江蘇專用2024高考物理一輪復習專題十五機械振動與機械波含解析

PAGE19-專題十五機械振動與機械波備考篇【考情探究】課標解讀考情分析備考指導考點內(nèi)容機械振動1.相識簡諧運動的特征。能用公式和圖像描述簡諧運動。2.知道單擺周期與擺長、重力加速度的關(guān)系。3.相識受迫振動的特點。了解產(chǎn)生共振的條件及其應(yīng)用。由近幾年考情分析可見,本專題對學問點的考查比較離散,相對來說,單擺、機械波的相關(guān)學問考查頻率較高。從題型看,選擇、填空、計算均有可能,基本上是每年只考一個學問點,難度中等。主要考查考生的科學推理素養(yǎng)。本專題的學問點較多復習時要抓住學問的特點,提高復習效率,如復習簡諧運動和機械波時要抓住它們的對稱性和周期性;對于受迫振動、波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象,要特殊留意現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和現(xiàn)象的特點;對于振動圖像和波動圖像的理解,留意進行比較比照,可達到事半功倍之效。同時要多關(guān)注理論聯(lián)系實際的問題,提升模型建構(gòu)素養(yǎng)和分析推理的實力。機械波1.相識波的特征。能區(qū)分橫波和縱波。能用圖像描述橫波。理解波速、波長和頻率的關(guān)系。2.知道波的反射和折射現(xiàn)象。3.了解波的干涉與衍射現(xiàn)象。4.相識多普勒效應(yīng)。能說明多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的緣由。【真題探秘】基礎(chǔ)篇【基礎(chǔ)集訓】考點一機械振動1.[2024江蘇徐州調(diào)研,12B(1)]如圖甲所示,彈簧振子以O(shè)點為平衡位置,在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向,振子的位移x隨時間t的變更如圖乙所示,下列說法正確的是()A.t=0.8s時,振子的速度方向向左B.t=0.2s時,振子在O點右側(cè)6cm處C.t=0.4s和t=1.2s時,振子的加速度完全相同D.t=0.4s到t=0.8s的時間內(nèi),振子的速度漸漸減小1.答案A2.一個單擺做受迫振動,其共振曲線(振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系)如圖所示,則()A.此單擺的固有周期約為0.5sB.此單擺的擺長約為1mC.若擺長增大,單擺的固有頻率增大D.若擺長增大,共振曲線的峰將向右移動2.答案B考點二機械波3.(多選)小明同學用兩根不同材質(zhì)的繩a、b系在一起演示機械波,他在a繩左端有規(guī)律地上下抖動繩子,某時刻繩上呈現(xiàn)如圖所示波形,則由此可以看出()A.此時a繩最左端的振動方向向下B.繩a中的機械波周期小于繩b中的機械波周期C.繩a中機械波的傳播速度小于繩b中的傳播速度D.若繩子左端抖動得越快,波傳播速度將越大3.答案AC4.[2024江蘇南通調(diào)研,12B(1)]下述關(guān)于機械波的說法中,正確的是()A.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的緣由是波源頻率發(fā)生了變更B.發(fā)生干涉現(xiàn)象時,介質(zhì)中振動加強的質(zhì)點,振動的振幅最大,減弱點振幅可能為零C.在一個周期內(nèi),介質(zhì)中質(zhì)點所走過的路程等于波長D.某一頻率的聲波,從空氣進入水中時,波長和頻率均增大4.答案B5.[2024江蘇百校聯(lián)考,12B(3)]一列橫波沿x軸正方向傳播,在t1=0時刻的波形圖如圖中實線所示,在t2=1.0s時刻的波形圖如圖中虛線所示,已知這列波的周期大于1.0s,求這列波傳播的速度。5.答案6m/s綜合篇【綜合集訓】拓展一對簡諧運動的進一步相識1.(2025屆江蘇南師大附中期中,8)(多選)質(zhì)點以O(shè)為平衡位置,在A、B間做簡諧運動,以下說法中錯誤的是()A.質(zhì)點離開平衡位置O做勻減速運動B.質(zhì)點通過O點時,加速度方向發(fā)生變更C.回復力的方向總跟質(zhì)點的速度方向相反D.質(zhì)點在A和B處的加速度為零1.答案ACD2.[2024江蘇連云港調(diào)研,12B(1)](多選)一質(zhì)點做簡諧運動的位移x與時間的關(guān)系如圖所示,由圖可知()A.頻率是2HzB.振幅是5cmC.t=1.7s時的加速度為正,速度為負D.t=0.5s時質(zhì)點所受的回復力為零2.答案CD3.[2024江蘇鎮(zhèn)江月考,12B(3)]一質(zhì)點做簡諧運動,其位移和時間關(guān)系如圖所示。①求t=0.25×10-2s時的位移;②在t=1.5×10-2s到t=2×10-2s的振動過程中,質(zhì)點的位移、回復力、速度、動能、勢能如何變更?③在t=0到t=8.5×10-2s時間內(nèi),質(zhì)點的路程、位移各多大?3.答案①-2cm②變大變大變小變小變大③34cm2cm拓展二振動與波動的比較4.[2024江蘇宿遷調(diào)研,12B(1)](多選)質(zhì)點O振動形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t時刻的波形圖如圖甲所示,當波傳到x=3m處的質(zhì)點P時起先計時,質(zhì)點P的振動圖像如圖乙所示,則()A.該波的頻率為25HzB.該波的傳播速度為2m/sC.質(zhì)點O起先振動時沿y軸正方向D.從t時刻起,經(jīng)過0.015s,質(zhì)點P將回到平衡位置4.答案AD5.[2024江蘇蘇州調(diào)研,12B(1)]一列簡諧橫波以1m/s的速度沿繩子由A向B傳播,A、B間的距離為3m,如圖甲所示。若質(zhì)點B的振動圖像如圖乙所示,則從t=0起先質(zhì)點A的振動圖像為()5.答案D拓展三波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的推斷6.[2024重慶理綜,11(2),6分]圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波某時刻的波形圖,質(zhì)點P的振動周期為0.4s。求該波的波速并推斷P點此時的振動方向。6.答案2.5m/s沿y軸正向7.[2024江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一模聯(lián)考,12B(2)]如圖所示為頻率f=1Hz的波源產(chǎn)生的橫波,圖中虛線左側(cè)為A介質(zhì),右側(cè)為B介質(zhì),則該波在A、B兩種介質(zhì)中傳播的速度大小之比vA∶vB=;若圖示時刻為t=0時刻,且此時x=14m處的質(zhì)點振動方向向上,則t=1.75s時,處于x=6m的質(zhì)點位移為cm。

7.答案2∶358.[2024江蘇如皋調(diào)研,12B(3)]一列橫波沿x軸傳播,圖中實線表示某時刻的波形,虛線表示從該時刻起0.005s時的波形。①假如周期大于0.005s,則當波向右傳播時,波速為多大?②假如周期小于0.005s,則當波速為6000m/s時,求波的傳播方向。8.答案①400m/s②向左傳播應(yīng)用篇應(yīng)用一單擺周期公式的應(yīng)用【應(yīng)用集訓】1.[2024江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市聯(lián)考,12B(1)](多選)如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖像,下列說法正確的是()A.甲擺的擺長比乙長B.甲擺的振幅比乙大C.甲、乙兩單擺的擺長相等D.由圖像可以求出當?shù)氐闹亓铀俣却鸢窧C2.(2025屆江蘇淮安月考,5)惠更斯利用擺的等時性原理制成了第一座擺鐘。如圖甲所示為日常生活中我們能見到的一種擺鐘,圖乙所示為擺的結(jié)構(gòu)示意圖,圓盤固定在擺桿上,螺母可以沿擺桿上下移動。在甲地走時精確的擺鐘移到乙地未做其他調(diào)整時搖擺加快了,下列說法正確的是()A.甲地的重力加速度較大,若要調(diào)準可將螺母適當向下移動B.甲地的重力加速度較大,若要調(diào)準可將螺母適當向上移動C.乙地的重力加速度較大,若要調(diào)準可將螺母適當向下移動D.乙地的重力加速度較大,若要調(diào)準可將螺母適當向上移動答案C應(yīng)用二波動問題的多解性【應(yīng)用集訓】1.(2025屆江蘇南京期中,7)(多選)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,圖乙和圖丙分別是x軸上某兩處質(zhì)點的振動圖像。由此可知,這兩質(zhì)點平衡位置之間的距離可能是()A.13m B.2C.1m D.43答案BD2.(2025屆江蘇蘇州月考,8)(多選)一列橫波沿x軸正方向傳播,在t與t+0.8s兩時刻,在x軸上-3~3m區(qū)間內(nèi)的兩波形圖正好重合,如圖所示。則下列說法中正確的是()A.質(zhì)點振動周期肯定為0.8sB.該波的波速可能為10m/sC.從t時刻起先計時,x=1m處的質(zhì)點比x=-1m處的質(zhì)點先到達波峰位置D.在(t+0.4s)時刻,x=-2m處的質(zhì)點位移不行能為零答案BD【五年高考】A組基礎(chǔ)題組1.[2024江蘇單科,13B(1)](多選)一單擺做簡諧運動,在偏角增大的過程中,擺球的()A.位移增大 B.速度增大C.回復力增大 D.機械能增大1.答案AC2.[2024課標Ⅱ,34(1)]如圖,長為l的細繩下方懸掛一小球a,繩的另一端固定在天花板上O點處,在O點正下方34l的O'處有一固定細鐵釘。將小球向右拉開,使細繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放,并從釋放時起先計時。當小球a擺至最低位置時,細繩會受到鐵釘?shù)淖钃?。設(shè)小球相對于其平衡位置的水平位移為x,向右為正。下列圖像中,能描述小球在起先2.答案A3.[2024江蘇單科,12B(1)](多選)一漁船向魚群發(fā)出超聲波,若魚群正向漁船靠近,則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比()A.波速變大 B.波速不變C.頻率變高 D.頻率不變3.答案BC4.(2024北京理綜,15,6分)某彈簧振子沿x軸的簡諧運動圖像如圖所示,下列描述正確的是()A.t=1s時,振子的速度為零,加速度為負的最大值B.t=2s時,振子的速度為負,加速度為正的最大值C.t=3s時,振子的速度為負的最大值,加速度為零D.t=4s時,振子的速度為正,加速度為負的最大值4.答案A5.[2024江蘇單科,12B(2)]野生大象群也有自己的“語言”。探討人員錄下象群“語言”溝通時發(fā)出的聲音,發(fā)覺以2倍速度快速播放錄音時,能聽到比正常播放時更多的聲音。播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時,播出聲波的(選填“周期”或“頻率”)也變?yōu)樵瓉淼?倍,聲波傳播速度(選填“變大”、“變小”或“不變”)。

5.答案頻率不變6.[2024江蘇單科,12B(3)]一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在x=0和x=0.6m處的兩個質(zhì)點A、B的振動圖像如圖所示。已知該波的波長大于0.6m,求其波速和波長。6.答案2m/s0.8m7.[2024浙江自選,13(2),6分]如圖所示,在t=0時刻,位于波源O處的質(zhì)點從平衡位置起先向上振動,形成沿x軸正方向傳播的一列簡諧橫波,波長為8m。位于P處的質(zhì)點在t=1.5s時起先向上運動,當t=2.5s時第一次達到正最大位移。求①波的周期T;②波速v;③O、P之間的距離。7.答案①4s②2m/s③3mB組綜合題組1.(2024北京理綜,13,6分)一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示,比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點a、b、c,則()A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x軸正方向傳播,此刻b向y軸正方向運動D.若波沿x軸負方向傳播,a比c先回到平衡位置1.答案C2.[2024課標Ⅰ,34(1)](多選)一簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=T2A.質(zhì)點Q的振動圖像與圖(b)相同B.在t=0時刻,質(zhì)點P的速率比質(zhì)點Q的大C.在t=0時刻,質(zhì)點P的加速度的大小比質(zhì)點Q的大D.平衡位置在坐標原點的質(zhì)點的振動圖像如圖(b)所示E.在t=0時刻,質(zhì)點P與其平衡位置的距離比質(zhì)點Q的大2.答案CDE3.[2024課標Ⅲ,34(1)](多選)水槽中,與水面接觸的兩根相同細桿固定在同一個振動片上。振動片做簡諧振動時,兩根細桿周期性觸動水面形成兩個波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相遇,在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點,下列說法正確的是()A.不同質(zhì)點的振幅都相同B.不同質(zhì)點振動的頻率都相同C.不同質(zhì)點振動的相位都相同D.不同質(zhì)點振動的周期都與振動片的周期相同E.同一質(zhì)點處,兩列波的相位差不隨時間變更3.答案BDE4.(2024天津理綜,7,6分)(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播,已知x軸上x1=1m和x2=7m處質(zhì)點的振動圖像分別如圖1、圖2所示,則此列波的傳播速率可能是()A.7m/s B.2m/s C.1.2m/s D.1m/s4.答案BC5.[2024課標Ⅲ,34(1),5分](多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0和t=0.20s時的波形分別如圖中實線和虛線所示。已知該波的周期T>0.20s。下列說法正確的是()A.波速為0.40m/sB.波長為0.08mC.x=0.08m的質(zhì)點在t=0.70s時位于波谷D.x=0.08m的質(zhì)點在t=0.12s時位于波谷E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80m/s,則它在該介質(zhì)中的波長為0.32m5.答案ACEC組老師專用題組1.[2013江蘇單科,12B(1)]如圖所示的裝置,彈簧振子的固有頻率是4Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動把手,給彈簧振子以周期性的驅(qū)動力,測得彈簧振子振動達到穩(wěn)定時的頻率為1Hz,則把手轉(zhuǎn)動的頻率為()A.1Hz B.3Hz C.4Hz D.5Hz答案A2.(2024上海單科,10,4分)做簡諧運動的單擺,其擺長不變,若擺球的質(zhì)量增加為原來的94倍,擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的2A.周期不變,振幅不變 B.周期不變,振幅變小C.周期變更,振幅不變 D.周期變更,振幅變大答案B3.(2024天津理綜,5,6分)手持較長軟繩端點O以周期T在豎直方向上做簡諧運動,帶動繩上的其他質(zhì)點振動形成簡諧波沿繩水平傳播,示意如圖。繩上有另一質(zhì)點P,且O、P的平衡位置間距為L。t=0時,O位于最高點,P的位移恰好為零,速度方向豎直向上,下列推斷正確的是()A.該簡諧波是縱波B.該簡諧波的最大波長為2LC.t=T8D.t=3T答案C4.[2024課標Ⅲ,34(1),5分](多選)如圖,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,實線為t=0時的波形圖,虛線為t=0.5s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5s。關(guān)于該簡諧波,下列說法正確的是()A.波長為2mB.波速為6m/sC.頻率為1.5HzD.t=1s時,x=1m處的質(zhì)點處于波峰E.t=2s時,x=2m處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置答案BCE5.[2024課標Ⅲ,34(1),5分](多選)由波源S形成的簡諧橫波在勻稱介質(zhì)中向左、右傳播。波源振動的頻率為20Hz,波速為16m/s。已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點位于波源S的兩側(cè),且P、Q和S的平衡位置在一條直線上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8m、14.6m。P、Q起先振動后,下列推斷正確的是()A.P、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相同B.P、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相反C.當S恰好通過平衡位置時,P、Q兩點也正好通過平衡位置D.當S恰好通過平衡位置向上運動時,P在波峰E.當S恰好通過平衡位置向下運動時,Q在波峰答案BDE6.(2024浙江理綜,17,6分)一位游客在千島湖邊欲乘坐游船,當日風浪較大,游船上下浮動?？砂延未雍喕韶Q直方向的簡諧運動,振幅為20cm,周期為3.0s。當船上升到最高點時,甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過10cm時,游客能舒適地登船。在一個周期內(nèi),游客能舒適登船的時間是()A.0.5s B.0.75s C.1.0s D.1.5s答案C7.(2024北京理綜,17,6分)一簡諧機械橫波沿x軸正方向傳播,波長為λ,周期為T。t=0時刻的波形如圖1所示,a、b是波上的兩個質(zhì)點。圖2是波上某一質(zhì)點的振動圖像。下列說法中正確的是()A.t=0時質(zhì)點a的速度比質(zhì)點b的大B.t=0時質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的小C.圖2可以表示質(zhì)點a的振動D.圖2可以表示質(zhì)點b的振動答案D8.[2024課標Ⅰ,34(1),5分]如圖(a),在xy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧運動的點波源S1(0,4)和S2(0,-2)。兩波源的振動圖線分別如圖(b)和圖(c)所示。兩列波的波速均為1.00m/s。兩列波從波源傳播到點A(8,-2)的路程差為m,兩列波引起的點B(4,1)處質(zhì)點的振動相互(填“加強”或“減弱”),點C(0,0.5)處質(zhì)點的振動相互(填“加強”或“減弱”)。

答案2減弱加強9.[2024課標Ⅱ,34(1),5分]聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,在鋼鐵中的傳播速度為4900m/s。一平直橋由鋼鐵制成,某同學用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音,分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1.00s。橋的長度為m。若該聲波在空氣中的波長為λ,則它在鋼鐵中的波長為λ的倍。

答案365245【三年模擬】時間:20分鐘分值40分一、單項選擇題(每小題3分,共9分)1.(2024江蘇南師大附中期中,3)關(guān)于振動和波,下列說法中正確的是()A.物體發(fā)生振動,肯定會產(chǎn)生波B.物體做簡諧運動的條件是存在回復力C.振動物體運動到平衡位置時,合外力為零D.當一個彈簧振子做簡諧運動時,振子受到的回復力不肯定和彈簧的形變量成正比1.答案D2.(2025屆江蘇鹽城月考,4)一簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,質(zhì)點a的振動方向在圖中已標出。下列說法正確的是()A.該波沿x軸負方向傳播B.從該時刻起經(jīng)過一個周期,a、b、c三點中c經(jīng)過的路程點最大C.從這一時刻起先,第一次最快回到平衡位置的是c點D.若t=0.2s時質(zhì)點c第一次到達波谷,則此波的傳播速度為50m/s2.答案C3.[2024江蘇南京調(diào)研,12B(1)]如圖所示,彈簧振子在B、C間振動,O為平衡位置,BO=OC=5cm,若振子從B到C的運動時間是1s,則下列說法正確的是()A.振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動B.振動周期是1s,振幅是10cmC.經(jīng)過兩次全振動,振子通過的路程是20cmD.從B起先經(jīng)過3s,振子通過的路程是30cm3.答案D二、多項選擇題(每小題4分,共16分)4.(2025屆江蘇連云港中學月考,6)如圖所示,長度為l的輕繩上端固定在O點,下端系一小球(小球可以看成質(zhì)點)。在O點正下方,距O點3l4A.C點與B點高度差小于hB.C點與B點高度差等于hC.小球搖擺的周期等于3πD.小球搖擺的周期等于3π4.答案BC5.(2025屆江蘇常州