第一部分 专题五 第1讲 机械振动与机械波-【创新教程】2024高考物理总复习大二轮专题增分方案教师用书word（新教材）

26 学科网（北京）股份有限公司 第1讲　机械振动与机械波 真题引领 1.(多选)(2023·山东卷，10)如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点．已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是(　　) A.，3t　　 B.，4t　　　 C.，t　　　 D.，t [解析]　BC　AB.当AB两点在平衡位置的同侧时有A＝Asin φa，A＝Asin φb，可得φa＝；φb＝或者φb＝，因此可知第二次经过B点时φb＝， T＝t，解得T＝4t， 此时位移关系为A－A＝L，解得A＝，故A错误，B正确；CD.当AB两点在平衡位置两侧时有－A＝Asin φa，A＝Asin φb，解得φa＝－或者φa＝－(由图中运动方向知应舍去)，φb＝或者φb＝， 26 学科网（北京）股份有限公司 当第二次经过B点时φb＝，则T＝t， 解得T＝t 此时位移关系为A＋A＝L， 解得A＝，C正确D错误． [答案]　BC ◆[情境设置] 本题以质点沿水平方向做简谐振动，创设学习探索类问题情境． ◆[素养聚焦] 本题考查考生对简谐振动特点的理解，体现运动观和科学推理这一核心素养. 真题引领 2.(多选)(2022·山东卷，9)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示．当t＝7 s时，简谐波的波动图像可能正确的是(　　 ) 　 [解析]　由O点的振动图像可知，周期为T＝12 s，设原点处的质点的振动方程为y＝Asin，则10＝20 sinφ，解得φ＝， 在t＝7 s时刻y7＝20sin cm＝－10 cm≈－17.3 cm， 因7 s＝T＋T，则在t＝7 s时刻质点在y轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示；若波向左传播，则波形如A所示．故选AC. [答案]　AC 26 学科网（北京）股份有限公司 ◆[情境设置] 本题以简谐运动振动图像分析波的图像的考查方式创设学习探索类问题情境． ◆[素养聚焦] 本题考查考生对振动图像和波动图像的理解，体现运动观和科学推理这一核心素养. 真题引领 3．(2022·广东卷，16(1))如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，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　　________　　(选填“N”“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”)． [解析]　经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点．波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波传播速度仍保持不变． [答案]　P　不变 ◆[情境设置] 本题以手握住软绳上下抖动，在绳上激发了一列简谐波为素材创设学习探索类问题情境． ◆[素养聚焦] 本题考查考生的运动观和科学推理这一核心素养. 真题引领 4．(2022·辽宁卷，3)一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点P的说法正确的是(　　) A．该时刻速度沿y轴正方向 B．该时刻加速度沿y轴正方向 26 学科网（北京）股份有限公司 C．此后周期内通过的路程为A D．此后周期内沿x轴正方向迁移为λ [解析]　AB.波沿x轴正向传播，由“同侧法”可知，该时刻质点P的速度方向沿y轴正向，加速度沿y轴负向，选项A正确，B错误．C.在该时刻质点P不在特殊位置，则在周期内的路程不一定等于A，选项C错误；D.质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项D错误．故选A. [答案]　A ◆[情境设置] 本题以波的图像为素材创设学习探索类问题情境． ◆[素养聚焦] 本题考查考生的运动观和科学推理这一核心素养. 备考导航 从近几年的高考试题可以看出，机械振动的周期、振动图像以及机械波的传播、波动图像、公式v＝λf的应用，是高考的热点．在备考过程中要引起重视，除此之外，多普勒效应、波的干涉和衍射也不能忽视. 考点一　机械振动 1．简谐运动的表达式 x＝Asin(ωt＋φ)或x＝Acos(ωt＋φ) 2．简谐运动的五个特征 受力特征 回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反 运动特征 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小 能量特征 振幅越大，能量越大；在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒 周期性特征 质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为 对称性特征 关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小