押江苏卷2题 机械振动、机械波-备战2024年高考物理临考题号押题（江苏卷）

押江苏卷2题 机械振动、机械波 考点内容 考情分析 考点一 机械振动的特点、表达式和图像 机械振动考察周期、图像、以及振动图像与波的传播规律相结合的题型。 机械波往往考察波传播规律分析、波的干涉及叠加、波动图像与振动图像结合等题型。 考点二 机械波的传播及波的图像 考点三 波的叠加、衍射、干涉 考点四 振动图像与波的图像的综合应用 1． 简谐运动的规律 规律 x＝Asin（ωt＋φ） 图像 反映同一质点在各个时刻的位移 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，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒 周期性特征 质点的位移、回复力、加速度和速度均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，加速度的大小、速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等 2． 简谐运动的应用——单摆，单摆周期表达式：T＝2π。 3． 机械波 形成条件 （1）波源；（2）传播介质，如空气、水等。 传播特点 （1）机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。 （2）介质中各质点振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。 （3）一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零。 （4）一个周期内，波向前传播一个波长。 波的图像 （1）坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。 （2）意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。 波长、波速和频率的关系 （1）v＝λf；（2）v＝。 波的叠加 （1）两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ（n＝0，1，2…），振动减弱的条件为Δx＝（2n＋1）（n＝0，1，2…）。 （2）振动加强点的位移随时间而改变，振幅为两波振幅的和A1＋A2。 波的多 解问题 由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播易出现多解问题。 考点一 机械振动的特点、表达式和图像 受力特点 回复力F＝－kx，F（或a）的大小与x的大小成正比，方向相反 运动特点 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 振幅越大，能量越大．在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒 周期性 做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均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 （1）如图所示，做简谐运动的物体经过关于平衡位置O对称的两点P、P′（OP＝OP′）时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等 （2）物体由P到O所用的时间等于由O到P′所用时间，即tPO＝tOP′ （3）物体往复过程中通过同一段路程（如OP段）所用时间相等，即tOP＝tPO （4）相隔或（n为正整数）的两个时刻，物体位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反 【真题精讲】 1.（2023山东卷）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. B. C. D. 【答案】BC 【解析】当AB两点在平衡位置的同侧时有，可得；或者，因此可知第二次经过B点时，，解得，此时位移关系 解得故A错误，B正确；当AB两点在平衡位置两侧时有 ，解得或者（由图中运动方向舍去），或者，当第二次经过B点时，则解得，此时位移关系为，解得C正确D错误。故选BC。 【巩固训练】 1.（2021·江苏·高考真题）如图所示，半径为R的圆盘边缘有一钉子B，在水平光线下，圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P，以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为，则P做简谐运动的表达式为（　　） A． B． C． D． 【考向】简谐运动 【答案】B 【详解】由图可知，影子P做简谐运动的振幅为，以向上为正方向，设P的振动方程为，由图可知，当时，P的位移为，代入振动方程解得，则P做简谐运动的表达式为，故B正确，ACD错误。故选B。 2．（2021·广东·高考真题）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，