第1講機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波,專題五加試選擇題題型強(qiáng)化,內(nèi)容索引,考點(diǎn)一機(jī)械振動(dòng)的理解,考點(diǎn)二機(jī)械波的理解,考點(diǎn)三振動(dòng)和波動(dòng)圖象的綜合分析,機(jī)械振動(dòng)的理解,考點(diǎn)一,1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征 (1)受力特征：回復(fù)力滿足Fkx. (2)運(yùn)動(dòng)特征：當(dāng)物體靠近平衡位置時(shí)，a、F、x都減小，v增大；當(dāng)物體遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，a、F、x都增大，v減小. (3)能量特征：對(duì)同一彈簧振子或單擺來說，振幅越大，能量越大，在振動(dòng)過程中，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒. (4)周期性特征：物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位移、回復(fù)力、加速度、速度等矢量都隨時(shí)間做周期性的變化. (5)對(duì)稱性特征：速率、加速度等關(guān)于平衡位置對(duì)稱.,2.振動(dòng)圖象提供的信息 (1)由圖象可以看出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅、周期. (2)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移. (3)可以確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向. (4)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度和速度的方向. (5)能夠比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度的大小.,例1(多選)(2018嘉興市期末)如圖1所示，為一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，曲線滿足正弦變化規(guī)律，則下列說法中正確的是 A.該振動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) B.該振動(dòng)的振幅為10 cm C.前0.08 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)發(fā)生的位移為20 cm D.0.04 s末，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿x軸負(fù)方向,答案,圖1,解析,解析題圖圖象表示質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故A正確； 由圖知，振幅為5 cm，故B錯(cuò)誤； 由圖知周期T0.08 s，在0.08 s末，質(zhì)點(diǎn)又回到平衡位置.前0.08 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)發(fā)生的位移為0 cm，故C錯(cuò)誤； 由振動(dòng)規(guī)律知，0.04 s末質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿x軸負(fù)方向，故D正確.,1.(多選)如圖2是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移時(shí)間圖象(水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閠軸)，下列關(guān)于該圖象的說法正確的是 A.該圖象的坐標(biāo)原點(diǎn)是建立在彈簧振子小球的平衡位置 B.從圖象可以看出小球在振動(dòng)過程中是沿t軸方向移動(dòng)的 C.為了顯示小球在不同時(shí)刻偏離平衡的位移，讓底片沿 垂直x軸方向勻速運(yùn)動(dòng) D.圖象隨時(shí)間的推移而發(fā)生平移,答案,圖2,解析,解析由題圖看出，彈簧振子在x軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，小球并不是沿t軸方向移動(dòng)，由對(duì)稱性可知，該圖象的坐標(biāo)原點(diǎn)是建立在彈簧振子小球的平衡位置，故A正確，B錯(cuò)誤； 類似于沙擺實(shí)驗(yàn)，為了顯示小球在不同時(shí)刻偏離平衡的位移，讓底片沿垂直x軸方向勻速運(yùn)動(dòng)，故C正確； 圖象反映了小球的位移隨時(shí)間變化的情況，圖象不隨時(shí)間的推移而發(fā)生平移，故D錯(cuò)誤.,2.(多選)(2018金華市十校聯(lián)考)如圖3所示為一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)的共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系)，則 A.此單擺的固有周期約為2 s B.此單擺的擺長(zhǎng)約為1 m C.若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大 D.若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將右移,答案,圖3,解析,解析單擺做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相等；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)，發(fā)生共振，則固有頻率為0.5 Hz，周期為2 s，故A正確； 由題圖可知，共振時(shí)單擺的振動(dòng)頻率與固有頻率相等，則周期為2 s.,若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，故C錯(cuò)誤； 若擺長(zhǎng)增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動(dòng)，故D錯(cuò)誤.,3.(多選)(2017嘉興市3月模擬)如圖4甲所示，O是單擺的平衡位置，B、C是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置.此單擺振動(dòng)圖象如圖乙所示，則 A.單擺振幅是16 cm B.單擺擺長(zhǎng)約為1 m C.擺球經(jīng)過O點(diǎn)加速度不為零 D.擺幅減小，周期也減小,答案,圖4,4.(多選)甲、乙兩單擺的振動(dòng)圖象如圖5中A、B圖線所示.已知乙擺的擺長(zhǎng)為0.992 m.下列判斷正確的是 A.甲擺的擺長(zhǎng)小于0.992 m B.甲擺的振幅比乙擺的振幅大 C.甲擺振動(dòng)的頻率比乙擺振動(dòng)的頻率高 D.在t1 s時(shí)，乙擺有負(fù)向的最大速度,圖5,答案,解析,解析由題圖可得：T甲1.5 s，T乙2 s，,由圖象可得：A乙9 cm，A甲6 cm，甲擺的振幅比乙擺的振幅小，故B錯(cuò)誤； 由圖象可得：T甲1.5 s，T乙2 s，,由圖象可知在t1 s時(shí)，乙圖線處于最低點(diǎn)，說明乙擺動(dòng)到最高點(diǎn)，速度為零，故D錯(cuò)誤.,機(jī)械波的理解,考點(diǎn)二,1.波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的互判方法 (1)“上下坡法” (2)“同側(cè)法” (3)“微平移法” 2.波的圖象特點(diǎn) (1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播n)時(shí)，波形不變. (2)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的距離為n，n1,2,3時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n1) ，n0,1,2,3時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相反. (3)波源的起振方向決定了它后面的質(zhì)點(diǎn)的起振方向，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同.,例2(多選)(2018浙江4月選考16)兩列頻率相同、振幅均為A的簡(jiǎn)諧橫波P、Q分別沿x和x軸方向在同一介質(zhì)中傳播，兩列波的振動(dòng)方向均沿y軸.某時(shí)刻兩波的波面如圖6所示，實(shí)線表示P波的波峰、Q波的波谷；虛線表示P波的波谷、Q波的波,圖6,答案,解析,峰.a、b、c為三個(gè)等距的質(zhì)點(diǎn)，d為b、c中間的質(zhì)點(diǎn).下列判斷正確的是 A.質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2A B.質(zhì)點(diǎn)b始終靜止不動(dòng) C.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為0 D.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)方向沿y軸,解析由題可得兩列波頻率、波長(zhǎng)相等，實(shí)線表示P波的波峰、Q波的波谷；虛線表示P波的波谷、Q波的波峰，故a、c兩點(diǎn)為減弱點(diǎn)，b為加強(qiáng)點(diǎn).由于振幅均為A，所以a、c兩點(diǎn)始終靜止不動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤，C正確； 此時(shí)d點(diǎn)處P波向下運(yùn)動(dòng)，Q波向下運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)d沿y軸方向振動(dòng)，D正確.,5.(多選)(2018臺(tái)州市高三期末)一列波的波源S在O點(diǎn)做豎直方向、頻率為10 Hz的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).t0時(shí)刻，向右傳播的波形如圖7所示，向左傳播的波形未畫出 A.t0時(shí)刻，x1 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方 向向上 B.t0時(shí)刻，x2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上 C.t00.175 s時(shí)刻，x1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置 D.t00.125 s時(shí)刻，x1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波峰位置,答案,圖7,6.(多選)(2018金華市十校聯(lián)考)如圖8所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，x1.0 m處的M質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻開始經(jīng)0.6 s第一次到達(dá)波谷位置.已知質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置坐標(biāo)為x2.0 m，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置坐標(biāo)為x3.5 m，則 A.該簡(jiǎn)諧波的波速為5 m/s B.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q正在沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) C.從圖示時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過0.7 s第一 次到達(dá)波峰位置 D.在某時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P和Q的速度、加速度可能都相同,答案,解析,圖8,解析波沿x軸正方向傳播，則M點(diǎn)此時(shí)向上振動(dòng)，M質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻開始經(jīng)0.6 s第一次到達(dá)波谷位置，可知T0.8 s；,由題圖可知，圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q正在沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 波向前傳播3.5 m時(shí)Q第一次到達(dá)波峰位置，,質(zhì)點(diǎn)P和Q之間的距離不是整波長(zhǎng)，則在任何時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P和Q的速度、加速度不可能都相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,7.(多選)(2018嘉興一中期末)將一根較長(zhǎng)的彈性細(xì)繩沿x軸放置，左端記為坐標(biāo)原點(diǎn)，將繩子拉平后，手握左端，以固定的頻率和振幅上下抖動(dòng)(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng))，如圖9甲所示.從抖動(dòng)開始計(jì)時(shí)，在t0.3 s時(shí)的波形如圖乙所示，下列說法正確的是 A.手抖動(dòng)繩的頻率為2.5 Hz B.在t0.75 s時(shí)，A點(diǎn)的速度方向向上 C.在00.3 s的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)過的路程為6 cm D.該列波遇到寬度為6 m的障礙物時(shí)不能發(fā)生衍射,答案,解析,圖9,解析在00.3 s時(shí)間內(nèi)，波傳播了0.75 m，,根據(jù)波形微平移法可知，A點(diǎn)此時(shí)速度方向向上；t0.75 s時(shí)，A點(diǎn)的速度方向與圖示時(shí)刻速度方向相同，也向上，故B正確；,在00.3 s，B點(diǎn)從0.2 s開始向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，故路程等于一倍的振幅，為6 cm，故C正確； 該列波遇到寬度為6 m的障礙物時(shí)可以發(fā)生衍射，由于波長(zhǎng)1 m6 m，不會(huì)發(fā)生明顯衍射，故D錯(cuò)誤.,8.(多選)如圖10為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，實(shí)線為t0時(shí)刻的波形圖，虛線為t0.6 s時(shí)的波形圖，波的周期T0.6 s，則 A.波的周期為0.8 s B.在t0.9 s時(shí)，P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) C.經(jīng)過0.4 s，P點(diǎn)經(jīng)過的路程為0.4 m D.在t0.5 s時(shí)，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置,答案,解析,圖10,故周期為0.8 s，故A正確. 由于波沿x軸負(fù)方向傳播，故t0時(shí)刻P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，而周期T0.8 s，故t0.8 s時(shí)P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，1.0 s時(shí)P點(diǎn)到達(dá)波谷，故0.9 s時(shí)P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤.,在t0時(shí)刻Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x05 m.由于波沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故在t0.5 s的時(shí)間內(nèi)波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為xvt100.5 m5 m， 故在t0.5 s時(shí)，Q點(diǎn)振動(dòng)情況和t0時(shí)刻距離坐標(biāo)原點(diǎn)10 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況相同， 而t0時(shí)刻距離坐標(biāo)原點(diǎn)10 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰，故在t0.5 s時(shí)，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置，故D正確.,故P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路程為2A0.4 m，C正確.,振動(dòng)和波動(dòng)圖象的綜合分析,考點(diǎn)三,“一分、一看、二找”巧解波的圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題 (1)分清振動(dòng)圖象與波的圖象.只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波的圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象. (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位.尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí). (3)找準(zhǔn)波的圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻. (4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn).,例3(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的圖象如圖11甲所示，平衡位置位于x15 m處的A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，下列說法中正確的是 A.這列波沿x軸負(fù)方向傳播 B.這列波的波速是 m/s C.從t0開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q晚 0.4 s回到平衡位置 D.從t0到t0.6 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)過的路程為4 m,答案,解析,圖11,解析由題圖乙知，t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向?yàn)檠貀軸正方向，在題圖甲中，由波形平移法可知該波的傳播方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向，故A正確； 由題圖甲讀出該波的波長(zhǎng)為20 m，由題圖乙知周期為：T1.2 s，,圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q晚回到平衡位置，,9.(2018七彩陽光聯(lián)盟期中)介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源在t0時(shí)刻開始振動(dòng)，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，t0時(shí)刻傳到P處，波形如圖12所示.下列能描述x0處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖象是,圖12,答案,10.(多選)(2018金、麗、衢十二校聯(lián)考)如圖13所示，兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x0.2 m和x1.2 m處，兩列波的速度均為v0.4 m/s，兩波源的振幅均為A2 cm，圖示為t0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示)，此刻平衡位置處于x0.2 m和x0.8 m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x0.5 m處，關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是 A.兩列波相遇后不能發(fā)生干涉 B.t1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為4 cm C.t1 s后，平衡位置處于x0.6 m的質(zhì)點(diǎn)位移始終為0 D.t0.75 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn),答案,圖13,11.(多選)如圖14所示，在一條直線上兩個(gè)振動(dòng)源A、B相距6 m.振動(dòng)頻率相等，t0時(shí)A、B開始振動(dòng)，且都只振動(dòng)一個(gè)周期，振幅相等，圖15甲為A的振動(dòng)圖象，圖乙為B的振動(dòng)圖象，若A向右傳播的波與B向左傳播的波在t10.3 s時(shí)相遇，則下列說法正確的是,答案,解析,圖14,A.兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/s B.兩列波的波長(zhǎng)都是4 m C.在兩列波相遇過程中，中點(diǎn)C為振動(dòng)加 強(qiáng)點(diǎn) D.t20.7 s時(shí)刻B點(diǎn)經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向下,圖15,解析由圖可得，v 10 m/s，故兩列波在A、B間的傳播速度大小均為10 m/s，故A正確； 由圖可得振動(dòng)周期為0.2 s，波長(zhǎng)vT100.2 m2 m，故B錯(cuò)誤； A向右傳播的波與B向左傳播的波，振動(dòng)反向，中點(diǎn)C為減弱點(diǎn)，故C錯(cuò)誤； t20.6 s時(shí)刻向右運(yùn)動(dòng)的波傳到B，再經(jīng)0.1 s經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向下，D正確.,12.(多選)(2018臺(tái)州市外國(guó)語學(xué)校期末)如圖16所示，是某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象及由此質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)而激起的波在某時(shí)刻的波形圖，下述說法中正確的是 A.乙是振動(dòng)圖象，甲是波動(dòng)圖象 B.由圖象可知，振幅是2 cm，周期是0.4 s，波長(zhǎng)是0.4 m C.P質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)刻的速度方向?yàn)檎?，而波源質(zhì)點(diǎn)在0.2 s時(shí)速度方向?yàn)檎?D.這列波的速度是1 m/s,圖16,答案,解析,解析題圖乙表示質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系，是振動(dòng)圖象，題圖甲表示位移與坐標(biāo)的關(guān)系，是波動(dòng)圖象，故A正確. 由甲圖讀出振幅A2 cm，波長(zhǎng)0.4 m，由乙圖讀出周期T0.4 s，故B正確. 由振動(dòng)圖象可知波源質(zhì)點(diǎn)在0.2 s時(shí)速度方向?yàn)樨?fù)，因波的傳播方向未知，無法判斷P點(diǎn)的振動(dòng)方向，故C錯(cuò)誤. 波速v 1 m/s，故D正確.,