2025 選考專題高考 物理 （川陜青寧蒙新晉豫）第11講　機(jī)械振動和機(jī)械波、電磁振蕩和電磁波含答案

2025選考專題高考物理（川陜青寧蒙新晉豫）第11講機(jī)械振動和機(jī)械波、電磁振蕩和電磁波含答案第11講機(jī)械振動和機(jī)械波、電磁振蕩和電磁波【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【關(guān)鍵能力】振動質(zhì)點作為振源,在介質(zhì)中形成機(jī)械波,LC振蕩電路作為電磁波的波源.彈簧振子、單擺、LC振蕩電路作為常見波源,一定要掌握其運動學(xué)、動力學(xué)與能量變化特點;同時掌握這兩種波形成的本質(zhì)與傳播特點.通常以“圖像”作為載體,綜合考查考生對波的理解能力、推理能力和空間想象能力.其中,波的疊加和干涉是高頻考點,而振動方程雖然考頻較低,但近些年高考卷中偶有出現(xiàn),需要引起重視.題型1機(jī)械振動與機(jī)械波綜合機(jī)械振動綜合(1)研究簡諧運動時所說的位移的起點都必須在平衡位置處.“平衡位置”不等于“平衡狀態(tài)”,如單擺擺到最低點時,正處在平衡位置,但在指向懸點方向上的合力卻不等于零,所以并不處于平衡狀態(tài).(2)回復(fù)力是一種效果力,是振動物體在沿振動方向上所受的合力.(3)彈簧振子與單擺兩種簡諧運動滿足機(jī)械能守恒.(4)v和x、F、a之間的關(guān)系最復(fù)雜:當(dāng)v、a同向(即v、F同向,也就是v、x反向)時,v一定增大;當(dāng)v、a反向(即v、F反向,也就是v、x同向)時,v一定減小.(5)物體做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,與物體的固有頻率無關(guān);但受迫振動的振幅由驅(qū)動力頻率和物體的固有頻率共同決定,兩個頻率越接近,受迫振動的振幅越大.例1(多選)[2023·山東卷]如圖所示,沿水平方向做簡諧運動的質(zhì)點,依次通過相距L的A、B兩點.已知質(zhì)點在A點的位移大小為振幅的一半,在B點的位移大小是A點的3倍,質(zhì)點經(jīng)過A點時開始計時,t時刻第二次經(jīng)過B點,該振動的振幅和周期可能是 ()A.2L3-1,3t B.C.2L3+1,125t D.例2[2024·河北卷]如圖所示,一電動機(jī)帶動輕桿在豎直框架平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,輕桿一端固定在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,另一端懸掛一紫外光筆,轉(zhuǎn)動時紫外光始終豎直投射至水平鋪開的感光紙上,沿垂直于框架的方向勻速拖動感光紙,感光紙上就畫出了描述光點振動的x-t圖像.已知輕桿在豎直面內(nèi)長0.1m,電動機(jī)轉(zhuǎn)速為12r/min.該振動的圓頻率和光點在12.5s內(nèi)通過的路程分別為 ()A.0.2rad/s,1.0mB.0.2rad/s,1.25mC.1.26rad/s,1.0mD.1.26rad/s,1.25m[反思感悟]

機(jī)械波綜合1.波的傳播問題(1)各質(zhì)點的起振方向與波源起振方向一致.(2)波的傳播速度v在同種均勻介質(zhì)中是不變的,與質(zhì)點振動的速度不能混為一談.(3)相距為Δx=nλ+λ2(n=0,1,2,…)的兩個點為反相點,振動情況始終相反2.波的多解問題由于波的周期性、波傳播方向的雙向性,波的傳播問題易出現(xiàn)多解現(xiàn)象.例3(多選)[2024·山東濟(jì)南模擬]一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖甲是t=0時刻的波形圖,圖乙和丙分別是x軸上某兩處質(zhì)點的振動圖像.這兩質(zhì)點平衡位置之間的距離可能是 ()A.0.5m B.1.8mC.1.9m D.2.0m【技法點撥】波的多解問題關(guān)鍵是要弄清一個周期或一個波長內(nèi)的特征.本題中先從波形圖上找到一個波長內(nèi)能滿足兩個振動圖像的兩個點,得出這兩個點的平衡位置之間的距離,然后增加1個波長、2個波長、3個波長……得出通式.【遷移拓展】1.[2024·北京卷]圖甲為用手機(jī)和輕彈簧制作的一個振動裝置.手機(jī)加速度傳感器記錄了手機(jī)在豎直方向的振動情況,以向上為正方向,得到手機(jī)振動過程中加速度a隨時間t變化的曲線為正弦曲線,如圖乙所示.下列說法正確的是 ()A.t=0時,彈簧彈力為0B.t=0.2s時,手機(jī)位于平衡位置上方C.從t=0至t=0.2s,手機(jī)的動能增大D.a隨t變化的關(guān)系式為a=4sin(2.5πt)m/s22.[2023·湖北卷]一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,波長為100cm,振幅為8cm.介質(zhì)中有a和b兩個質(zhì)點,其平衡位置分別位于x=-403cm和x=120cm處.某時刻b質(zhì)點的位移為y=4cm,且向y軸正方向運動.從該時刻開始計時,a質(zhì)點的振動圖像為 (3.(多選)[2024·河南鄭州模擬]一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸傳播,t=0時刻的波形如圖甲所示,其中位于橫坐標(biāo)x=5m處的一質(zhì)點A的振動圖像如圖乙所示,B是圖甲中縱坐標(biāo)為y=-2.5cm的另一質(zhì)點.下列說法正確的是 ()A.該橫波的傳播速度大小為1m/sB.該橫波的傳播方向為x軸負(fù)方向C.B點的橫坐標(biāo)為203D.t=3s時B點的位移是2.5cm題型2波的疊加、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)1.波的疊加在波的疊加中,質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和.2.波的干涉某質(zhì)點的振動是加強(qiáng)還是減弱,取決于該點到兩相干波源的距離之差Δr.①當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時,若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動加強(qiáng);若Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…),則振動減弱②當(dāng)兩波源振動步調(diào)相反時,若Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…),則振動加強(qiáng);若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動減弱3.多普勒效應(yīng)(1)接收頻率:觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù).(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時,觀察者接收到的頻率變大,當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時,觀察者接收到的頻率變小.例4[2023·湖南卷]如圖甲,在均勻介質(zhì)中有A、B、C和D四點,其中A、B、C三點位于同一直線上,AC=BC=4m,DC=3m,DC垂直AB.t=0時,位于A、B、C處的三個完全相同的橫波波源同時開始振動,振動圖像均如圖乙所示,振動方向與平面ABD垂直,已知波長為4m.下列說法正確的是 ()A.這三列波的波速均為2m/sB.t=2s時,D處的質(zhì)點開始振動C.t=4.5s時,D處的質(zhì)點向y軸負(fù)方向運動D.t=6s時,D處的質(zhì)點與平衡位置的距離是6cm【技法點撥】本題是波的疊加問題,分析思路是:先弄清楚各列波傳到某點所用的時間,從而確定該點從什么時刻開始需要進(jìn)行疊加,然后求每列波在所求時刻單獨引起的振動位移和方向,最后疊加起來得出實際的振動位移和方向.【遷移拓展】1.(多選)[2023·遼寧卷]“球鼻艏”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置,當(dāng)輪船以設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時,球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示,兩列波的疊加可以大幅度減小水對輪船的阻力.下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是 ()A.插入水中的筷子,看起來折斷了B.陽光下的肥皂膜,呈現(xiàn)彩色條紋C.駛近站臺的火車,汽笛音調(diào)變高D.振動音叉的周圍,聲音忽高忽低2.[2024·湖北武漢模擬]如圖甲所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),A點坐標(biāo)為(1.6m,0),B點坐標(biāo)為(1.6m,1.2m),C點坐標(biāo)為(0,1.2m),O點和A點分別有振動情況相同的兩個波源,t=0時刻開始振動,其振動圖像如圖乙所示,已知波的傳播速度為0.8m/s,下列說法正確的是 ()A.波長為0.8mB.B點是振動減弱點C.AC連線上(含A、C兩點)有6個振動加強(qiáng)點D.0~3s時間內(nèi),B質(zhì)點振動的路程為64cm3.[2024·安徽卷]某儀器發(fā)射甲、乙兩列橫波,在同一均勻介質(zhì)中相向傳播,波速v大小相等.某時刻的波形圖如圖所示,則這兩列橫波 ()A.在x=9.0m處開始相遇B.在x=10.0m處開始相遇C.波峰在x=10.5m處相遇D.波峰在x=11.5m處相遇題型3電磁振蕩與電磁波1.電磁波與機(jī)械波的比較電磁波機(jī)械波產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生特點橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速c=3×108m/s在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340m/s)是否需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機(jī)械能2.LC振蕩電路的周期T、頻率f與自感系數(shù)L、電容C的關(guān)系是T=2πLC、f=12π例5[2024·廣東汕頭模擬]電磁波的發(fā)現(xiàn)和使用極大地改變了人類的生活.下列說法中正確的是()A.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,變化的磁場產(chǎn)生變化的電場,變化的電場產(chǎn)生變化的磁場B.藍(lán)牙耳機(jī)的電磁波在真空中的傳播速度比手機(jī)通信的電磁波速度小C.盒裝牛奶內(nèi)壁有鋁箔,不能放入微波爐中加熱D.某同學(xué)自制收音機(jī)來收聽廣播時,其接收電臺的過程稱為調(diào)制

例6[2024·河北邢臺模擬]如圖所示為某款玩具內(nèi)的LC振蕩電路,已知線圈自感系數(shù)L=2.5×10-3H,電容器電容C=4μF,LC振蕩電路的周期公式為T=2πLC.t=0時刻,上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,瞬時電流為零,則 ()A.LC振蕩電路的周期T=π×10-4sB.當(dāng)t=π2×10-4C.當(dāng)t=3π2×10-4D.在t=π2×10-4s至3π2×10【技法點撥】LC電磁振蕩過程中,抓住三條規(guī)律:①電場能由電荷量決定;②磁場能由電流決定;③電場能和磁場能同步異變.本題中初始時刻電流為零,則電荷量最大,說明電場能最大,磁場能最小,然后可以分析其他時刻的物理量變化.【遷移拓展】1.[2024·江蘇蘇州模擬]我國科學(xué)家利用腦機(jī)接口技術(shù)幫助截癱患者實現(xiàn)意念控制體外儀器.植入患者顱骨內(nèi)的微處理器,將意念對應(yīng)的低頻神經(jīng)信號,通過高頻載波無線傳輸給體外儀器.則 ()A.高頻載波屬于縱波B.使高頻載波隨低頻神經(jīng)信號改變的過程屬于調(diào)制C.體外接收電路的固有頻率與低頻神經(jīng)信號的頻率相等D.體外接收電路中的信號經(jīng)過調(diào)諧還原出低頻神經(jīng)信號2.[2024·江西贛州模擬]金屬探測儀內(nèi)部電路可簡化為線網(wǎng)與電容器構(gòu)成的LC振蕩電路,某時刻電流方向和電容器極板間電場方向如圖所示,關(guān)于該時刻下列說法正確的是 ()A.電路中的電流正在減小B.a點電勢比b點電勢低C.電容器所帶電荷量正在減小D.線圈磁場能正在增大第11講機(jī)械振動和機(jī)械波、電磁振蕩和電磁波題型1例1BC[解析]當(dāng)A、B兩點在平衡位置的同側(cè)時有12A=Asinφa,32A=Asinφb,可得φa=π6,φb=π3或者φb=2π3,因此可知第二次經(jīng)過B點時φb=2π3,23π?π62πT=t,解得T=4t,此時位移關(guān)系為32A-12A=L,解得A=2L3-1,故A錯誤,B正確;當(dāng)A、B兩點在平衡位置兩側(cè)時有-12A=Asinφa',32A=Asinφb',解得φa'=-π6或者φa'=-5π6(由圖中運動方向可知此值舍去),φb'=π3或者φb'=2π3,當(dāng)?shù)诙谓?jīng)過B點時φb'=2π3,則例2C[解析]根據(jù)題意可知,紫外光筆的光點在紙面上沿x軸方向做簡諧運動,光點的振動為受迫振動,其振動周期等于電動機(jī)轉(zhuǎn)動周期,故該振動的圓頻率ω=2πT=2πn=0.4πrad/s≈1.26rad/s,A、B錯誤;該振動的周期T=1n=5s,由于輕桿長0.1m,故振幅A=0.1m,因12.5s=2+12T,故12.5s內(nèi)光點通過的路程s=2+12例3AC[解析]由圖甲可知,波的波長符合λ2=0.9m-0.3m,解得λ=1.2m,振幅為6cm,設(shè)圖乙為質(zhì)點A的振動圖像,根據(jù)題圖可知,點A在t=0時在平衡位置上方y(tǒng)=0.03m處,運動方向沿y軸正方向,設(shè)圖丙為質(zhì)點B的振動圖像,B在t=0時處于平衡位置,向下振動,結(jié)合波形圖找到兩質(zhì)點的對應(yīng)點,如圖所示,四分之一波長為0.3m,若A在B的左邊,兩平衡位置的距離為0.3×2m+0.3×13m=0.7m,若A在B的右邊,兩平衡位置的距離為0.3m+23×0.3m=0.5m,若考慮周期性得x=nλ+0.7(m)或x=nλ+0【遷移拓展】1.D[解析]由題圖乙知,t=0時,手機(jī)加速度為0,由牛頓第二定律得彈簧彈力大小為F=mg,A錯誤;由題圖乙知,t=0.2s時,手機(jī)的加速度為正,則手機(jī)位于平衡位置下方,B錯誤;由題圖乙知,從t=0至t=0.2s,手機(jī)的加速度增大,手機(jī)從平衡位置向最大位移處運動,速度減小,動能減小,C錯誤;由題圖乙知T=0.8s,則圓頻率ω=2πT=2.5πrad/s,則a隨t變化的關(guān)系式為a=4sin(2.5πt)m/s2,D正確2.A[解析]a、b之間的距離為Δx=403+100cm=43λ,此時b質(zhì)點的位移為4cm且向y軸正方向運動,令此時b質(zhì)點的相位為φ,則有4cm=8sinφ,解得φ=π6rad或φ=5π6rad(舍去,向下振動),此波沿x軸正方向傳播,由a、b之間的位置關(guān)系可知φa-φ=λ3λ·2πrad=23πrad,則φa=53.AC[解析]該橫波的傳播速度大小為v=λT=44m/s=1m/s,選項A正確;因t=0時刻,質(zhì)點A沿y軸正向運動,結(jié)合波形圖“同側(cè)法”可知該橫波的傳播方向為x軸正方向,選項B錯誤;由數(shù)學(xué)知識可知,B點的平衡位置到x=7m處的距離為13m,即B點的橫坐標(biāo)為xB=7m-13m=203m,選項C正確;t=3s時波沿x軸正向傳播3m,此時x=7m處的質(zhì)點在波峰位置,則B點的位移是yB=5×32題型2例4C[解析]由圖乙的振動圖像可知,振動的周期為4s,故三列波的波速為v=λT=44m/s=1m/s,A錯誤;由圖甲可知,D處距離波源最近的距離為3m,故波源開始振動后C處波源的橫波傳播到D處所需的時間為tC=DCv=3s,故t=2s時,D處的質(zhì)點還未開始振動,B錯誤;由幾何關(guān)系可知AD=BD=5m,波源A、B產(chǎn)生的橫波傳播到D處所需的時間為tAB=ADv=5s,故t=4.5s時,僅C處波源的橫波傳播到D處,此時D處的質(zhì)點振動時間為t1=t-tC=1.5s,由振動圖像可知此時D處的質(zhì)點向y軸負(fù)方向運動,C正確;t=6s時,C處波源的橫波傳播到D處后振動時間為t2=t-tC=3s,由振動圖像可知此時D處為C處波源傳播橫波的波谷,t=6s時,A、B處波源的橫波傳播到D處后振動時間為t3=t-tAB=1s,由振動圖像可知此時D處為A、B處波源傳播橫波的波峰,根據(jù)波的疊加原理可知此時D處質(zhì)點的位移為y=2A-A=2cm,故t【遷移拓展】1.BD[解析]題述現(xiàn)象的物理原理是波的疊加.插入水中的筷子看起來折斷了是光的折射造成的,與題述的物理原理不相同,A錯誤;陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋,是由于光在薄膜上下表面的反射光疊加造成的干涉現(xiàn)象,與題述的物理原理相同,B正確;駛近站臺的火車汽笛音調(diào)變高是多普勒現(xiàn)象造成的,與題述的物理原理不相同,C錯誤;振動音叉的周圍聲音忽高忽低,是聲音的疊加造成的干涉現(xiàn)象,與題述的物理原理相同,D正確.2.D[解析]由圖乙可知,振動周期T=0.5s,則波長λ=vT=0.4m,故A錯誤;由幾何關(guān)系得O、A兩波源到B的波程差Δx=0.8m=2λ,所以B點是振動加強(qiáng)點,故B錯誤;A、C連線上(含A、C兩點)共有滿足Δx=4λ,3λ,2λ,λ,0,-λ,-2λ的7個振動加強(qiáng)點,故C錯誤;兩波源的波到達(dá)B點的時間分別為t1=ABv=1.5s,t2=OBv=2.5s,則在1.5~2.5s時間內(nèi),B質(zhì)點振動的路程為s1=4A×2=32cm,在2.5~3s時間內(nèi),B質(zhì)點振動的路程為s2=4×2A=32cm,在0~3s時間內(nèi)B質(zhì)點振動的路程為s=s1+s23.C[解析]由題意可知兩列波的波速相同,所以相同時間內(nèi)傳播的距離相同,故兩列橫波在x=11.0m處開始相遇,故A、B錯誤;甲波峰的坐標(biāo)為x1=5m,乙波峰的坐標(biāo)為x2=16m,由于兩列波的波速相同,所以波峰在x'=5m+16?52m=10.5m處相遇,故C正確,D錯誤題型3例5C[解析]根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場,均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場,A錯誤;藍(lán)牙耳機(jī)的電磁波在真空中的傳播速度等于手機(jī)通信的電磁波速度,B錯誤;盒裝牛奶內(nèi)壁有鋁箔,這屬于金屬材料,金屬能聚集能量產(chǎn)生高頻電流,進(jìn)而出現(xiàn)發(fā)熱產(chǎn)生電火花的現(xiàn)象,不能放入微波爐中加熱,C正確;某同學(xué)自制收音機(jī)來收聽廣播時,其接收電臺的過程稱為調(diào)諧,D錯誤.例6B[解析]將數(shù)據(jù)代入周期公式可得T=2π×10-4s,A錯誤;由題意知t=0時刻時,電路中電場能最大,經(jīng)過t=π2×10-4s,即T4,放電完畢,電場能最小,電流最大,磁場能最大,B正確;經(jīng)過t=3π2×10-4s,即3T4,電流最大,但變化率最小,故自感電動勢最小,C錯誤;以順時針方向為正方向,可畫出電流隨時間的變化圖像,如圖所示,故在【遷移拓展】1.B[解析]高頻載波是電磁波,屬于橫波,A錯誤;使高頻載波隨低頻神經(jīng)信號改變的過程屬于調(diào)制,B正確;體外接收電路的固有頻率與高頻載波的頻率相等,C錯誤;體外接收電路中的信號經(jīng)過解調(diào)還原出低頻神經(jīng)信號,D錯誤.2.A[解析]電容器中場強(qiáng)方向向下,根據(jù)回路電流方向可知,電容器正在充電,電容器電荷量在增大,回路電流在減小,磁場能在減小,a點與正極板相連,b點與負(fù)極板相連,則a點電勢比b點電勢高,故A正確,B、C、D錯誤.第11講機(jī)械振動和機(jī)械波、電磁振蕩和電磁波時間|40min1.[2024·江蘇蘇州模擬]如圖甲所示為共振篩原理圖,篩子上裝一個電動偏心輪,它每轉(zhuǎn)一周給篩子一個驅(qū)動力,圖乙是該共振篩的共振曲線.已知增加篩子質(zhì)量可減小篩子的固有頻率,現(xiàn)偏心輪的頻率為0.75Hz,為增大篩子的振幅,可以 ()A.提高偏心輪的頻率或增大篩子質(zhì)量B.提高偏心輪的頻率或減小篩子質(zhì)量C.降低偏心輪的頻率或增大篩子質(zhì)量D.降低偏心輪的頻率或減小篩子質(zhì)量2.[2024·遼寧卷]如圖甲所示,將一彈簧振子豎直懸掛,以小球的平衡位置為坐標(biāo)原點O,豎直向上為正方向,建立x軸.若將小球從彈簧原長處由靜止釋放,其在地球與某球狀天體表面做簡諧運動的圖像如圖乙所示(不考慮自轉(zhuǎn)影響).設(shè)地球、該天體的平均密度分別為ρ1和ρ2,地球半徑是該天體半徑的n倍,ρ1ρ2的值為 A.2n B.n2 C.2n D3.[2024·安徽合肥模擬]如圖甲所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波,在t=2s時的波形圖,P、Q是平衡位置分別位于x=1.5m和x=2.75m處的兩個質(zhì)點,質(zhì)點P的振動圖像如圖乙所示,則下列說法正確的是()A.波沿x軸正方向傳播B.波傳播的速度大小為2m/sC.當(dāng)質(zhì)點P位于波谷時,質(zhì)點Q的位移為32cmD.當(dāng)質(zhì)點P沿y軸負(fù)方向運動時,質(zhì)點Q一定沿y軸正方向運動4.[2024·湖北武漢模擬]如圖所示,i-t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時間變化的圖像.在t=0時刻,回路中電容器的上極板(M極)帶正電,兩極板間有一帶電塵埃處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是 ()A.塵埃帶正電B.在0~t1時間里,回路的磁場能在減小C.在t1~t2時間里,電容器兩板電壓在增加D.在t3時刻,塵埃的加速度為零5.如圖所示,有一半徑為R的光滑小圓槽AB固定在水平面上,其中,A、B兩點連線與水平面夾角為α(α<5°),整個裝置置于方向豎直向下、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中,一個質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點),帶正電且?guī)щ姾闪繛閝.從A點靜止釋放,重力加速度為g,電場強(qiáng)度E=mgq,則小球由A運動到B的時間為 (A.π2Rg B.π2R2g C6.[2024·河北秦皇島模擬]如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸傳播,實線為t1=0.5s時的波形圖,虛線為t2=2s時的波形圖.已知該簡諧波的傳播速度v滿足2m/s≤v≤4m/s,下列關(guān)于平衡位置在x=2m處質(zhì)點的振動圖像,可能正確的是 ()ABCD7.(多選)[2024·湖南長沙模擬]如圖甲所示為超聲波懸浮儀,上方圓柱體中,高頻電信號(由圖乙中的電路產(chǎn)生)通過壓電陶瓷轉(zhuǎn)換成同頻率的高頻聲信號,發(fā)出超聲波,下方圓柱體將接收到的超聲波信號反射回去.兩列超聲波信號疊加后,會出現(xiàn)振幅幾乎為零的點——節(jié)點,在節(jié)點兩側(cè)聲波壓力的作用下,小水珠能在節(jié)點處附近保持懸浮狀態(tài),該情境可等效簡化為圖丙所示情形,圖丙為某時刻兩列超聲波的波形圖,P、Q為波源,該時刻P、Q波源產(chǎn)生的波形分別傳到了點M(-1.5cm,0)和點N(0.5cm,0),已知聲波傳播的速度為340m/s,LC振蕩回路的振蕩周期為T=2πLC,則下列說法正確的是 ()A.該超聲波懸浮儀是利用干涉原理,且發(fā)出的超聲波信號頻率為340HzB.兩列波疊加穩(wěn)定后,波源P、Q之間小水珠共有9個懸浮點C.小水珠在懸浮狀態(tài)點所受聲波壓力的合力豎直向下D.要懸浮儀中的節(jié)點個數(shù)增加,可拔出圖乙線圈中的鐵芯8.(多選)[2024·山東卷]甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸相向傳播,波速均為2m/s.t=0時刻二者在x=2m處相遇,波形圖如圖所示.關(guān)于平衡位置在x=2m處的質(zhì)點P,下列說法正確的是 ()A.t=0.5s時,P偏離平衡位置的位移為0B.t=0.5s時,P偏離平衡位置的位移為-2cmC.t=1.0s時,P向y軸正方向運動D.t=1.0s時,P向y軸負(fù)方向運動9.[2024·江西卷]如圖甲所示,利用超聲波可以檢測飛機(jī)機(jī)翼內(nèi)部缺陷.在某次檢測實驗中,入射波為連續(xù)的正弦信號,探頭先后探測到機(jī)翼表面和缺陷表面的反射信號,分別如圖乙、丙所示.已知超聲波在機(jī)翼材料中的波速為6300m/s.關(guān)于這兩個反射信號在探頭處的疊加效果和缺陷深度d,下列選項正確的是 ()A.振動減弱;d=4.725mmB.振動加強(qiáng);d=4.725mmC.振動減弱;d=9.45mmD.振動加強(qiáng);d=9.45mm10.[2024·四川成都模擬]如圖甲所示,均勻介質(zhì)中存在垂直水平面(xOy面)振動的兩個波源A和B,波源A、B振動頻率相同.其中A的振幅為1cm,A、B在x軸上坐標(biāo)為xA=0,xB=25m.A開始振動7s后,B以與A相同的起振方向開始振動,記此時為t=0時刻.t=9s時兩列波同時到達(dá)A、B連線上的M點,M點橫坐標(biāo)xM未知,M點的振動圖像如圖乙所示.求:(1)A、B在介質(zhì)中形成的機(jī)械波的周期T和波速v;(2)從t=0至t=30s,質(zhì)點N(xM,12m)運動的路程s.第11講機(jī)械振動和機(jī)械波、電磁振蕩和電磁波1.A[解析]根據(jù)圖像可知要使振幅增大需要使偏心輪的頻率接近固有頻率,可以提高偏心輪的頻率,或者增大篩子質(zhì)量減小篩子的固有頻率,使驅(qū)動力頻率接近固有頻率,故A正確.2.C[解析]設(shè)地球表面的重力加速度為g,球狀天體表面的重力加速度為g',彈簧的勁度系數(shù)為k,根據(jù)簡諧運動的對稱性有k·4A-mg=mg,k·2A-mg'=mg',解得gg'=2,設(shè)球狀天體的半徑為R,則地球的半徑為nR,在地球表面有Gρ1·43π(nR)3·m(nR)2=3.C[解析]由圖乙可知,t=2s時,質(zhì)點P正沿y軸負(fù)方向運動,在圖甲中,根據(jù)微平移法可知,波沿x軸負(fù)方向傳播,A錯誤;由圖甲可知,波長λ=2m,由圖乙可知,周期T=4s,則波傳播的速度大小為v=λT=24m/s=0.5m/s,B錯誤;P、Q兩質(zhì)點的平衡位置間的距離ΔxPQ=2.75m-1.5m=1.25m=58λ,兩者的相位差Δφ=58×2π=54π,所以當(dāng)質(zhì)點P在波谷時,質(zhì)點Q的位移為y=6×sin32π+54πcm=32cm,C正確;4.C[解析]在t=0時刻,回路中電容器的上極板(M極)帶正電,塵埃處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,重力向下,則電場力向上,即塵埃帶負(fù)電,A錯誤;在0~t1時間里,電容器放電,電場能減小,回路的磁場能在增大,B錯誤;在t1~t2時間里,電容器充電,根據(jù)C=QU,兩板電壓在增加,C正確;在t3時刻,電容器放電完畢,塵埃受電場力為零,塵埃的加速度為重力加速度,D錯誤5.B[解析]因為A、B兩點連線與水平面夾角為αα<5°,故可以看成小球做單擺運動,由單擺運動的周期公式可得T=2πLa,又因為整個裝置置于方向豎直向下、電場強(qiáng)度為E=mgq的勻強(qiáng)電場中,所以,小球的等效重力加速度為a=g+qEm=2g,則小球由A運動到B的時間為t=T4=14×2πR2g=π6.B[解析]由波形圖可知,波長λ=8m,根據(jù)速度范圍可以得到周期范圍2s≤T≤4s,若橫波沿x軸正向傳播,x=2m處的質(zhì)點在0.5s時由平衡位置向y軸正方向運動,由58T1=1.5s,解得T1=2.4s,結(jié)合題干實線波形圖可得,0.5s時,若波向右傳播,x=2m處的質(zhì)點向上振動,則A錯誤,B正確;若橫波沿x軸負(fù)向傳播,x=2m處的質(zhì)點在0.5s時