高考物理二轮复习 专题五 加试选择题题型强化（多选题型）第1讲 机械振动和机械波课件.ppt

第1讲机械振动和机械波 专题五加试选择题题型强化 多选题型 考点一机械振动和图象 考点三机械振动和机械波的综合问题 考点二机械波和图象 真题研究 1 多选 2016 浙江4月选考 15 摆球质量相等的甲 乙两单摆悬挂点高度相同 其振动图象如图1所示 选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面 由图可知a 甲 乙两单摆的摆长之比是b ta时刻甲 乙两单摆的摆角相等c tb时刻甲 乙两单摆的势能差最大d tc时刻甲 乙两单摆的速率相等 答案 解析 图1 1 2 3 4 5 由于两摆线长度不同 在ta时刻离开平衡位置位移相等的位置 两个单摆的摆角不相等 b错误 因为甲的摆线短 摆幅大 所以甲上升的最大高度大于乙的 在tb时刻 乙在平衡位置 最低处 而甲在最高处 因此两者的势能差是最大的 c对 由于甲偏离平衡位置高度差大于乙的 所以甲经过平衡位置时的速度大于乙的 所以d错 1 2 3 4 5 2 多选 人教版选修3 4p13 演示 改编 甲 乙两位同学分别使用图2a所示的同一套装置观察单摆做简谐运动时的振动图象 已知二人实验时所用的单摆的摆长相同 落在木板上的细沙分别形成的曲线如图b所示 下面关于两图线的说法中正确的是a 甲图表示沙摆摆动的幅度较大 乙图摆动的幅度较小b 甲图表示沙摆摆动的周期较大 乙图摆动的周期较小c 二人拉木板的速度不同 甲 乙木板的速度关系v甲 2v乙d 二人拉木板的速度不同 甲 乙木板的速度关系v乙 2v甲 模拟训练 图2 答案 解析 1 2 3 4 5 解析由图可知 甲的振动幅度较大 乙的幅度较小 故a正确 两摆由于摆长相同 则由单摆的性质可知 两摆的周期相同 故b错误 由图可知 甲的时间为2t 乙的时间为4t 则由v 可知 二人拉木板的速度不同 甲 乙木板的速度关系为v甲 2v乙 故c正确 d错误 1 2 3 4 5 3 多选 2017 嘉兴市3月模拟 如图3甲所示 o是单摆的平衡位置 b c是摆球所能到达的最远位置 此单摆振动图象如图乙所示 则a 单摆振幅是16cmb 单摆摆长约为1mc 摆球经过o点加速度不为零d 摆幅减小 周期也减小 答案 1 2 3 4 5 图3 4 多选 人教版选修3 4p21第4题改编 如图4所示是一个单摆的共振曲线 根据该共振曲线 下列说法正确的是a 根据该共振曲线可得到单摆的固有频率b 当驱动力频率为f0时单摆发生共振c 当驱动力的频率增加时共振曲线峰值右移d 当单摆的摆长变长后 共振曲线峰值右移 图4 答案 1 2 3 4 5 5 多选 2017 湖州市高二上期末 一质点做简谐运动 质点的位移随时间变化规律如图5所示 则从图中可以看出a 质点做简谐运动的频率为0 25hzb t 3s时 质点的速度为零c t 3s时 质点的加速度为零d 在1 2s间 质点的速度逐渐变大 图5 解析由图知 该质点的周期为4s 频率为0 25hz 故a正确 t 3s时 质点处于平衡位置 加速度为零 速度最大 故b错误 c正确 在1 2s间 质点由平衡位置向最大位移处运动 速度越来越小 故d错误 答案 解析 1 2 3 4 5 规律总结 1 简谐运动的特征 1 受力特征 回复力满足f kx 2 运动特征 当物体靠近平衡位置时 a f x都减小 v增大 当物体远离平衡位置时 a f x都增大 v减小 3 能量特征 对弹簧振子和单摆来说 振幅越大 能量越大 在振动过程中 动能和势能相互转化 机械能守恒 4 周期性特征 物体做简谐运动时 其位移 回复力 加速度 速度等矢量都随时间做周期性的变化 5 对称性特征 速率 加速度等关于平衡位置对称 2 振动图象提供的信息 1 由图象可以看出质点振动的振幅 周期 2 可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移 3 可以确定各时刻质点的振动方向 4 可以确定某时刻质点的回复力 加速度和速度的方向 5 能够比较不同时刻质点的速度 加速度的大小 真题研究 1 多选 2017 浙江4月选考 15 一列向右传播的简谐横波 当波传到x 2 0m处的p点时开始计时 该时刻波形如图6所示 t 0 9s时观测到质点p第三次到达波峰位置 下列说法正确的是a 波速为0 5m sb 经1 4s质点p运动的路程为70cmc t 1 6s时 x 4 5m处的质点q第三次到达波谷d 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2 5hz 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 图6 1 4s相当于3 5个周期 每个周期路程为20cm 所以b正确 1 2 3 4 5 6 7 要发生干涉现象 另外一列波的频率一定与该波相同 即2 5hz 选项d正确 2 多选 2015 浙江10月选考 15 沿x轴正方向传播的简谐横波 振幅为5cm 质点a b的平衡位置离o点的距离分别为1 8m和3 0m t 0时的波形如图7所示 t 0 6s时质点a恰好第二次到达波峰 下列说法正确的是a 波速为3m sb 频率为2hzc 质点b在0 0 6s内路程为25cmd 质点b在t 0 6s沿y轴正方向运动 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 图7 t 0 6s时 质点b在平衡位置下方 沿y轴正方向运动 d正确 1 2 3 4 5 6 7 3 多选 人教版选修3 4p28第1题 简谐横波某时刻的波形如图8所示 p为介质中的一个质点 以下说法正确的是a 若波沿x轴正方向传播 则质点p此时刻的速度沿x轴正方向b 若波沿x轴正方向传播 则质点p此时刻的加速度沿y轴正方向c 再过半个周期时 质点p的位移为负值d 经过一个周期 质点p通过的路程为4a 答案 模拟训练 1 2 3 4 5 6 7 图8 4 多选 2017 浙江名校协作体模拟 如图9所示是某绳波形成过程的示意图 1 2 3 4 为绳上的一系列等间距的质点 绳处于水平方向 质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动 带动2 3 4 各个质点依次上下振动 把振动从绳的左端传到右端 t 0时质点1开始竖直向上运动 经过四分之一周期 质点5开始运动 下列判断正确的是图9a 质点5开始振动时的运动方向向上b t 时质点6的加速度方向向上c t 时质点10的运动方向向下d t t时质点17开始运动 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 t t时质点17开始运动 故d正确 1 2 3 4 5 6 7 5 多选 2017 杭州市四校联考 一列简谐横波沿x轴正方向传播 o为波源 如图10所示是波源开始振动后0 1s时的波形图 则下列判断正确的是a 这列波的周期为0 2s 振幅为10cmb x 3m处质点此时正沿y轴负向振动c 再经过0 15s x 2m处质点运动到 x 8m y 10cm 位置d 再经过0 2s x 10m处的质点第一次到达波谷 答案 1 2 3 4 5 6 7 图10 6 多选 2017 台州市9月选考 如图11所示 波源s在x 0处产生一列沿x轴正方向传播的简谐波 波速v 400m s 已知t 0 1s时 波已传播到x 40m处 在x 400m处 有一接收器a 图中未标出 则下列说法正确的是a 波源的起振方向向下b x 40m处的质点在t 0 5s时位移最大c t 1s时接收器才能接收到此波d 若波源向x轴正方向运动 则收到的波的频率比静止时接收到的波的频率大 答案 1 2 3 4 5 6 7 图11 7 多选 如图12为一列沿x轴负方向传播的简谐横波 实线为t 0时刻的波形图 虚线为t 0 6s时的波形图 波的周期t 0 6s 则a 波的周期为0 8sb 在t 0 9s时 p点沿y轴正方向运动c 经过0 4s p点经过的路程为0 4md 在t 0 5s时 q点到达波峰位置 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 图12 由于波沿x轴负方向传播 故t 0时刻p点沿y轴负方向运动 而周期t 0 8s 故t 0 8s时p点沿y轴负方向运动 1 0s时p点到达波谷 故0 9s时p点沿y轴负方向运动 故b错误 在一个周期内p点完成一个全振动 即其运动路程为4a 而0 4s t 故p点的运动路程为2a 0 4m c正确 1 2 3 4 5 6 7 由题意可知波长 8m 则波速v 10m s 在t 0时刻q点的横坐标为x0 5m 由于波沿x轴负方向运动 故在t 0 5s的时间内波沿x轴负方向传播的距离为x vt 10 0 5m 5m 故在t 0 5s时 q点振动情况和t 0时刻距离坐标原点10m处的质点的振动情况相同 而t 0时刻距离坐标原点10m处的质点在波峰 故在t 0 5s时 q点到达波峰位置 故d正确 故选a c d 1 2 3 4 5 6 7 规律总结 1 波的传播方向和质点的振动方向的互判方法 1 上下坡法 2 同侧法 3 微平移法 2 波的图象特点 1 质点振动nt 波传播n 时 波形不变 2 在波的传播方向上 当两质点平衡位置的距离为n n 1 2 3 时 它们的振动步调总相同 当两质点平衡位置间的距离为 2n 1 n 0 1 2 3 时 它们的振动步调总相反 3 波源的起振方向决定了它后面的质点的起振方向 各质点的起振方向与波源的起振方向相同 命题预测 1 多选 图13甲为一列简谐横波在t 0 10s时刻的波形图 p是平衡位置在x 1 0m处的质点 q是平衡位置在x 4 0m处的质点 图乙为质点q的振动图象 下列说法正确的是a 在t 0 10s时 质点q向y轴正方向运动b 在t 0 25s时 质点p的加速度方向与y轴正方向相同c 从t 0 10s到t 0 25s 该波沿x轴负方向传播了6md 从t 0 10s到t 0 25s 质点p通过的路程为30cm 1 2 3 4 5 答案 解析 图13 1 2 3 4 5 解析由q点的振动图象可知 t 0 10s时质点q向y轴负方向振动 选项a错误 由波动图象可知 波向左传播 t 0 10s时质点p向上振动 再经过0 15s 即t 0 25s时 质点p振动到x轴的下方 加速度沿y轴正方向 选项b正确 由于在t 0 10s时 质点p既不在波峰 波谷 也不在平衡位置 因此在t的时间内通过的路程不等于3a 30cm 选项d错误 2 多选 人教版选修3 4p28第2题改编 一列横波某时刻的波形如图14甲所示 图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象 下列说法正确的是a 若波沿x轴正方向传播 图乙为l点的振动图象b 若波沿x轴正方向传播 图乙为m点的振动图象c 若波沿x轴负方向传播 图乙为l点的振动图象d 若波沿x轴负方向传播 图乙为n点的振动图象 模拟训练 图14 答案 1 2 3 4 5 3 多选 人教版选修3 4p12 问题与练习 第2题改编 下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法正确的是a 粗糙斜面上的金属球m在弹簧的作用下运动 该运动是简谐运动b 单摆的摆长为l 摆球的质量为m 位移为x 此时回复力为f c 质点a c平衡位置之间的距离就是简谐波的一个波长d 实线为某时刻的波形图 此时质点m向下运动 经极短时间后波形图如虚线所示 1 2 3 4 5 答案 解析 解析在粗糙斜面上金属球运动过程中 要不断克服摩擦力做功 系统的机械能减小 金属球最终静止 所以该运动不是简谐运动 故a错误 相邻波峰或波谷之间的距离等于一个波长 而选项中质点a c的平衡位置之间的距离只是简谐波的半个波长 故c错误 据质点振动方向和传播方向的关系 上下坡法 根据质点m向下运动可知 波正向x轴正方向传播 经很短时间 波形图如虚线所示 故d正确 1 2 3 4 5 4 多选 2017 宁波市3月模拟 图15甲为一列简谐横波在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 图乙为质点q的振动图象 则a t 0 10s时 质点q的速度方向向上b 该波沿x轴负方向传播 传播速度为40m sc 再经过0 10s 质点q沿波的传播方向移动4md t 0 25s时 质点p的位移是 5cm 1 2 3 4 5 答案 图15 1 2 3 4 5 5 多选 2017 温州市九校高三上学期期末 一列简谐横波 在t 0 6s时刻波的图象如图16甲所示 波上a质点的振动图象如图乙所示 则以下说法正确的是a 这列波沿x轴正方向传播b 从t 0 6s开始 质点p比质点q晚0 4s回到平衡位置c 从t 0 6s开始 紧接着的 t 0 6s时间内 a质点通过的路程是10md 若传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物 能发生明显的衍射现象 图16 答案 解析 1 2 3 4 5 解析由乙图读出t 0 6s时刻质点a的速度方向为沿y轴负方向 由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正方向 故a正确 图示时刻质点p沿y轴正方向 质点q沿y轴