(浙江選考)2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 加試選擇題題型強(qiáng)化 第1講 機(jī)械振動和機(jī)械波課件.ppt
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1、第1講機(jī)械振動和機(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)械振動的理解,考點(diǎn)二機(jī)械波的理解,考點(diǎn)三振動和波動圖象的綜合分析,,,,機(jī)械振動的理解,,考點(diǎn)一,1.簡諧運(yùn)動的特征 (1)受力特征:回復(fù)力滿足Fkx. (2)運(yùn)動特征:當(dāng)物體靠近平衡位置時,a、F、x都減小,v增大;當(dāng)物體遠(yuǎn)離平衡位置時,a、F、x都增大,v減小. (3)能量特征:對同一彈簧振子或單擺來說,振幅越大,能量越大,在振動過程中,動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒. (4)周期性特征:物體做簡諧運(yùn)動時,其位移、回復(fù)力、加速度、速度等矢量都隨時間做周期性的變化. (5)對稱性特征:速率、加速度等關(guān)于平衡位置對稱.,2.
2、振動圖象提供的信息 (1)由圖象可以看出質(zhì)點(diǎn)振動的振幅、周期. (2)可以確定某時刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移. (3)可以確定各時刻質(zhì)點(diǎn)的振動方向. (4)可以確定某時刻質(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.該振動為簡諧運(yùn)動 B.該振動的振幅為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)的位移隨時間變化的規(guī)律,是簡諧運(yùn)動,故A正確
3、; 由圖知,振幅為5 cm,故B錯誤; 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錯誤; 由振動規(guī)律知,0.04 s末質(zhì)點(diǎn)的振動方向沿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間圖象(水平方向為x軸,豎直方向為t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過程中是沿t軸方向移動的 C.為了顯示小球在不同時刻偏離平衡的位移,讓底片沿 垂直x軸方向勻速運(yùn)動 D.圖象隨時間的推移而發(fā)生平移,答案,,圖2,,解析,解析由
4、題圖看出,彈簧振子在x軸方向做簡諧運(yùn)動,小球并不是沿t軸方向移動,由對稱性可知,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錯誤; 類似于沙擺實(shí)驗,為了顯示小球在不同時刻偏離平衡的位移,讓底片沿垂直x軸方向勻速運(yùn)動,故C正確; 圖象反映了小球的位移隨時間變化的情況,圖象不隨時間的推移而發(fā)生平移,故D錯誤.,2.(多選)(2018金華市十校聯(lián)考)如圖3所示為一個單擺在地面上做受迫振動的共振曲線(振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系),則 A.此單擺的固有周期約為2 s B.此單擺的擺長約為1 m C.若擺長增大,單擺的固有頻率增大 D.若擺長增大,共振曲線的峰將右移,答案,,圖3,解析,,
5、解析單擺做受迫振動,振動頻率與驅(qū)動力頻率相等;當(dāng)驅(qū)動力頻率等于固有頻率時,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,共振時單擺的振動頻率與固有頻率相等,則周期為2 s.,若擺長增大,單擺的固有周期增大,則固有頻率減小,故C錯誤; 若擺長增大,則固有頻率減小,所以共振曲線的峰將向左移動,故D錯誤.,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.此單擺振動圖象如圖乙所示,則 A.單擺振幅是16 cm B.單擺擺長約為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
6、、乙兩單擺的振動圖象如圖5中A、B圖線所示.已知乙擺的擺長為0.992 m.下列判斷正確的是 A.甲擺的擺長小于0.992 m B.甲擺的振幅比乙擺的振幅大 C.甲擺振動的頻率比乙擺振動的頻率高 D.在t1 s時,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錯誤; 由圖象可得:T甲1.5 s,T乙2 s,,由圖象可知在t1 s時,乙圖線處于最低點(diǎn),說明乙擺動到最高點(diǎn),速度為零,故D錯誤.,機(jī)械波的理解,,考點(diǎn)二,1.波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動方向的互判方法 (1)“上下坡法” (2
7、)“同側(cè)法” (3)“微平移法” 2.波的圖象特點(diǎn) (1)質(zhì)點(diǎn)振動nT(波傳播n)時,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,它們的振動步調(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,它們的振動步調(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,兩列波的振動方向均沿y軸.某時刻兩波的波面如圖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,
8、答案,解析,峰.a、b、c為三個等距的質(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 C.圖示時刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為0 D.圖示時刻質(zhì)點(diǎn)d的振動方向沿y軸,,,解析由題可得兩列波頻率、波長相等,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,故A、B錯誤,C正確; 此時d點(diǎn)處P波向下運(yùn)動,Q波向下運(yùn)動,所以質(zhì)點(diǎn)d沿y軸方向振動,D正確.,5.(多選)(2018臺州市高三期末)一列波的波源S在O點(diǎn)做豎直方向、頻率為10 Hz的簡諧運(yùn)動.t0時刻,向右傳播的波
9、形如圖7所示,向左傳播的波形未畫出 A.t0時刻,x1 m處的質(zhì)點(diǎn)振動方 向向上 B.t0時刻,x2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動方向向上 C.t00.175 s時刻,x1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置 D.t00.125 s時刻,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軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖,x1.0 m處的M質(zhì)點(diǎn)從該時刻開始經(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.該簡諧波的波速為5 m/s B.圖示時刻質(zhì)點(diǎn)Q正在沿y軸正方向運(yùn)動 C.從圖示時刻開始,質(zhì)點(diǎn)Q
10、經(jīng)過0.7 s第一 次到達(dá)波峰位置 D.在某時刻,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)此時向上振動,M質(zhì)點(diǎn)從該時刻開始經(jīng)0.6 s第一次到達(dá)波谷位置,可知T0.8 s;,由題圖可知,圖示時刻質(zhì)點(diǎn)Q正在沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,選項B錯誤; 波向前傳播3.5 m時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,則在任何時刻,質(zhì)點(diǎn)P和Q的速度、加速度不可能都相同,選項D錯誤.,7.(多選)(2018嘉興一中期末)將一根較長的彈性細(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(簡諧運(yùn)動),如圖9甲所示.從抖動
11、開始計時,在t0.3 s時的波形如圖乙所示,下列說法正確的是 A.手抖動繩的頻率為2.5 Hz B.在t0.75 s時,A點(diǎn)的速度方向向上 C.在00.3 s的時間內(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的障礙物時不能發(fā)生衍射,答案,解析,,圖9,,,解析在00.3 s時間內(nèi),波傳播了0.75 m,,根據(jù)波形微平移法可知,A點(diǎn)此時速度方向向上;t0.75 s時,A點(diǎn)的速度方向與圖示時刻速度方向相同,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的障礙物時可以發(fā)生衍射,由于波長1 m
12、6 m,不會發(fā)生明顯衍射,故D錯誤.,8.(多選)如圖10為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波,實(shí)線為t0時刻的波形圖,虛線為t0.6 s時的波形圖,波的周期T0.6 s,則 A.波的周期為0.8 s B.在t0.9 s時,P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動 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,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時刻P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,而周期T0.8 s,故t0.8 s時P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,1.0 s時P點(diǎn)到達(dá)波谷,故0.9 s時P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,故B錯誤.,在t0時刻Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為
13、x05 m.由于波沿x軸負(fù)方向運(yùn)動,故在t0.5 s的時間內(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,Q點(diǎn)振動情況和t0時刻距離坐標(biāo)原點(diǎn)10 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動情況相同, 而t0時刻距離坐標(biāo)原點(diǎn)10 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰,故在t0.5 s時,Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置,故D正確.,故P點(diǎn)的運(yùn)動路程為2A0.4 m,C正確.,振動和波動圖象的綜合分析,,考點(diǎn)三,“一分、一看、二找”巧解波的圖象與振動圖象綜合類問題 (1)分清振動圖象與波的圖象.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. (3)找準(zhǔn)
14、波的圖象對應(yīng)的時刻. (4)找準(zhǔn)振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn).,例3(多選)一列簡諧橫波在t0時刻的圖象如圖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時刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向為沿y軸正方向,在題圖甲中,由波形平移法可知該波的傳播方向為沿x軸負(fù)方向,故A正確; 由題圖甲讀出該波的波長為20 m,由題圖乙知周期為:T1.2 s,,圖示時刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)
15、方向運(yùn)動,質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動,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時刻開始振動,產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正方向傳播,t0時刻傳到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,質(zhì)點(diǎn)M的平衡位
16、置處于x0.5 m處,關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動情況判斷正確的是 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時刻,質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動到M點(diǎn),答案,,,圖13,11.(多選)如圖14所示,在一條直線上兩個振動源A、B相距6 m.振動頻率相等,t0時A、B開始振動,且都只振動一個周期,振幅相等,圖15甲為A的振動圖象,圖乙為B的振動圖象,若A向右傳播的波與B向左傳播的波在t10.3 s時相遇,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.兩列波的波長都是4 m
17、 C.在兩列波相遇過程中,中點(diǎn)C為振動加 強(qiáng)點(diǎn) D.t20.7 s時刻B點(diǎn)經(jīng)過平衡位置且振動方向向下,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; 由圖可得振動周期為0.2 s,波長vT100.2 m2 m,故B錯誤; A向右傳播的波與B向左傳播的波,振動反向,中點(diǎn)C為減弱點(diǎn),故C錯誤; t20.6 s時刻向右運(yùn)動的波傳到B,再經(jīng)0.1 s經(jīng)過平衡位置且振動方向向下,D正確.,12.(多選)(2018臺州市外國語學(xué)校期末)如圖16所示,是某質(zhì)點(diǎn)的振動圖象及由此質(zhì)點(diǎn)振動而激起的波在某時刻的波形圖,下述說法中正確的是 A.乙是振動圖象,甲是波動圖象 B.由圖象可知,振幅是2 cm,周期是0.4 s,波長是0.4 m C.P質(zhì)點(diǎn)在此時刻的速度方向為正,而波源質(zhì)點(diǎn)在0.2 s時速度方向為正 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)的位移與時間的關(guān)系,是振動圖象,題圖甲表示位移與坐標(biāo)的關(guān)系,是波動圖象,故A正確. 由甲圖讀出振幅A2 cm,波長0.4 m,由乙圖讀出周期T0.4 s,故B正確. 由振動圖象可知波源質(zhì)點(diǎn)在0.2 s時速度方向為負(fù),因波的傳播方向未知,無法判斷P點(diǎn)的振動方向,故C錯誤. 波速v 1 m/s,故D正確.,
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