向 ▲ (填“相同”或“相反”).由于两质点的振动,在同一介质中形成了两列机械波,两列波的波长之比λ甲∶λ乙= ▲ .5、【2016年深圳市高三第一次调研考试理科综合测试】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,它的振动图象如图(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A→OC.第0.4s 末质点的加速度方向是A→OD.第0.7s 时质点位置在O 点与A 点之间E.在4s 内完成5次全振动6、【佛山市2016届高三教学质量检测(一)理综物理试题】下列说法正确的是A 、全息照片的拍摄利用了光的衍射原理B .只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力频率C .在阳光下,肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹,这是光的干涉现象D.鸣笛汽车驶近路人的过程中,路人听到的声波频率与该波源的相比增大E.两列声波在空中相遇时不会相互干扰,会按原有的频率、传播方向继续传播7、【福建省莆田市2016届高三毕业班3月质量检测理综】如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,乙图为质点6从t=0开始计时的v-t图像,设沿y轴正方向为振动正方向,则下列说法中正确的是____。
专题14 机械振动和机械波(选修3-4)一、选择题1.【辽宁省鞍山市第一中学2017届高三上学期第一次模拟考试】一列简谐横波沿x 轴的正向传播,振幅为2cm ,周期为T .已知在t=0时刻波上相距50cm 的两质点a 、b 的位移都是cm ,但运动方向相反,其中质点a 沿y 轴负向运动,如图所示,下列说法正确的是( 填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分 )A .该列简谐横波波长可能为37.5cmB .该列简谐横波波长可能为12cmC .质点a ﹑质点b 的速度在某一时刻可以相同D .当质点b 的位移为+2cm 时,质点a 的位移为负E .在t=3T时刻质点b 速度最大 【答案】BCE△x=v △t=v6T =6λ.则通式为(n+16)λ=50cm ;则波长的表达式为:λ=30065n +(n=0,1,2,3…);若波长为37.5cm ,则n 不是整数;故波长不可能为37.5cm ;故A 错误;当n=4时,带入λ=30065n +可得λ=12cm ;故B 正确;在两质点振动时,若两点分别位于上下方时,则两物体的速度可以相同;故C 正确;当质点的位移为2时,b 到达正向位移处,此时a 还未到达平衡位置;故D 错误;由以上分析可知,当经t=时刻质点b 运动平衡位置,方向向下,故b 的速度最大;E 正确;所以选BCE 正确。
考点:机械振动、机械波2.【湖北省华中师范大学第一附属中学2017届高三上学期期中考试】一列简谐横波沿x 轴正方向传播,t =0时波形图如图中实线所示,此时波刚好传到c 点,t =0.6s 时波恰好传到e 点,波形如图中虚线所示,a 、b 、c 、d 、e 是介质中的质点,下列说法正确的是( )A .当t =0.5s 时质点b 和质点c 的位移相等B .当t =0.6s 时质点a 的位移为 -35cmC .质点c 在0~0.6s 时间内沿x 轴正方向移动了3mD .质点d 在0~0.6s 时间内通过的路程为20cmE .这列简谐横波遇到频率为1Hz 的另一列简谐横波时我们能够观察到干涉现象 【答案】ABDc 点的位移:0.56[0.102()]0.84==csin y π⨯--,当质点b 、c 的位移相同,故A 正确;质点a 的初相为 4π,振动方程()510()24==y Asin t sin t ππωϕ++,当0.6t s =时 5100.64()2==asin y ππ⨯+-,故B 正确;质点c 在这段时间内只是沿振动的方向振动,没有沿x 轴正方向移动,故C 错误;由图可知,质点d 在0.6s 内先向上运动到达最高点后又返回平衡位置,在这段时间内通过的路程是2倍的振幅,为20cm ,故D 正确;因为发生干涉的两列波频率相同,这列简谐横波的频率为54Hz,遇到频率为1Hz的另一列简谐横波时,我们不能够观察到干涉现象,故E错误。
高中物理学习材料(马鸣风萧萧**整理制作)专题14 机械振动和机械波(选修3-4)(原卷版)全国新课标Ⅰ卷有其特定的命题模板,无论是命题题型、考点分布、模型情景等,还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。
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本资料以全国新课标Ⅰ卷考区的最新名校试题为主,借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标Ⅰ卷考区具有借鉴价值的典型题,优化组合,合理编排,极限命制。
备注:新课标Ⅰ卷专版所选试题和新课标Ⅱ卷专版所选试题不重复,欢迎同时下载使用。
一、单项选择题1.【2014·黄梅一中高三适应训练5】如图所示,一列简谐横波沿x轴负方向传播,关于图中标明的四个质点,速度为正、加速度为负的质点是()A.M B.N C.P D.Q2.【2014·黄梅一中高三适应训练5】在用水槽演示水波的衍射实验中,若打击水面的振子振动的频率是5 Hz,水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d为()A.d=10 cm B.d=1 m C.d >>1 cm D.d <1 cm3.【2014·黄梅一中高三适应训练5】下列说法中正确的是()A.一列波在向前传播,当波源突然停止振动时,其他质点也同时停止振动B.纵波在传播过程中,质点也不随波的传播而迁移C.站在火车站的人听到一列鸣笛的火车的音调由高变低,可以判断火车正向你驶来D.在空旷的山谷里喊叫,可以听到回声,是声波的衍射现象4.【2014·黄梅一中高三适应训练5】如图所示,一简谐横波在x轴上传播,轴上a、b两点相距12m.t=0时a点为波峰,b点为波谷;t=0.5s时a点为波谷,b点为波峰,则下列判断只正确的是()A.波一定沿x轴正方向传播B.波长可能是8mC.周期可能是0.5sD.波速一定是24m/s二、多项选择题:5.【2014·武汉新洲区高三期末检测】如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在时刻t的波形图,如图乙所示为质点b从时刻t开始计时的v-t图象.若设振动正方向为沿+ y 轴方向,则下列说法中正确的是()A.该简谐横波沿x轴负方向传播B.该简谐横波波速为0.4 m/sC.若该波发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多D.在时刻t,质点a的加速度比质点b的大E.再经过2s,质点a随波迁移0.8 m6.【2014·黄梅一中高三适应训练5】如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端连结一质量为m的木块置于OO′处,此时弹簧处于原长位置.现将木块从OO′处向右拉开一段位移L,然后放手,使木块在粗糙水平地面上减幅振动直至静止,设弹簧第一次恢复原长时木块的速度为v0,则()A.弹簧第一次向左运动的过程中,木块始终加速B.木块第一次向左运动的过程中,速度最大的位置在OO′处C.木块先后到达同一位置时,动能一定越来越小D.整个过程中木块只有一次机会速率为v07.【2014·黄冈高三上学期期末考试】(6分)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的波形如图示,质点A与质点B相距1 m,A点速度沿y轴正方向;t=0.02 s时,质点A第一次到达正向最大位移处,由此可知(填入正确选项前的字母。
一、单项选择题1.【浙江省杭州第二中学2019学年高二下学期期中考试物理试题】做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是A.位移B.速度C.加速度D.回复力【答案】B考点:简谐振动【名师点睛】本题考查对简谐运动周期性及特点的理解,要知道同一位置的位移一定相同,加速度和回复力与位移都是成正比反向关系,由此进行判断三个物理量的关系.2.【浙江省宁波市效实中学2019学年高二下学期期中考试物理试题】一个在水平面内做简谐运动的弹簧振子,从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点a时开始计时,下列说法中正确的是A.到它第二次经过a点时,所需时间为半个周期B.到它第二次经过a点时,所需时间为一个周期C.到它第三次经过a点时,所需时间为一个周期D.到它第三次经过a点时,所需时间为二个周期【答案】C【解析】因为是从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点a时开始计时,故到它第二次经过a点时不一定是半个周期,更不可能是一个周期,选项AB错误;到它第三次经过a 点时,所需时间才为一个周期,选项C正确,D错误;故选C.考点:简谐振动【名师点睛】弹簧振子做简谐振动,具有周期性.当振子的速度再次与零时刻的速度相同时,可能振子通过关于平衡位置对称点,经过的时间为不一定是一个周期.振子在一个周期内,经过的路程是4个振幅.当振子再次经过此位置时,经过的时间不一定是一个周期。
3.【四川省成都市石室中学2019学年高二4月月考物理试题】根据所学知识判断,下列说法中正确的是A.一交流电动机铭牌上标有“380 V,12 A”,这里的两个值都是指输入交流电的最大值B.简谐运动的一次全振动是指振子的速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程C.水平弹簧振子做简谐运动时的能量等于在平衡位置时振子的动能D.直流输电的过程中是先通过转变器将交流变成直流再输入升压变压器,以提高输送电压,减小能量损耗【答案】C考点:交流电的有效值;简谐振动及其能量;远距离输电【名师点睛】此题是对交流电的有效值、简谐振动及其能量以及远距离输电问题的考查;要知道电动机铭牌上标注的,电表的读数等都是交流电的有效值;注意理解全振动的概念;变压器是不能改变直流电的电压的.4.【四川省成都市石室中学2019学年高二4月月考物理试题】如图两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz,乙弹簧振子的固有频率为72 Hz,当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时,则两个弹簧振子的振动情况是A.甲的振幅较大,且振动频率为8 Hz B.甲的振幅较大,且振动频率为9 Hz C.乙的振幅较大,且振动频率为9 Hz D.乙的振幅较大,且振动频率为72 Hz【答案】B【解析】支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时,甲乙两个弹簧振子都做受迫振动,它们振动的频率都等于驱动力的频率9Hz,由于甲的频率接近于驱动力的频率,所以甲的振幅较大.故B正确,ACD错误.故选B.考点:受迫振动【名师点睛】此题是对受迫振动的考查;要知道物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与固有频率无关.当驱动力的频率接近于物体的固有频率时,物体发生共振,振幅最大。
(精心整理,诚意制作)1.【20xx·浙江卷】下列说法正确的是()A.机械波的振幅与波源无关B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定C.物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D.动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关2.【20xx·浙江卷】一位游客在千岛湖边欲乘游船,当日风浪很大,游船上下浮动。
可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20cm,周期为3.0s。
当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。
地面与甲板的高度差不超过10cm时,游客能舒服地登船。
在一个周期内,游客能舒服地登船的时间是()A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s3.【20xx·天津卷】平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动,产生频率为50Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播,波速均为100m/s ,平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着,P 、Q 的x 轴坐标分别为m3m 5.3-==Q P x x 、,当S 位移为负且向-y 方向运动时,P 、Q 两质点的A .位移方向相同、速度方向相反B .位移方向相同、速度方向相同C .位移方向相反、速度方向相反D .位移方向相反、速度方向相同4.【20xx·安徽卷】在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律。
法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。
已知单摆摆长为l ,引力常量为G ,地球质量为M ,摆球到地心的距离为r ,则单摆振动周期T 与学科网距离r 的关系式为( )A.l GMrT π2= B. GMlrT π2= C. l GM rT π2=D. GM rlT π2=【答案】B5.【20xx·山东卷】一列简谐横波沿直线传播。
以波源O 为平衡位置开始振动为计时零点,质点A 的振动图象如图所示,已知O 、A 的平衡位置相距0.9m ,以下判断正确的是 。
专题14 机械振动和机械波(选修3-4)一、选择题1.【辽宁省鞍山市第一中学2017届高三上学期第一次模拟考试】一列简谐横波沿x 轴的正向传播,振幅为2cm ,周期为T .已知在t=0时刻波上相距50cm 的两质点a 、b cm ,但运动方向相反,其中质点a 沿y 轴负向运动,如图所示,下列说法正确的是( 填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分 )A .该列简谐横波波长可能为37.5cmB .该列简谐横波波长可能为12cmC .质点a ﹑质点b 的速度在某一时刻可以相同D .当质点b 的位移为+2cm 时,质点a 的位移为负E .在t=3T 时刻质点b 速度最大 【答案】BCE△x=v △t=v 6T =6λ.则通式为(n+16)λ=50cm ;则波长的表达式为:λ=30065n +(n=0,1,2,3…);若波长为37.5cm ,则n 不是整数;故波长不可能为37.5cm ;故A 错误;当n=4时,带入λ=30065n +可得λ=12cm ;故B 正确;在两质点振动时,若两点分别位于上下方时,则两物体的速度可以相同;故C 正确;当质点的位移为2时,b 到达正向位移处,此时a 还未到达平衡位置;故D 错误;由以上分析可知,当经t=时刻质点b 运动平衡位置,方向向下,故b 的速度最大;E 正确;所以选BCE 正确。
考点:机械振动、机械波2.【湖北省华中师范大学第一附属中学2017届高三上学期期中考试】一列简谐横波沿x 轴正方向传播,t =0时波形图如图中实线所示,此时波刚好传到c 点,t =0.6s 时波恰好传到e 点,波形如图中虚线所示,a 、b 、c 、d 、e 是介质中的质点,下列说法正确的是( )A .当t =0.5s 时质点b 和质点c 的位移相等B .当t =0.6s 时质点a 的位移为 -35cmC .质点c 在0~0.6s 时间内沿x 轴正方向移动了3mD .质点d 在0~0.6s 时间内通过的路程为20cmE .这列简谐横波遇到频率为1Hz 的另一列简谐横波时我们能够观察到干涉现象【答案】ABDc 点的位移:0.56[0.102()]0.8420==c sin m y π⨯--,当质点b 、c 的位移相同,故A 正确;质点a 的初相为 4π,振动方程()510()24==y Asin t sin t ππωϕ++,当0.6t s =时 5100.64()2==a sin y ππ⨯+-,故B 正确;质点c 在这段时间内只是沿振动的方向振动,没有沿x 轴正方向移动,故C 错误;由图可知,质点d 在0.6s 内先向上运动到达最高点后又返回平衡位置,在这段时间内通过的路程是2倍的振幅,为20cm ,故D 正确;因为发生干涉的两列波频率相同,这列简谐横波的频率为 54Hz ,遇到频率为1Hz 的另一列简谐横波时,我们不能够观察到干涉现象,故E 错误。
考点:波长、频率和波速的关系、横波的图象3.【内蒙古鄂尔多斯市一中2017届高三上学期第四次月考】两列简谐横波I 和Ⅱ分别沿x 轴正方向和负方向传播,两列波的波速大小相等,振幅均为5cm. t=0时刻两列波的图像如图所示,x=- lcm和x=lcm的质点刚开始振动.以下判断正确的是A.I、Ⅱ两列波的频率之比为2:1B.t=0时刻,P、Q两质点振动的方向相同C.两列波将同时传到坐标原点OD.两列波的波源开始振动的起振方向相同E.坐标原点始终是振动加强点,振幅为l0cm【答案】ACD考点:横波的图象、波长、频率和波速的关系4.【陕西省宝鸡中学2017届高三月考(二)理科综合】图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=1.0s时刻的波形图,图乙为参与波动的某一质点的振动图像,则下列说法正确的是______选对1个给2分,选对2个给3分,选对3个给5分,没选错一个扣3分,最低得分为0)A.该简谐横波的传播速度为4m/sB.从此时刻起,经过2s,P质点运动了8米的路程C.从此时刻起,P质点比Q质点先回到平衡位置D.乙图可能是甲图x=2m处质点的振动图像E.此时刻M质点的振动速度小于Q质点的振动速度【答案】ACD考点:考查了横波图像,振动图像5.如图所示,甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,乙为介质中x=2m处的质点P此时此刻为计时起点的振动图像,质点Q的平衡位置位于x=3. 5m处,下列说法正确的是()A.这列波的沿x轴正方向传播B.这列波的传播速度是20m/sC.在0.3s时间内,质点P向右移动了3 mD.t=0.1s时,质点P的加速度大于质点Q的加速度E.t=0.25s时,x=3.5m处的质点Q到达波峰位置【答案】ADE【解析】由乙图读出,t=0时刻质点的速度向上,则由波形的平移法可知,这列波沿x轴正方向传播.故A正确.由图知:λ=4m,T=0.4s,则波速4/10/0.4v m s m sTλ===.故B错误.据波的传播特点可知,质点并不随波迁移,而是在平衡位置附近做简谐运动,故C错误;当t=0.1s 时,质点P处于最大位移处,据简谐运动的特点可知,此时加速度最大;而质点Q此时不在最大位移处,所以质点P的加速度大于质点Q的加速度,故D正确;据图象可知经过0.2 s 时,质点P再次到达平衡位置,运动方向向下,而质点Q位于平衡位置上方;由于两质点相距1.5m,再经过0.05s时,质点P位移与质点Q在0时刻的位移相同,所以质点Q处于平衡位置的最上方,即处在波峰,故E正确.故选ADE。
考点:振动图像和波的图线6.【四川省双流中学2017届高三上学期综合测试(三)理科综合】(5分)图(a)为一列简谐横波在t=0 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(b)为质点Q的振动图象。
下列说法正确的是()(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)A.这列简谐波沿x轴正方向传播B.这列简谐波沿x轴负方向传播C.波的传播速度为20m/sD.从t=0 到t=0.25s,波传播的距离为 50cmE.在t=0.10s 时,质点P的加速度方向与y 轴正方向相同【答案】ACE考点:振动图像和波的图线7.【内蒙古鄂尔多斯市一中2017届高三上学期第四次月考】(5分)两列简谐横波I和Ⅱ分别沿x轴正方向和负方向传播,两列波的波速大小相等,振幅均为5cm. t=0时刻两列波的图像如图所示,x=- lcm和x=lcm的质点刚开始振动.以下判断正确的是(填正确答案标号,选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)A.I、Ⅱ两列波的频率之比为2:1 B.t=0时刻,P、Q两质点振动的方向相同C.两列波将同时传到坐标原点O D.两列波的波源开始振动的起振方向相同E.坐标原点始终是振动加强点,振幅为l0cm【答案】ACD考点:机械波的传播8.【广西桂林市桂林中学2017届高三11月月考理科综合】波源质点在坐标原点O沿Y方向上下振动,已知t=0时刻波恰好传到x=20cm的质点处,波形如图,波沿轴正向传播,波速为2m/s,由此可知()A、波源质点的振动周期一定为0.2sB、介质中各质点的振幅一定为4cmC、波源质点的起振方向一定沿Y轴负方向D、再经过0.4s波恰好传到x=60cm的P点E、当波源质点沿着X轴正向运动时,站在x轴正向相对于地面静止的观察者接收到的波的频率在变大【答案】BCE【解析】波源质点的振动周期等于波的周期,在大小为0.20.12T svλ===,选项A错误;介质中各质点的振幅一定为4cm,选项B正确;波传到x=20cm的质点处时,此质点的振动方向向下,故波源质点的起振方向一定沿Y轴负方向,选项C正确;波传到x=60cm的P点需要的时间是0.40.22xt s sv===,选项D错误;根据多普勒效应可知,当波源质点沿着X轴正向运动时,站在x轴正向相对于地面静止的观察者接收到的波的频率在变大,选项E正确;故选BCE.考点:机械波的传播;多普勒效应9.【河北省衡水中学2017届高三上学期期中考试】(4分)图(a)为一列简谐横波在t=0 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(b)为质点Q 的振动图象。
下列说法正确的是()(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)A.这列简谐波沿x 轴正方向传播B.这列简谐波沿x 轴负方向传播C.波的传播速度为20m/sD.从t=0 到t =0.25s,波传播的距离为 50cmE.在t=0.10s 时,质点Q 的加速度方向与y 轴正方向相同【答案】ACE考点:机械波的传播。
10.【重庆市第八中学2017届高三上学期第一次适应性考试】(5分)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图19中实线所示,t=0.2s(T>0.2s)时刻的波形如图中虚线所示。
P 是传播介质中离坐标原点x P=2.5m处的一个质点,t=0时刻P质点正向y轴负方向运动。
则下列说法正确的是 . (填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)A .该波向x 轴正方向传播B .质点P 的振幅为0.1mC .该波的频率为154Hz D .该波的传播速度为15m/sE .在t =0.2s 时刻,与P 相距1m 处的质点沿x 轴负方向运动【答案】BCD考点:考查波长、频率和波速的关系;横波的图象.二、非选择题1.【兰州市第一中学2017届高三上学期期中考试】(5分)如图所示,在某一均匀介质中,A 、B 是振动情况完全相同的两个波源,其简谐运动表达式为x =0.1πsin (20πt ) m ,介质中P 点与A 、B 两波源间距离分别为4 m 和5 m ,两波源形成的简谐横波分别沿AP 、BP 方向传播,波速都是10 m/s 。
①简谐横波的波长为________m 。
②P 点的振动________(填“加强”或“减弱”)【答案】①m fv 1==λ ②P 点为振动加强的点 【解析】(1)①由振动的表达式知波动中质点振动的频率即波的频率为Z H f 102==πω 图 19则波长为m fv 1==λ ②λ44==m AP ,λ55==m BPλ=-AP BP ,故P 点为振动加强的点。
考点:波长、频率和波速的关系;波的叠加。
2.【辽宁省鞍山市第一中学2017届高三上学期第一次模拟考试】(10分)在某种种介质中,S 1、S 2处有相距4m 的两个波源,沿垂直纸面方向做简谐振动,其周期分别为T 1=0.8s 和T 2=0.4s ,振幅分别为A 1=2cm 和A 2=lcm ,在该介质中形成的简谐波的波速为v=5m/s .S 处有一质点,它到S 1的距离为3m ,且SS 1⊥S 1S 2,在t=0时刻,两波源同时开始垂直纸面向外振动,试求:(1)t=0时刻振动传到S 处的时间差;(2)t=l0s 时,s 处质点离开平衡位置的位移大小.【答案】(1)0.4s (2)2cm【解析】(1)由题意可知:25ss m ==; (1分) S 1在t=0时的振动传到S 质点所需的时间:1130.65ss t s v === (1分) S 2在t=0时的振动传到S 质点所需的时间:22515ss t s v === (1分) 那么S 1、S 2在t=0时的振动传到S 质点的时间差为:210.4t t t s ∆=-= (2分)考点:波的叠加3.【贵州省铜仁市第一中学2017届高三上学期第三次月考理科】(10分)取一根柔软的弹性绳,将绳的右端固定在竖直墙壁上,绳的左端自由,使绳处于水平伸直状态.从绳的端点开始用彩笔每隔0.50 m标记一个点,依次记为A、B、C、D……如图所示.现用振动装置拉着绳子的端点A沿竖直方向做简谐运动,若A点起振方向向上,经0.1 s第一次达正向最大位移,此时C点恰好开始起振,则①绳子形成的波是横波还是纵波?简要说明判断依据,并求波速为多大;②从A开始振动,经多长时间J点第一次向下达到最大位移?③画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形图象.【答案】①横波;10m/s ②0.75s ③波形图象如图;设J点向上起振后经t2时间第一次到负向最大位移,则230.3? 4t T s==,所以所求时间t=t1+t2=0.75 s.③当J点第一次向下达到最大位移时,波形图象如图所示考点:机械波的传播。