专题11 机械振动-2020年高考物理二轮专题过关增分攻略

2020年物理二轮专题过关宝典 专题十一：机械振动 【知识回扣】 1.判断波的传播方向与质点的振动方向的四种常见方法 (1) 带动法(特殊点法) 如图甲所示为一沿x轴正方向传播的横波,根据波传播过程中,后一质点总是滞后于前一质点的运动状态的特性,可判断质点的振动方向。在质点P附近靠近波源一方的图线上另找一点P',若P'在P上方,P'带动P向上运动,则P向上运动;若P'在P下方,P'带动P向下运动,则P向下运动。   (2)上下坡法：沿波的传播方向，上坡时质点向下振动，下坡时质点向上振动，如图所示。 (3)同侧法：波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧，如图所示。 (4)微平移法：将波形图沿传播方向平移Δx(Δx≤)，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定，如图所示。 2．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断：某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr。 (1)当两波源振动步调一致时，若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，则振动加强；若Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)，则振动减弱。 (2)当两波源振动步调相反时，若Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)，则振动加强；若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，则振动减弱。 3．波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长。 【热门考点透析】 考点一 简谐振动 1. （2019·江苏卷）一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的（ ） A．位移增大 B．速度增大 C．回复力增大 D．机械能增大 2.一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是 (　　) A．质点振动的频率为4 Hz B．在10 s内质点经过的路程是20 cm C．在5 s末，质点的速度为零，加速度最大 D．t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是 cm E．t＝2 s和t＝4 s两时刻质点的加速度和速度都相同 3.（2019·新课标全国Ⅱ卷）如图，长为l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 l的 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a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x-t关系的是（ ） 4.(2019·湖北襄阳四中模拟)如图甲所示为一弹簧振子自由振动(即做简谐运动)时的位移随时间变化的图象，图乙为该弹簧振子在某外力的作用下做受迫振动时的位移随时间变化的图象，则下列说法中正确的是(　　) A．由图甲可知该弹簧振子的固有周期为4 s B．由图乙可知弹簧振子的固有周期为8 s C．由图乙可知外力的周期为8 s D．如果改变外力的周期，在接近4 s的附近该弹簧振子的振幅较大 5.(2019·江苏扬州中学模拟)如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，达到稳定时b摆和c摆的周期大小关系是：Tb____Tc(选填“大于”“小于”或“等于”)，b摆和c摆中________摆的振幅最大，图乙是c摆稳定以后的振动图象，重力加速度为g，不计空气阻力，则a摆的摆长为_______。 【增分攻略】 1.做简谐运动的物体经过平衡位置时，回复力一定为零，但所受合外力不一定为零。 2. 对称规律： （1）做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系，另外速度的大小、动能具有对称性，速度的方向可能相同或相反。 （2）振动物体来回通过相同的两点间的时间相等，如tBC　＝　tCB；振动物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，如tBC　＝　tB′C′，如图所示。 3.运动的周期性特征：相隔T或nT的两个时刻振动物体处于同一位置且振动状态相同。 考点二 机械波的形成与传播 1.（2019·北京卷）一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（ ） A．此刻a的加速度最小 B．此刻b的速度最小 C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动 D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置 2. (2017·高考天津卷) 手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是(　　) A．该简谐波是纵波 B．该简谐波的最大波长为2L