机械振动与机械波-高考物理典型例题教学课件

高考物理(课标I专用专题十六机械振动与机械波A组统一命题·课标卷题组考点一机械振动1.[2019课标Ⅱ,34(1),5分]如图,长为的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O点处在O点正下方的O处有一固定细铁钉,将小球向右拉开使细绳与竖直方向成一小角度(约为2)后由静止释放并从释放时开始计时。当小球d摆至最低位置时细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x1关系的是答案A本题考查单摆问题中对单摆模型的理解及对周期公式的认识体现出模型建构的素养由单摆的周期公式7=2x,可知,单摆的摆长越大周期越大题中单摆在一个全振动中,当x0时摆长为,T1=2x,;当x<0时,摆长为,r:=x,,则r=272,由机械能守恒定律可知小球将运动到与初始位置等高的地方,由几何关系可知,当κ<O时,振幅变小,故A项正确。解题关键将整个全振动分为x∞>0与κ<0两种情况来分析,比较两种情况下的周期大小和振幅大小22019课标I,34(1),5分如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S(0,4)和S(02)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为100m/s。两列波从波源传播到点A(8,-2)的路程差为m两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互填“加强”或“减弱”)mzcm答案2减弱加强解析本题考查波的干涉。若两波源同相,在干涉区域内波程差A=n(n=0,1,2,…)的点振动加强,波程差为Δτ=(2n+1)(n=0,1,2,…)的点振动减弱。若两相干波源反相,在干涉区域内,波程差△x=mM(m=012…)的点振动减弱波程差△=(2n+1)2(m=0.2…)的点振动加强。本题中两波源反相A到两波源的距离差为ASAS=√8=09+(-2-4)m8m=2m。由图(b)和图()得rs,则A=T=2m,因BS1-BS=0,故B点振动减弱。CS-CS2=1m恰好为半个波长,故C点振动加强考点二机械波3[2019课标Ⅰ,34(1),5分](多选)一简谐横波沿x轴正方向传播,在=时刻,该波的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是图(a)图(b)A质点Q的振动图像与图(b)相同B在=0时刻,质点P的速率比质点Q的大C.在1=0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大D平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示E在0时刻质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大答案CDE本题考査了机械振动及机楲波图像的综合应用,考查了学生的综合分析能力,体现了物理观念中运动与相互作用的素养要素由图(b)可知在女时刻,该质点处于平衡位置且向y轴负方向运动,再从图a)中利用“上下坡法”,结合波沿x轴正方向传播可知,在时刻质点Q在平衡位置且向y轴正方向运动,平衡位置在原点处的质点在平衡位置且向y轴负方向运动所以A选项错误,D选项正确。分析可知在=0时刻质点P位于波谷,此时质点P的速率为0,加速度最大,位移大小最大,但质点Q在平衡位置,速率最大加速度为0位移为0,所以B选项错误C和E选项均正确42019课标Ⅲ34(1),5分1(多选)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下说法正确的是A.不同质点的振幅都相同B不同质点振动的频率都相同C.不同质点振动的相位都相同D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E同一质点处两列波的相位差不随时间变化答案BDE本题考查了机械波的干涉内容,突出了理解能力、综合分析能力的应用,体现了核心素养中模型建构、科学推理和科学论证要素两列波发生干涉时会出现振动加强区和振动减弱区,振动加强区的质点振幅大振动减弱区的质点振幅小,故A错误。波动过程中质点的振动频率由波源决定,故B项正确。不同质点的振动相位不一定相同故C错误。振动质点的周期由波源决定,故D项正确。由题意知,两列波在重叠区域发生干涉并形成干涉图样,则在同一质点处,两列波的相位在不断变化,但两列波的相位差不变,故E项正确52018课标Ⅲ34(1),5分1(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播在1=0和=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期7>0.20s。下列说法正确的是cm/crmA.波速为0