2019年高考物理備考 優(yōu)生百日闖關(guān)系列 專(zhuān)題16 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（含解析）

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1、專(zhuān)題16 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 第一部分名師綜述 綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)現(xiàn)，試題在考查主干知識(shí)的同時(shí)，注重考查的基本概念和基本規(guī)律。 考綱要求 (1)知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的概念，理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式和圖象；知道什么是單擺，知道在擺角較小的情況下單擺的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，熟記單擺的周期公式；理解受迫振動(dòng)和共振的概念，掌握產(chǎn)生共振的條件． (2) 知道機(jī)械波的特點(diǎn)和分類(lèi)；掌握波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系，會(huì)分析波的圖象.3.理解波的干涉、衍射現(xiàn)象和多普勒效應(yīng)，掌握波的干涉和衍射的條件． 命題規(guī)律 (1)考查的熱點(diǎn)有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及圖象；題型以選擇題和填空題為主，難度中等偏下，波動(dòng)與振動(dòng)的綜合也有計(jì)

2、算題的形式考查。 (2)考查的熱點(diǎn)有波的圖象以及波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系題型以選擇題和填空題為主，難度中等偏下，波動(dòng)與振動(dòng)的綜合也有計(jì)算題的形式考查． 第二部分精選試題 1．一列簡(jiǎn)諧橫波沿水平繩向右傳播，其周期為T(mén)，振幅為A，繩上兩質(zhì)點(diǎn)M、N的平衡位置相距34個(gè)波長(zhǎng)，質(zhì)點(diǎn)N位于質(zhì)點(diǎn)M右方。規(guī)定向上為正方向，在t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M的位移為+A2，且向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0(t0

3、=23T E. t0=13T 【答案】 BCE 【解析】 【詳解】 由題，在t=0時(shí)M位移為+A2，且向上運(yùn)動(dòng)，則M點(diǎn)的振動(dòng)方程為：yM=Asin（ωt+φ0），將在t=0時(shí)M位移為+A2代入方程得：A2＝A?sin(2πT?t+φ0)，所以：φ0＝16π；經(jīng)時(shí)間t0（t0＜T），M位移仍為+A2，但向下運(yùn)動(dòng)，代入公式得：t0＝13T；兩質(zhì)點(diǎn)M、N的平衡位置相距34波長(zhǎng)，N位于M右方，所以N點(diǎn)的振動(dòng)方程：yN＝Asin[ω(t?34?λv)+φ0]，代入數(shù)據(jù)得：yN=A?sin[2πT(13T-34T)+π6]=-32A，隨t的增大，位移的絕對(duì)值增大，所以N向下運(yùn)動(dòng)。故AD錯(cuò)誤，

4、BCE正確；故選BCE。 2．一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在t＝0時(shí)刻的波形圖如圖所示，此時(shí)坐標(biāo)為（1，0）的質(zhì)點(diǎn)剛好開(kāi)始振動(dòng)，坐標(biāo)為（3，0）的質(zhì)點(diǎn)P恰好在平衡位置、在t1＝0．5s時(shí)刻，坐標(biāo)為（－3，0）的質(zhì)點(diǎn)Q首次位于波峰位置．下列判斷正確的是_____ A．t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) B．該波的傳播速度為0．1m／s C．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)頻率為2．5Hz D．0～1s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程為0．1m E. 質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)后，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度始終大小相等，方向相反 【答案】 BCE 【解析】 【詳解】 A．根據(jù)同側(cè)法可得，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)

5、； B．t1＝0．5s時(shí)刻，坐標(biāo)為（－3，0）的質(zhì)點(diǎn)Q首次位于波峰位置，由此可得整列波向左傳播了0.05m，所以波速為0．1m／s，B對(duì)； C．波長(zhǎng)為0.04m，利用v=λf，可得質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)頻率為2．5Hz，C對(duì)； D．0.4s末Q才開(kāi)始振動(dòng)，所以0～1s內(nèi)，Q只振動(dòng)了0.6s，Q振動(dòng)了1.5個(gè)周期，路程為0.06m，D錯(cuò)； E．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)之間相差1.5個(gè)周期，所以質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)后，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度始終大小相等，方向相反，E正確。 3．S1為點(diǎn)振源，由平衡位置開(kāi)始上下振動(dòng)，產(chǎn)生一列簡(jiǎn)諾橫波沿S1S2直線傳播，S1、S2兩點(diǎn)之間的距離為9m。S2點(diǎn)的左側(cè)為一種介質(zhì)，右一側(cè)為另一種介質(zhì)

6、，波在這兩種介質(zhì)中傳播的速度之比為3：4。某時(shí)刻波正好傳到S2右側(cè)7m處，且S1、S2均在波峰位置。則 A．S2開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向可能向下也可能向上 B．波在S2左側(cè)的周期比在右側(cè)時(shí)大 C．右側(cè)的波長(zhǎng)為λ2=28n+1m(n=0,1,2,3,4?) D．左側(cè)的波長(zhǎng)為λ1=32n+1m(n=0,1,2,3,4?) 【答案】 AD 【解析】 【分析】 機(jī)械波傳播過(guò)程中，波的周期等于振源的振動(dòng)周期，與介質(zhì)無(wú)關(guān)；質(zhì)點(diǎn)起振的方向與振源開(kāi)始振動(dòng)的方向是相同的；根據(jù)S1、S2在某時(shí)刻的位置確定兩側(cè)波的波長(zhǎng)表達(dá)式. 【詳解】 AB．波在這兩種介質(zhì)中傳播的過(guò)程中周期相同，因速度之比為3：

7、4，根據(jù)λ=vT可知波長(zhǎng)之比為λ1λ2=34；因不知道開(kāi)始振源的起振方向，則無(wú)法判斷波傳到S2點(diǎn)時(shí)開(kāi)始振動(dòng)的方向，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤； CD．若傳到S2時(shí)，S2質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向下振動(dòng)，則nλ2+34λ2=7m，解得λ2=284n+3m（n=0，1，2，3…..），則此時(shí)在S2的左邊：9λ1=934λ2=12λ2=37(4n+3)，解得λ1=214n+3m；若傳到S2時(shí)，S2質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上振動(dòng)，則nλ2+14λ2=7m，解得λ2=284n+1m（n=0，1，2，3…..），則此時(shí)在S2的左邊：9λ1=934λ2=12λ2=37(4n+1)；解得λ1=214n+1m；因S1、S2均在波峰位置

8、，可知37(4n+1)和37(4n+3)都應(yīng)該是整數(shù)，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，這兩個(gè)數(shù)包含了所有的奇數(shù)，即可表示為2n+1,則λ1可表示為λ1=32n+1m（n=0，1，2，3…..），故選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤； 故選AD. 4．有一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，從某時(shí)刻開(kāi)始，介質(zhì)中位置在x=0處的質(zhì)點(diǎn)a和在x=6m處的質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)圖線分別如圖1圖2所示。則下列說(shuō)法正確的是___________。 A．質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方程為y=4sin(π4t+π2)cm B．質(zhì)點(diǎn)a處在波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b-定處在平衡位置且向y軸正方向振動(dòng) C．若波沿x軸正方向傳播，這列波的最大傳播速度為3m/s D．若波沿x軸負(fù)方向傳播

9、，這列波的最大波長(zhǎng)為24m E. 若波的傳播速度為0.2m/s，則這列波沿x軸正方向傳播 【答案】 BDE 【解析】 【分析】 由于題目中不知道波的傳播方向，所以在做此類(lèi)問(wèn)題時(shí)要分方向討論，在計(jì)算波速時(shí)要利用波的平移來(lái)求解。 【詳解】 A. 把t=0代入振動(dòng)方程為y=4sin(π4t+π2)cm，可知此時(shí)a的位置應(yīng)該在+4處，和所給的圖不相符，故A錯(cuò)； B. 從圖像上可以看出質(zhì)點(diǎn)a處在波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b-定處在平衡位置且向y軸正方向振動(dòng)，故B對(duì)； C. 若波沿x軸正方向傳播，從圖像上可以看出b比a至少滯后6s，而ab之間的距離為6m，所以這列波的最大傳播速度為1m/s，故C錯(cuò)

10、； D、若波沿x軸負(fù)方向傳播，從圖像上可以看出，a比b至少滯后2s，所以這列波的最大波速為：v=62=3m/s則最大波長(zhǎng)為λ=vT=3×8=24m，故D對(duì)； E、根據(jù)圖像，若波沿x正方向傳播，則波速的表達(dá)式為v=68n+6m/s，當(dāng)v=0.2m/s，解得：n=3，有解說(shuō)明波是沿x正方向傳播，故E對(duì)； 故選BDE 5．甲乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播波速均為40cm/s，兩列波在t=0時(shí)的部分波形如圖所示。關(guān)于這兩列波，下列說(shuō)法正確的是___________ A．甲波的波長(zhǎng)λ甲=40cm B．乙波的周期為T(mén)乙=1.2s C．t=0時(shí)刻，介質(zhì)中偏離平衡位置位移

11、為24cm的相鄰質(zhì)點(diǎn)的距離為480cm D．兩列波可以形成穩(wěn)定的干涉 E. 從t=0時(shí)刻計(jì)時(shí)在圖示的區(qū)域內(nèi)，經(jīng)過(guò)0.45s才再次出現(xiàn)有質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的距離為24cm 【答案】 ABE 【解析】 【分析】 由圖先讀出兩列波的波長(zhǎng)和振幅，通過(guò)數(shù)學(xué)關(guān)系得知兩波長(zhǎng)的最小公倍數(shù)，對(duì)波峰相遇時(shí)的點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行分別列式。 【詳解】 A項(xiàng)：相鄰兩波峰或波谷間的距離即為波長(zhǎng)，由圖可知，甲波的波長(zhǎng)為40m，故A正確； B項(xiàng)：由圖可知，乙波的波長(zhǎng)為48m，由公式T乙=λv=4840ms=1.2s，故B正確； C項(xiàng)：t=0時(shí)，在x=40cm處兩列波的波峰相遇，該處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為24c

12、m，兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移均為24cm，從圖線可以看出，甲、乙兩列波的波長(zhǎng)分別為：λ1=40cm，λ2=48cm，甲、乙兩列波的波峰的x坐標(biāo)分別為： x1=40+k1λ1 x2=48+k2λ2 介質(zhì)中偏離平衡位置位移為24cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為： x=(40+480n)cm 當(dāng)n=0時(shí)，x=40cm，故C錯(cuò)誤； D項(xiàng)：甲波的周期為：T甲=λv=4040ms=1.0s，由于兩波的頻率不同，所以?xún)闪胁ú豢梢孕纬煞€(wěn)定的干涉，故D錯(cuò)誤； E項(xiàng)：甲、乙兩列波的波峰的x坐標(biāo)分別為： x1=40+k1λ1 x2=48+k2λ2 只有兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)的位移為2

13、4cm，t=0時(shí)，兩波波峰間的x坐標(biāo)之差為： △x′=48k2-40 k1，式中k1和k2均為整數(shù)，所以相向傳播的波谷間的距離最小為：△x′=36cm 從t=0開(kāi)始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為24cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為： t=Δx'2v=362×40=0.45s，故E正確。 故選：ABE。 【點(diǎn)睛】 該題是一道難度較大的試題，解答過(guò)程中要注意數(shù)學(xué)知識(shí)在物理學(xué)中的應(yīng)用，尤其是對(duì)于通式的表述．同時(shí)要求學(xué)生要有較強(qiáng)的計(jì)算能力，計(jì)算過(guò)程中要細(xì)心。 6．一列在某介質(zhì)中沿x軸傳播的正弦波，如圖所示，實(shí)線是該波在t=0時(shí)刻的波形圖線，虛線是該波在t=0.5s時(shí)刻的波形圖線，已知波源的振動(dòng)頻率

14、f<1Hz，圖中A質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)是（0.2，0），B質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)是（0.4，0）下列判斷正確的是________ A．該波沿x軸正向傳播，波速為0.4m/s B．該波沿x軸負(fù)向傳播，波速為0.2m/s C．從t=2s到t=5s的時(shí)間內(nèi)，A質(zhì)點(diǎn)沿x軸向右平移60cm D．從t=2s到t=5s的時(shí)間內(nèi)，B質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為1.2m E. 提高波源的振動(dòng)頻率，這列波在該介質(zhì)中傳播的速度不變 【答案】 BDE 【解析】 【分析】 根據(jù)波源的振動(dòng)頻率f<1Hz，在結(jié)合圖像可知波向左傳播，利用平移的方法求出波傳播的周期，在借助于v=λT求出波傳播的速度；B質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，那么在一個(gè)周期內(nèi)

15、走過(guò)的路程為4A，由此可以求出從t=2s到t=5s的時(shí)間內(nèi)B質(zhì)點(diǎn)走過(guò)的路程，波傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，所以改變頻率沒(méi)有辦法改變波傳播的速度。 【詳解】 A．由于波源的振動(dòng)頻率f<1Hz，可知T>1s，0.5

16、為s=6A=6×0.2=1.2m，故D對(duì)； E．波在該介質(zhì)中傳播的速度和介質(zhì)有關(guān)，改變頻率不改變波傳播的速度，故E對(duì)； 故選BDE 7．一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波，當(dāng)波傳到x=2.0m處的P點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，該時(shí)刻波形如圖所示，t=0.9s時(shí)，觀察到質(zhì)點(diǎn)P第三次到達(dá)波峰位置，下列說(shuō)法正確的是 A．波速為0.5m/s B．經(jīng)1.4s質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為70cm C．t=1.6s時(shí)，x=4.5m處的質(zhì)點(diǎn)Q第三次到達(dá)波谷 D．與該波發(fā)生干涉的另一列簡(jiǎn)諧橫波的頻率一定為2.5HZ 【答案】 BCD 【解析】 【詳解】 首先從圖中我們可以得出這列波的波長(zhǎng)為2m.同時(shí)每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)

17、的方向是+y方向。從0時(shí)刻開(kāi)始到0.9s，P點(diǎn)恰好第三次到達(dá)波峰，表示經(jīng)過(guò)了9/4個(gè)周期，得出周期T=0.4s,所以波速v=λ/T=5m/s，故A錯(cuò)誤， 經(jīng)過(guò)1.4s則P點(diǎn)恰好完成3個(gè)完整周期加1/2周期，所以路程為70cm，故B正確， 經(jīng)過(guò)0.5s波傳到Q點(diǎn)，剩下的1.1sQ點(diǎn)恰好完成2個(gè)完整周期加3/4周期，處于波谷，所以故C正確， 本列波的頻率為2.5Hz，頻率相等是發(fā)生干涉的條件，故D對(duì)； 綜上所述本題答案是：BCD 8．在x坐標(biāo)軸上x(chóng)=0和x=9m處各有一個(gè)頻率為0.5H的做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的波源，在同種均勻介質(zhì)中形成兩列簡(jiǎn)諧波，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，則 A．兩列波的傳播

18、速度大小均為2m/s B．在t=0.4s時(shí)刻，x=1.8m處的質(zhì)點(diǎn)位于波峰 C．在0之后的0.5s內(nèi)x=2m處質(zhì)點(diǎn)的位移為1m D．在x=4.5m處的質(zhì)點(diǎn)在兩列波疊加以后振幅為0 【答案】 AB 【解析】 【詳解】 A項(xiàng)：由圖可知，波長(zhǎng)為4m，由公式v=λT=λf=4×0.5ms=2ms，故A正確； B項(xiàng)：由圖可知，t=0時(shí)x=1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰位置，根據(jù)波的振動(dòng)形式的遷移可知，此振動(dòng)形式傳到x=1.8m時(shí)所用的時(shí)間為t=0.82s=0.4s，故B正確； C項(xiàng)：由于周期為2s，0.5s等于四分之一周期，圖示位置，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，所以過(guò)0.5s，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)

19、處于波峰位置，即位移為5cm，故C錯(cuò)誤； D項(xiàng)：振幅為兩列波的振動(dòng)加強(qiáng)時(shí)離開(kāi)平衡位置的距離之和，所以應(yīng)為10cm，故D錯(cuò)誤。 9．一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示，t=18s時(shí)的波形圖如圖中虛線所示，若波傳播的速度v=8m/s，下列說(shuō)法正確的是（???） A．這列波的周期為0.4s B．這列波沿x軸負(fù)方向傳播 C．t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D．從t=0時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.25s通過(guò)的路程為0.4m E. x=2m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為y=0.2sin4πt（m） 【答案】 BCD 【解析】 由圖讀出波長(zhǎng)λ=4m，則波的周期為T(mén)=λv=48s=0

20、.5s，由題，波傳播的時(shí)間為t=18s=T4，根據(jù)波形的平移可知，波的傳播方向沿x軸負(fù)方向，故A錯(cuò)誤，B正確。波x軸負(fù)方向傳播，由“上下坡法”可知t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。故C正確。從t=0時(shí)刻經(jīng)0.25s時(shí)，由于t=0.25s=T2，所以質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程等于2A=0.4m，故D正確。t=0時(shí)刻x=2m處的質(zhì)點(diǎn)正向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，其位移表達(dá)式為 y=-Asin2πTt=-0.2sin（4πt）m．故E錯(cuò)誤。故選BCD。 點(diǎn)睛：本題要理解波的圖象隨時(shí)間變化的規(guī)律．波在一個(gè)周期內(nèi)傳播一個(gè)波長(zhǎng)，波的圖象重合．利用波形的平移或上下坡法是研究波動(dòng)圖象常用的方法． 10．兩列波速相同的簡(jiǎn)諧橫波沿

21、x軸相向傳播，實(shí)線波的頻率為3 Hz，振幅為10 cm，虛線波的振幅為5 cm。t=0時(shí)，兩列波在如圖所示區(qū)域內(nèi)相遇，則 A．兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象 B．實(shí)線波和虛線波的頻率之比為3：2 C．t=16s時(shí)，x=9 m處的質(zhì)點(diǎn)實(shí)際振動(dòng)方向向上 D．t=112s時(shí)，x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)實(shí)際位移大小|y|>12.5 cm 【答案】 BCD 【解析】 【詳解】 實(shí)線波的波長(zhǎng)為 λ1=4m，虛線波的波長(zhǎng)為 λ2=6m，它們的波速相等，由波速公式v=λf得：實(shí)線波和虛線波的頻率之比為 f1：f2=λ2：λ1=3：2，兩列波的頻率不同，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象．故A錯(cuò)誤，B正確．波速

22、為：v=λ1f1=4×3m/s=12m/s，則在t=16s時(shí)間內(nèi)波傳播的距離 x=vt=2m=12λ1=13λ2，實(shí)線波單獨(dú)傳播時(shí)，在t=16s時(shí)，x=9m處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷，振動(dòng)速度為零．虛線波單獨(dú)傳播時(shí)，在t=16s時(shí)，x=9m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上，則根據(jù)波疊加原理可知t=16s時(shí)，x=9m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上．故C正確．波速為：v=λ1f1=4×3m/s=12m/s，則在t=112s時(shí)間內(nèi)波傳播的距離 x=vt=1m=14λ1，實(shí)線波單獨(dú)傳播時(shí)，t=112s時(shí)，x=4m處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷，位移大小為 y1=10cm；根據(jù)波形的平移法作出虛線波傳播x=1m時(shí)的波形，如圖所示 由圖看出此刻

23、x=4m處的質(zhì)點(diǎn)位移大小y2＞2.5cm，則波的疊加原理可知t=112s時(shí)，x=4m處的質(zhì)點(diǎn)位移|y|=y1+y2＞12.5cm，故D正確．故選BCD. 【點(diǎn)睛】 題關(guān)鍵要掌握干涉產(chǎn)生的條件和波的疊加原理，運(yùn)用波形的平移法分析波形，確定質(zhì)點(diǎn)的位移。 11．一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)質(zhì)元P恰在波峰，質(zhì)元Q恰在平衡位置且向上振動(dòng)．再過(guò)0.2s，質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰，則下列說(shuō)法正確的是（） A．波沿x軸負(fù)方向傳播 B．波的傳播速度為30m/s C．1s末質(zhì)點(diǎn)P的位移為-0.2m D．0-0.9s時(shí)間內(nèi)P點(diǎn)通過(guò)的路程為（0.8+210）m 【答案】

24、 BD 【解析】 【詳解】 由題意可知，質(zhì)元Q恰在平衡位置且向上振動(dòng)，則知波沿x軸正方向傳播，故A錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻再過(guò)0.2s，質(zhì)元Q第一次到達(dá)波峰，則周期T=4t=0.8s。由圖讀出波長(zhǎng)為λ=24m，則波速為v=λT=240.8m/s=30m/s，故B正確；t=1s=1.25T，則1s末質(zhì)元P到達(dá)平衡位置，其位移為零，故C錯(cuò)誤；t=0.9s時(shí)，y=0.2sin（2.5πt+π2）m=0.2sin（2.5π×0.9+π2）m=210m，又有n=tT=0.90.8=118T，所以0至0.9s時(shí)間內(nèi)P點(diǎn)通過(guò)的路程為s=4A+210=0.8+210m，故D正確。所以BD正確，AC錯(cuò)誤。 12．

25、一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸的正向傳播，振幅為2cm，周期為T(mén).已知為t=0時(shí)刻波上相距40cm的兩質(zhì)點(diǎn)a、b的位移都是1cm，但運(yùn)動(dòng)方向相反，其中質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( ) A．該列簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)可能為150cm B．該列簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)可能為12cm C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b的位移為+2cm時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的位移為負(fù) D．在t=512T時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b速度最大 【答案】 BCD 【解析】設(shè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上，b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程：1=2sinωt1。a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程1=2sinωt2。ab兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間差Δt=t2-t1=T3所以ab之間的距離Δx=vΔt=λ3。(n+13)

26、λ=40cm，λ=1203n+1cm（n=0、1、2、3……）。當(dāng)n=3，時(shí)波長(zhǎng)可能為12cm，當(dāng)波長(zhǎng)為150cm時(shí)，n不是整數(shù)，故A錯(cuò)誤、B正確；當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b的位移為+2cm時(shí)，即b到達(dá)波峰時(shí)，結(jié)合波形知，質(zhì)點(diǎn)a在平衡位置下方，位移為負(fù)，故C正確；由ωt1=π6得t1=T12，當(dāng)t=T2-t1=5T12時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b到達(dá)平衡位置處，速度最大；故D正確。綜上分析，BCD正確。 13．一列簡(jiǎn)諧橫波，在t=0.6s時(shí)刻的圖像如圖甲所示，此時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移均為-1cm，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，則以下說(shuō)法正確的是（） A．這列波沿x軸正方向傳播 B．這列波的波速是16.67 m/s

27、C．從t=0.6s開(kāi)始，緊接著的?t=0.6s時(shí)間內(nèi)，A質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是10m D．從t=0.6s開(kāi)始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q早0.6s回到平衡位置 【答案】 AB 【解析】 試題分析：由乙圖讀出t=0．6s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)過(guò)平衡位置向下振動(dòng)，故這列波沿x軸正方向傳播，A正確；由甲圖讀出該波的波長(zhǎng)為λ=20m，由乙圖周期為：T=1．2s，則波速為：。B正確．△t=0．6s=0．5T，質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過(guò)的路程是4倍振幅，則經(jīng)過(guò)△t=0．4s，A質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是：S=2A=2×2cm=4cm，C錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向，所以質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q晚回到平衡

28、位置．將此圖象與正弦曲線進(jìn)行對(duì)比可知：P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xP=m，Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xQ=m，根據(jù)波形的平移法可知質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q晚回到平衡位置的時(shí)間為：t=，D正確。 考點(diǎn)：橫波的圖象；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象；波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系。 14．“蜻蜓點(diǎn)水”是常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，蜻蜓點(diǎn)水后在水面上會(huì)激起波紋。某同學(xué)在研究蜻蜓運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中獲得一張蜻蜓點(diǎn)水的俯視照片，該照片記錄了蜻蜓連續(xù)三次點(diǎn)水過(guò)程中激起的波紋，其形狀如圖所示。由圖分析可知（　　） A．蜻蜓當(dāng)時(shí)是向右飛行 B．蜻蜓當(dāng)時(shí)是向左飛行 C．蜻蜓飛行的速度大于水波傳播的速度 D．蜻蜓飛行的速度小于水波傳播的速度 【答案】 AC 【解析

29、】AB、圓形波形圖的圓心就是蜻蜓擊水的位置，先擊水的位置激起的波紋半徑較大，由此可知蜻蜓當(dāng)時(shí)是向右飛行的，故A對(duì)；B錯(cuò)； CD、由圖知后擊水產(chǎn)生的波紋向右超過(guò)了了先擊水產(chǎn)生的波紋，說(shuō)明蜻蜓飛行的速度大于水波傳播的速度，故C對(duì)；D錯(cuò)； 故選AC 15．如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t1=0時(shí)刻波傳播到x=2.0m處的質(zhì)點(diǎn)C，此時(shí)x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)A在負(fù)方向最大位移處，在t2=0.2s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A自計(jì)時(shí)開(kāi)始后第一次運(yùn)動(dòng)到正方向最大位移處，則（） A．該簡(jiǎn)諧橫波的波速等于5m/s B．質(zhì)點(diǎn)C開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向 C．在t1~t2時(shí)間內(nèi)，x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)B通

30、過(guò)的路程為4.0cm D．在t2時(shí)刻，位于x=3.0m處的質(zhì)點(diǎn)D處于平衡位置且開(kāi)始沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) 【答案】 ACD 【解析】A．由圖可知，波長(zhǎng)λ=2m，質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)過(guò)0.2s第一次到達(dá)正方向最大位移處，所以T2=0.2s，即T=0.4s，所以v=λT=5m/s，故A正確； B．波向正方向傳播，所以C開(kāi)始振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，故B錯(cuò)誤； C．t1-t2，B由平衡位置向下運(yùn)動(dòng)到負(fù)方向最大位移處后回到平衡位置，通過(guò)的路程為4.0cm，故C正確； D．t2時(shí)刻，波傳播的距離是1m，所以質(zhì)點(diǎn)D開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)方向沿y軸正方向，故D正確． 綜上所述本題答案是：ACD 16．如圖，a、

31、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4m和6m，一列簡(jiǎn)諧橫波以2m／s的波速沿x軸正向傳播，在t=0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t=3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是__________（填正確答案標(biāo)號(hào)。） A．在t=6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處 B．在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn) C．質(zhì)點(diǎn)b開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4s D．在4s＜t＜6s的時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng) E. 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b一定向上運(yùn)動(dòng) 【答案】 ACD 【解析】A、ad間距離為x=12m,,波在同一介質(zhì)中勻速傳播,則波從a傳到d的

32、時(shí)間為t=xv=122=6s ,即在t=6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處.所以A選項(xiàng)是正確的. B、設(shè)該波的周期為T(mén),由題質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng),t=3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn),可得:34T=3s ,得T=4s . 波從a傳到c的時(shí)間為t=x'v=2+42=3s ,則在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c已振動(dòng)了2s,而c起振方向向下,故在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好經(jīng)過(guò)平衡位置向上.故B錯(cuò)誤. C、質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)周期等于a的振動(dòng)周期,即為4s.所以C選項(xiàng)是正確的. D、波從a傳到c的時(shí)間為t=x'v=2+42=3s，則在t=4s時(shí)，c已經(jīng)振動(dòng)了1s，此時(shí)c正好處在波谷的位置，那么在4s＜t＜6s這個(gè)時(shí)間段內(nèi)

33、，c從波谷向波峰的位置移動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng)，故D正確； E、該波的波長(zhǎng):λ=vT=2×4=8m ,b與d之間的距離是:x″=4+6=10m=114λ ,質(zhì)點(diǎn)b與d振動(dòng)的方向并不是總相反,所以當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)b不一定向上運(yùn)動(dòng).故E錯(cuò)誤. 綜上所述本題答案是：ACD 視頻 17．如圖所示,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端系一小物塊,物塊與水平面的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力都為f,彈簧無(wú)形變時(shí),物塊位于O點(diǎn).每次都把物塊拉到右側(cè)不同位置由靜止釋放,釋放時(shí)彈力F大于f,物體沿水平面滑動(dòng)一段路程直到停止.下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．釋放時(shí)彈性勢(shì)能等于全過(guò)程克服摩擦力做的功 B．每次

34、釋放后物塊速度達(dá)到最大的位置保持不變 C．物塊能返回到O點(diǎn)右側(cè)的臨界條件為F>3f D．物塊能返回到O點(diǎn)右側(cè)的臨界條件為F>4f 【答案】 BD 【解析】 A、物體最后停下來(lái)的位置不一定是原長(zhǎng)，最后還有彈性勢(shì)能，釋放時(shí)的彈性勢(shì)能只有一部分克服摩擦力做功，A錯(cuò)誤； B、物塊速度達(dá)到最大的位置是彈簧彈力與摩擦力平衡的位置，所以速度達(dá)到最大的位置保持不變，B正確； CD、設(shè)物塊剛好能返回到O點(diǎn)，物塊在最左端受到的彈力是F1，物塊在向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程可看作一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，物塊在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程也可看作一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性，在最大位移處恢復(fù)力大小相等， 向左運(yùn)動(dòng)：F-f=F1+

35、f 向右運(yùn)動(dòng)：F1-f=f 聯(lián)立得：F=4f，C錯(cuò)誤、D正確。 故選BD。 18．18．一根張緊的水平彈性長(zhǎng)繩上的a、b兩點(diǎn)，相距14.0m，b點(diǎn)在a點(diǎn)的右方，如圖所示。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若a點(diǎn)的位移達(dá)到正向最大值時(shí)，b點(diǎn)的位移恰為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1.00s后，a點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，而b點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)向最大值，則這簡(jiǎn)諧橫波的波速可能等于（ ? ） A．m/s B．m/s C．6m/s D．14m/s 【答案】 AB 【解析】由題，當(dāng)簡(jiǎn)諧橫波沿長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若a點(diǎn)的位移達(dá)到正最大時(shí)，b點(diǎn)的位移恰為零且向下運(yùn)動(dòng)，則ab間距離xab

36、=（n+ ）λ，n=0，1，2，…，得到波長(zhǎng) ． 又據(jù)題意，經(jīng)過(guò)1.00s后a點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，而b點(diǎn)的位移恰達(dá)到負(fù)最大，則 時(shí)間t=1.00s=（k+）T，得到周期 ，k=0，1，2…，則波速 當(dāng)k=0，n=0時(shí)，v=4.67m/s； 當(dāng)k=1，n=0時(shí)，v=m/s； 由于n、k是整數(shù)，v不可能等于6m/s和14m/s．故選AB． 點(diǎn)睛：此題是波的多解題，首先判斷波的傳播方向，其次，根據(jù)波形及傳播方向，列出波沿不同方向傳播時(shí)可能傳播距離和周期的通式，再次，看質(zhì)點(diǎn)間隱含的不同波長(zhǎng)的關(guān)系，列出波長(zhǎng)的通式，再分別將n=0，1，2…代入通式可求得所有可能的答案，要防止漏解或用特解

37、代通解． 19．甲乙兩列橫波傳播速率相同，分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，t1時(shí)刻兩列波的前端剛好分別傳播到質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)B，如圖所示。已知橫波甲的頻率為2.5Hz，求： (i)在t1時(shí)刻之前，x軸上的質(zhì)點(diǎn)C已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間； (ii)在t1時(shí)刻之后的2.5s內(nèi)，x=+3處的質(zhì)點(diǎn)位移為－6cm的時(shí)刻。 【答案】（1）0.6s（2）t1+1.2和t1+2.0s 【解析】 【詳解】 （1）由v甲=λ甲f甲 可得v甲=v乙=10m/s 則tc=BCv乙 解得tc=0.6s （2）x=+3處的變化質(zhì)點(diǎn)位移為6cm，則說(shuō)明兩列波的波谷同時(shí)到達(dá)x=+3處，則有甲波的波谷到達(dá)x=+3處得時(shí)間

38、為t甲=n+12λ乙v乙 （n=0、1、2、3……） 乙波的波谷到達(dá)x=+3處的時(shí)間為t乙=n+12λ乙v乙 （n=0、1、2、3……） 由t甲=t乙 可解得m=2n-1 n=1，m=1，t=1.2s n=2，m=3，t=2.0s n=3，m=5，t=2.8s 在t1時(shí)刻之后得2.5s內(nèi)，x=+3處的質(zhì)點(diǎn)的位移為-6cm得時(shí)刻為t1+1.2s和t1+2.0s. 20．位于原點(diǎn)O的振源的振動(dòng)圖象如圖所示，振源產(chǎn)生的波同時(shí)沿x軸正、負(fù)方向傳播，t=0.55s時(shí)x軸上相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)相鄰波峰間距離為l=7.2m。求： （i）介質(zhì)中波的傳播速度； （ii）x=-6m處的質(zhì)點(diǎn)P何時(shí)到

39、達(dá)波谷？ 【答案】（i）24m/s（ii）t=(0.2n+0.35)s(n=0、1、2……) 【解析】 【詳解】 (i)由圖可則，此列波的周期T=0.2s，t=0時(shí)刻振源處在正向最大位移處，所以t=0.55s時(shí)部分波形圖如圖所示，此時(shí)x軸上相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)相鄰波峰間距離l=1.5λ①，即波長(zhǎng)λ=l1.5=4.8m②，所以介質(zhì)中波的傳播速度v=λT=4.80.2m/s=24m/s③； （ii）由振動(dòng)圖象可知，振源第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為t1=0.1s，然后由振源O傳播到P點(diǎn)所用時(shí)間t2=xv=624s=0.25s④,以后每隔一個(gè)周期T，質(zhì)點(diǎn)P均到達(dá)波谷，所以質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波谷的時(shí)間t=(n

40、T+t1+t2)（n=0、1、2…）⑤，即在t=(0.2n+0.35)s（n-0、1、2…）時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P均處在波谷。 21．位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源S不斷地產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速v=40m/s，已知t=0時(shí)刻波剛好傳播到x=13m處，部分波形圖如圖甲所示。根據(jù)以上條件求： （1）波長(zhǎng)λ和周期T； （2）從圖示時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，x=2018m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰需要多長(zhǎng)時(shí)間？ （3）在圖乙中畫(huà)出t=1.25s時(shí)，從波源到x=10m處所有質(zhì)點(diǎn)形成的波形。 【答案】（1）8m ，0.2s （2）50.175s （3）圖見(jiàn)解析 【解析】 【詳解】 （1）由波形圖可知：λ=8

41、m；則T=λv=840s=0.2s； （2）從圖示時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，x=2018m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，則只需t=0時(shí)刻x=11m處的波峰傳到x=2018m處，需要的時(shí)間t=x'v=2018-1140s=50.175s （3）t=1.25s時(shí)，波向x軸正向傳播的距離為s=vt=40×1.25s=50m，則從波源到x=10m處所有質(zhì)點(diǎn)均振動(dòng)1.250.2=614個(gè)周期，則形成的波形如圖： 【點(diǎn)睛】 本題要抓住簡(jiǎn)諧波一個(gè)基本特點(diǎn)：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同，振源振動(dòng)一個(gè)周期，波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離進(jìn)行分析． 22．將一傾角為q、上表面光滑的斜面體固定在水平地面上，一勁度

42、系數(shù)為k的輕彈簧的上端固定在斜面上，下端與質(zhì)量為m的小滑塊連接且彈簧與斜面平行，如圖所示。用外力控制小滑塊使彈簧處于原長(zhǎng)，某時(shí)刻撤去外力，小滑塊從靜止開(kāi)始自由運(yùn)動(dòng)。已知：斜面足夠長(zhǎng)，重力加速度為g。 （1）求：小滑塊運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)的加速度大?。? （2）若小滑塊在斜面上振動(dòng)的周期為T(mén)，沿斜面向下運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)寫(xiě)出小滑塊振動(dòng)過(guò)程中位移x隨時(shí)間t變化的函數(shù)關(guān)系式； （3）愛(ài)鉆研的小明同學(xué)思考能否將重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能這兩個(gè)勢(shì)能等效地看成一個(gè)勢(shì)能。試幫助小明論述是否可以引進(jìn)“等效勢(shì)能”。若可以，以小滑塊運(yùn)動(dòng)的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，平行斜面向上建立一維坐標(biāo)系Ox，求出“等效勢(shì)能

43、”的表達(dá)式（規(guī)定坐標(biāo)原點(diǎn)為“等效勢(shì)能”的零點(diǎn)）；若不可以，請(qǐng)說(shuō)明理由。 【答案】(1)a=0(2)x=Asin2πTt(3)Epx=12kx2 【解析】 【詳解】 （1）小滑塊的回復(fù)力由重力分力與彈簧彈力的合力提供。在平衡位置時(shí)，回復(fù)力為零，有F合=kx0-mgsinθ=0 得小物塊加速度：a=0 （2）假設(shè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中任意時(shí)刻小滑塊相對(duì)平衡位置的位移為x，如下圖所示。 則小滑塊受到的回復(fù)力為F=k(x0+x)-mgsinθ 聯(lián)立以上方程得F=kx 并且回復(fù)力方向與位移x方向相反，故物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 所以位移x隨時(shí)間t變化的函數(shù)關(guān)系式為x=Asin2πTt （3）可以引

44、入，因?yàn)橹亓蛷椈蓮椓狭ψ龉吐窂綗o(wú)關(guān)。由（2）可見(jiàn)：力F與位置坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系為：F=-kx，作出F-x圖象如下圖所示： 由圖象的物理意義可知：小滑塊從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到任意點(diǎn)x的過(guò)程中，力F做負(fù)功，且做功的數(shù)值等于圖中帶陰影三角形的面積，即：W=-12kx2 設(shè)“等效勢(shì)能”為Ep，由功能關(guān)系得:ΔEp=Epx-Epo=-W 由于規(guī)定坐標(biāo)原點(diǎn)為“等效勢(shì)能”的零點(diǎn)，即Epo=0 由以上方程得：Epx=12kx2 【點(diǎn)睛】 首先據(jù)題意知道是彈簧振子模型是解題的關(guān)鍵，根據(jù)模型判斷平衡位置；靈活應(yīng)用機(jī)械能守恒定律和平衡態(tài)列方程． 23．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在x=0 和x=0.6

45、m處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖象如圖所示．已知該波的波長(zhǎng)大于0.6 m，求其波速和波長(zhǎng) 【答案】v=2 m/s ； λ=0.8 m 【解析】 由圖象可知，周期T=0.4 s 由于波長(zhǎng)大于0.6 m，由圖象可知，波從A到B的傳播時(shí)間Δt=0.3 s 波速v=ΔxΔt，代入數(shù)據(jù)得v=2 m/s 波長(zhǎng)λ=vT，代入數(shù)據(jù)得λ=0.8 m 24．一列簡(jiǎn)諧橫波在t=13?s時(shí)的波形圖如圖（a）所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖（b）是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。求 （i）波速及波的傳播方向； （ii）質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)。 【答案】（1）v=18?cm/s波沿負(fù)方向傳播；（2）xQ=

46、9 cm 【解析】本題考查波動(dòng)圖像、振動(dòng)圖像、波動(dòng)傳播及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。 （ii）設(shè)質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置的x坐標(biāo)分別為xP、xQ。由圖（a）知，x=0處y=-A2=Asin(-30°)，因此 xP=30°360°λ=3?cm④ 由圖（b）知，在t=0時(shí)Q點(diǎn)處于平衡位置，經(jīng)Δt=13?s，其振動(dòng)狀態(tài)向x軸負(fù)方向傳播至P點(diǎn)處，由此及③式有 xQ-xP=vΔt=6?cm⑤ 由④⑤式得，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)為 xQ=9?cm⑥ 25．一根豎直的輕彈簧，勁度系數(shù)為50N/m,彈簧的上端連接一個(gè)質(zhì)量為2kg的小球，下端固定在質(zhì)量為4kg的底座上，整個(gè)裝置置于水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用力向

47、上拉小球使彈簧伸長(zhǎng)后釋放，小球在豎直方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。振動(dòng)過(guò)程中底座恰好不離開(kāi)地面，已知g=10 m/s2; ①試求底座對(duì)地面的最大壓力. ②以剛釋放小球時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，試寫(xiě)出小球做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)方程 【答案】(1)120N 方向向下（2）x=1.2cos5t(m) 【解析】本題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與連接體問(wèn)題的結(jié)合。 （1）振動(dòng)過(guò)程中底座恰好不離開(kāi)地面，則彈簧對(duì)底座向上的彈力最大值為F1=Mg=40N，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量x1=F1k=4050m=0.8m 平衡時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力F2=mg=20N，此時(shí)彈簧壓縮量x2=F2k=20500m=0.4m 物體向上偏離平衡位置的最大距離x=

48、x1+x2=1.2m 據(jù)對(duì)稱(chēng)，物體向下偏離平衡位置的最大距離也是x=1.2m 則彈簧的最大壓縮量為x3=0.4+1.2m=1.6m 彈簧彈力F3=kx3=80N 對(duì)底座受力分析可得：FN=Mg+F3=120N 據(jù)牛頓第三定律可得，底座對(duì)地面的最大壓力為120N。 （2）剛釋放小球時(shí)，小球處于正的位移最大處；且振幅A=1.2m 小球做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期T=2πmk 小球做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)方程x=Acosωt=Acos2πTt 聯(lián)立解得：x=1.2cos5t(m) 26．如圖所示實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t1=0時(shí)刻的波形，虛線是這列波在t2=0.5 s時(shí)刻的波形，這列波的周期T符合：3T

49、

50、時(shí)間內(nèi)波傳播的距離為：s=vt=74×0．5m="37" m． 因?yàn)閟=37m=4λ+58λ，所以波向左傳播． 【考點(diǎn)定位】 機(jī)械波的傳播 【點(diǎn)睛】 本題是兩個(gè)時(shí)刻的波形問(wèn)題，關(guān)鍵是知道波向兩個(gè)方向傳播的距離表達(dá)式，知道波速、波長(zhǎng)及周期之間的關(guān)系。 27．一列簡(jiǎn)諧橫波，沿波的傳播方向依次有P、Q兩點(diǎn)，平衡位置相距5.5m，其振動(dòng)圖象如圖1所示，實(shí)線為P點(diǎn)的振動(dòng)圖象，虛線為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象。 (1)圖2是t=0時(shí)刻波形的一部分,若波沿x軸正向傳播,試在給出的波形上用黑點(diǎn)標(biāo)明P、Q兩點(diǎn)的位置,并寫(xiě)出P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)(橫坐標(biāo)λ用表示). (2)求波的最大傳播速度。 【答案】(1)

51、 (1112λ,5cm) (2) 波的最大傳播速度為6m/s 【解析】 【詳解】 (1)P、Q兩點(diǎn)的位置如圖所示，其坐標(biāo)為 P(0，0)、Q(11λ12，5 cm) (2)由題圖甲可知，該波的周期 T＝1 s 由P、Q的振動(dòng)圖象可知，P、Q之間的距離是 s＝(n＋1112)λ＝5.5 m 當(dāng)n＝0時(shí)，λ有最大值6 m 此時(shí)對(duì)應(yīng)波速最大，v＝λT＝6 m/s。 故本題答案是：(1)P(0，0)；Q(11λ12，5 cm)；(2)6 m/s； 【點(diǎn)睛】 會(huì)根據(jù)振動(dòng)圖像找到波的傳播方向，并知道波速、波長(zhǎng)、以及周期之間的關(guān)系。 28．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t1=0時(shí)

52、刻的波形如圖中實(shí)線所示，t2=0.1s時(shí)刻的波形如中虛線所示.已知波傳播的周期0.2s>T>0.1s，求： ①x=1lm處的質(zhì)點(diǎn)P在t1、t2兩個(gè)時(shí)刻的振動(dòng)方向。 ②這列波傳播的速度大小。 【答案】(1) t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向振動(dòng)t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向振動(dòng) (2) 60m/s 【解析】①由于0.2s>T>0.1s,因此t2-t1小于一個(gè)周期 若t2-t1=14T，則T=0.4s，不符合題意 若t2-t1=34T，則T=0.43s，符合題意 故此波沿x軸負(fù)方向傳播 根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和波的傳播方向之間的關(guān)系可知，t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向振動(dòng)t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向

53、振動(dòng)． ②由題可知，波長(zhǎng)λ=8m 則波傳播的速度：v=λT=8×30.4m/s=60m/s 本題答案是：(1) t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向振動(dòng)t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向振動(dòng) (2) 60m/s 點(diǎn)睛：本題考查了波的傳播問(wèn)題，要會(huì)利用前帶后或者上下坡的方法來(lái)判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，并利用波的特性找到波的傳播速度。 29．資料記載，海嘯波浪海嘯波是重力長(zhǎng)波，波長(zhǎng)可達(dá)100公里以上；它的傳播速度等于重力加速度g與海水深度乘積的平方根，使得在開(kāi)闊的深海區(qū)低于幾米的一次單個(gè)波浪，到達(dá)淺海區(qū)波長(zhǎng)減小，振幅增大，掀起10-40米高的拍岸巨浪，有時(shí)最先到達(dá)的海岸的海嘯可能是波谷，水位下落，暴露出淺灘海

54、底；幾分鐘后波峰到來(lái)，一退一進(jìn)，造成毀滅性的破壞。 (i)在深海區(qū)有一海嘯波（忽略海深度變化引起的波形變化）如圖甲，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖，虛線是t =900s后首次出現(xiàn)的波形圖．已知波沿x軸正方向傳播，波源到淺海區(qū)的水平距離s1=1.08萬(wàn)公里，求海嘯波到淺海區(qū)的時(shí)間t1。 (ii)在淺海區(qū)有一海嘯波（忽略海深度變化引起的波形變化）如圖乙，海嘯波從進(jìn)入淺海區(qū)到達(dá)海岸的水平距離為s2，寫(xiě)出該海嘯波的表達(dá)式和波谷最先到達(dá)海岸的關(guān)系式。 【答案】（i）15h（ii）3s2100+300 【解析】（i）由圖甲得λ1=240km① 依題意有t=34T② v1=λ1T③ s1=v1t1④

55、 解得t1=15h⑤ （ii）由圖像得波的振幅A=20m，波長(zhǎng)λ2=40km 由②式得波的周期 T=1200s⑥ ω=2πT y=Asinωt⑦ 解得波的表達(dá)式 y=20sinπ600t（m）⑧ 海嘯波在淺海區(qū)的傳播速度 v2=λ2T=1003m/s⑨ 波谷最先到達(dá)海岸的關(guān)系式 s2+14λ2=v2t 解得波谷最先到達(dá)海岸的時(shí)間 t=3s2100+300（s）⑩ 故本題答案是：（i）15h（ii）3s2100+300 點(diǎn)睛：根據(jù)圖像找到波長(zhǎng)，周期，波速之間的關(guān)系，并利用波的傳播找到不同時(shí)刻形成的波形圖。 30．圖為一列簡(jiǎn)諧波的波形圖，實(shí)線為t=0時(shí)刻的波形。若

56、此機(jī)械波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻剛好傳到A點(diǎn)，且再經(jīng)過(guò)0.6s，Q點(diǎn)也開(kāi)始起振，求： (1)該機(jī)械波的波速v及周期T分別為多少？ (2)從t=0時(shí)刻起到Q點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，O點(diǎn)相對(duì)于平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過(guò)的軌跡長(zhǎng)度s0各為多少？ (3)若該機(jī)械波的傳播速度大小為30m/s，波形由實(shí)線變?yōu)樘摼€需要經(jīng)歷0.45s的時(shí)間，則該列波的傳播方向如何？（要求寫(xiě)出具體判斷過(guò)程） 【答案】(1)v=10m/s ；T=0.2s （2）y0=-3m ；s0=45cm （3）波沿x軸正向傳播 【解析】 (1) 由圖象可知，A=3cm，λ=2m， 當(dāng)波向右傳播時(shí)，點(diǎn)A的起振方向向下，包括Q

57、點(diǎn)在內(nèi)的各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均向下。 波速v=xΔt1=60.6ms=10ms 由v=λT得T=0.2s (2)由t=0至Q點(diǎn)第一次到達(dá)波峰時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間Δt2=Δt1+34T=0.75s=(3+34T) 而 t=0時(shí)O點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，故經(jīng)Δt2時(shí)間，O點(diǎn)振動(dòng)到波谷，即y0=3cm， s0=(3+34)×4×3cm=45cm (3)當(dāng)波速v=30ms時(shí)，經(jīng)歷0.45s的時(shí)間，波沿x軸方向傳播的距離x=vt=13.5=(6+34)λ，故波沿x軸正向傳播。 31．如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t1時(shí)刻的波形圖，虛線是這列簡(jiǎn)諧橫波在t2=（t1＋0.2）s時(shí)刻的波形圖． ①若波速為

58、35m/s，請(qǐng)你判斷質(zhì)點(diǎn)M在t1時(shí)刻的振動(dòng)方向； ②在t1—t2這段時(shí)間內(nèi)，如果M通過(guò)的路程為1m，請(qǐng)你判斷波的傳播方向，并計(jì)算波速． 【答案】（1）t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M向-y方向振動(dòng) （2） ；簡(jiǎn)諧橫波向+x方向傳播 【解析】①0.2s內(nèi)，波傳播的距離 可知t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M向-y方向振動(dòng) ②因?yàn)閘 所以 t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M向+y方向振動(dòng)，簡(jiǎn)諧橫波向+x方向傳播。 綜上所述本題答案是： （1）t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M向-y方向振動(dòng) （2）；簡(jiǎn)諧橫波向+x方向傳播 點(diǎn)睛：本題旨在考察對(duì)波動(dòng)圖像的理解，由于振動(dòng)的周期性，所以在解題時(shí)要結(jié)合題意，明白題中所要表達(dá)的中心思想。 32．如圖所

59、示，分別表示一列橫波上相距3的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)和的振動(dòng)圖象。已知波長(zhǎng)，求： （?。┎ㄍㄟ^(guò)、兩點(diǎn)所需的時(shí)間 （ⅱ）設(shè)點(diǎn)距點(diǎn)，且在、的中間，則從時(shí)開(kāi)始，點(diǎn)經(jīng)過(guò)通過(guò)的路程是多少？ 【答案】（ⅰ）0.45s（ⅱ）14cm 【解析】(1)由于?s?AB?=3m，而3 m