专题五 第一讲 机械振动与机械波（教参）-【高考前沿】2023高考物理第二轮复习·超级考生备战高考（新教材，人教版）

专题五 振动与波光电磁波 第一讲 机械振动与机械波 三真题X引X领试（做 ZHENTI YINLING SHIZUO 1.(多选)(2022·山东卷，9)一列简谐横波沿x轴传播，平2.（多选）(2022·湖南卷，16(1)下端附着重物的粗细均匀 衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当 木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向 t=7s时，简谐波的波动图像可能正确的是 ( 做频率为1Hz的简谐运动；与此同时，木棒在水平方向 y/cm 上随河水做匀速直线运动，如图(a)所示。以木棒所受浮 20 力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮 力F随水平位移x的变化如图(b)所示。已知河水密度 11ts) 为，木棒横截面积为S,重力加速度大小为g。下列说法 正确的是 20 ↑N yfcm y/cm 20 20 0 -20 00.10.20.30.40.5xm -20 图(a) 图(h) A y/cm Ay/cm A.x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大 20 20 后减小 0 B.x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖 20 -20 直向下，大小逐渐变小 C.x=0.35m和x=0.45m时，木棒的速度大小相等，方 解析] 由O点的振动图像可知，周期为T=125,设原 向相反 点处的质点的振动方程为y=Asin(祭十)， 卫木桃在整直方向借简著运动的版幅为号 则10=20sinp, E.木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为 解得p=石， 0.4m/s [解析]由简谐运动的对称性可知，0.1m、0.3m、0.5m 在t=7s时刻y7=20sin ×7+答）=-10v5cm 时木棒处于平衡位置；则x从0.05m到0.15m的过程 -17.3cm, 中，木棒从平衡位置下方向上移动，经平衡位置后到达平 因7s=名T+ 衡位置上方，速度先增大后减小，所以动能先增大后减 小，A正确： 则在1=7s时刻质，点在y轴负向向下振动，根据“同侧 x从0.21m到0.25m的过程中，木棒从平衡位置上方靠 法”可判断若波向右传播，则波形为C所示：若波向左传 近最大位移处向下运动（未到平衡位置），加速度竖直向 播，则波形如A所示。故选AC。 下，大小减小，B正确； [答案]AC x=0.35m和x=0.45m时，由图像的对称性知浮力大 126 振动与被光电磁波。专题五 小相等，说明木棒在同一位置，竖直方向速度大小相等， [解析] 根据题迷，江=弘处质点的振动方程为y 速度方向相反，而两时刻木棒水平方向速度相同，所以合 速度大小相等，方向不是相反，C错误； Aos(停)=3平时刻x=卧处质点的位y 木棒在竖直方向的简谐运动可类比于竖直方向的弹簧振 ）=0,再经微小时间△t,位移 子，设木棒长度为L,回复力系数为k,平衡位置时木棒重 Acos(停×3买)=Acos( 心在水西下方A,剥有pgS(位十A0）=Mg, y为正值，可知质点向上运动，根据题述波沿x轴负方向 传播，可知t=3工时刻的波形图正确的是D。 4 木棒重心在平衡位置上方最大位移A处时Mg一F2= [答案]D Mg-gS(告+A0-A）=kA, 5.(多选)(2021·山东等级考)一列简谐横波沿x轴传播， 木棒重心在平衡位置下方最大位移A处时F1一Mg= 如图所示，实线为t1=2s时的波形图，虚线为t2=5s时 的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像， Pgs(2+△o+A）-Mg=kA, 可能正确的是 ) 可解得k=pgS,A=F二E,D正确： y/cm 2pSg 木棒上各质点相对静止随木棒一起运动，不能看成向x x/m 轴正方向传播的机械横波，E错误。故选ABD [答案]ABD 3.(2022·广东卷，16(1))如图所示，某同学握住软绳的 y/cm 端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示 时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至 t/s (选填“V”“P”或“Q”)处。加快抖动，波的频率 增大，波速 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 y/cm y/cm [解析 (1)经过半个周期，波向右传播半个波长，而M [解析]机械波的传播方向不确定，所以需要考虑机械 点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点。 波传播方向的不确定性。若机械波沿x轴正方向传播， 波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波 在t1=2s时O点振动方向竖直向上，则传播时间△1 速仍保持不变。 t2-1=3s满足△1=是T+nT(n=0.1,2,3…),解得 [答案]P不变 12 4.(2020·山东等级考)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴 T=4n千3s(n=0,1,2,3…),当n=0时，解得周期T= 负方向传播，已知