高三物理专题《机械振动与机械波》学案 考点一　弹簧振子与简谐运动类问题 1.(2020·浙江 7 月选考)(多选)某同学用单摆测量重力加速度，为了 减少测量误差，下列做法正确的是（ ）； A．摆的振幅越大越好 B．摆球质量大些、体积小些 C．摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D．计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处 2.(5 选 3)关于简谐运动，下列说法正确的是（ ） A.振幅就是简谐运动物体的位移　 B.简谐运动的回复力一定是变力　　 C.做简谐运动的质点先后通过同一点,回复力、速度、加速度、位移都 是相同的　 D.做简谐运动的质点,速度增大时,其加速度一定减小　 E.根据简谐运动的图象可以判断质点在某一时刻的位移大小、振动方 向　 3.(5 选 3)一弹簧振子的位移 y 随时间 t 变化的关系式为 y=0.1sin(2.5πt)，位移 y 的单位为 m，时间 t 的单位为 s。则(　　) A.弹簧振子的振幅为 0.2 m B.弹簧振子的周期为 0.8 s C.在 t=0.2 s 时，振子的运动速度为零 D.在 t=0.4 s 时，振子的加速度为零 E.在任意 0.2 s 时间内，振子的路程均为 0.1 m 4.(2021·广东卷)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，并开始计时，小球在竖直方 向做简谐运动，周期为 T。经 T/8 时间，小球从最低点向上运动的距 离 _____（选填“大于”、“小于”或“等于”）A/2 ；在 T/4 时刻，小球的 动能 ______ （选填“最大”或“最小”）。 考点二　振动图像与波动图像关联问题 1. (2020·北京卷)一列简谐横波某时刻波形如图甲所示.由该时刻 开始计时，质点 L 的振动情况如图乙所示.下列说法正确的是（ ） A.该横波沿 x 轴负方向传播 B.质点 N 该时刻向 y 轴负方向运动 C.质点 L 经半个周期将沿 x 轴正方向移动到 N 点 D.该时刻质点 K 与 M 的速度、加速度都相同 2．(2021·桂林市二调)（5 选 3）一列沿 x 轴传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形如图甲所示，图乙是位于 x=1m 的质点 N 此后的振动图 像，Q 是位于 x=10m 处的质点。则下列说法正确的是（　　） A．波沿 x 轴负方向传播 B．在 t=7s 时，质点 Q 开始振动 C.在 t=9s 时，质点 N 运动到Ｑ点 D．在 5s—5.5s 时间内，质点 M 的速度在增大，加速度在减小 Ｅ.在 t=12s 时，质点 Q 的位置坐标为（10m，8cm） 3.(2020·四川成都二诊)（5 选 3）图甲为一列简谐横波在 t＝0 时刻 的波形图，图乙为介质中 x＝2 m 处的质点 P 的振动图象．下列说法 正确的是（ ）. A．波沿 x 轴负方向传播 B．波速为 20 m/s C．t＝0.15 s 时刻，质点 P 的位置坐标为(5 m,0) D．t＝0.15 s 时刻，质点 Q 的运动方向沿 y 轴负方向 E．t＝0.15 s 时刻，质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位 置的距离 4．(2019·全国卷Ⅰ)（5 选 3）一简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t=T/2 时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q 是介质中的两个质点。 图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）。 A．质点 Q 的振动图像与图(b)相同 B．在 t＝0 时刻，质点 P 的速率比质点 Q 的大 C．在 t＝0 时刻，质点 P 的加速度的大小比质点 Q 的大 D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示 E．在 t＝0 时刻，质点 P 与其平衡位置的距离比质点 Q 的大 考点三　波的多解问题 1.（5 选 3）一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡 位置的两质点相距 6m,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波 可能的波长为　(　 　) A.4 m B.6 m C.8 m D.10 m E.12 m 2.（2021 全国乙卷）图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲 线，经过 0.3s 后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期 T 大于 0.3s，若波是沿 x 轴正方向传播的，则该波的速度大小为______ _，周期为________s，若波是沿 x 轴负方向传播的，该波的周期为__ ______s。 考点四　波动衍射、干涉及多普勒效应问题 1.（5 选 3）下列关于波的说法正确的是( ) A.一切波都能够发生干涉，干涉是波特有的现象 B.对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显 C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D.不同频率的波不能发生稳定的干涉现象 E.多普勒效应是因为波源的频率发生改变 2.（2022·广西高三联考）（5 选 3）如图所示，图甲为沿 x 轴传播 的一列简谐横波在 t=0.5s 时刻的波动图像，图乙为质点 N 的振动图 像，下列说法正确的有（ ）。 A．该波沿 x 轴正方向传播 B．该波波速为 4m/s C．该波可以与另一列频率为 50Hz 的波发生稳定的干涉 D．波在传播过程中遇到 400m 大小的障碍物能发生明显的衍射 E．某人向着波源方向奔跑，观察到的波的频率大于 1Hz 3.（2020·桂林市一调）（5 选 3）一列简谐横波在 t=0 时刻的波形 图如图实线所示，从此刻起，经 0.2s 波形图如图虚线所示，若波传 播的速度为 5m/s，则（ ）。 A.这列波沿 x 轴正方向传播 B.t=0 时刻质点 a 沿 y 轴负方向运动 C.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到 的简谐横波频率为 2.5Hz D.x=2m 处的质点在 t=0.2s 时刻的加速度有最大值 E.从 t=0 时刻开始质点 a 经 0.4s 通过的路程为 0.8m 4.（2021·桂林市一调）甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行， 甲波振源位于 0 点，乙波振源位于 x=11m 处，在 t=0 时刻所形成 的波形与位置如图所示，已知 v 乙 =0.2m/s ，则甲、乙两列机械波 相遇______(选填“能”或“不能”)形成稳定的干涉图样；甲的第 1 个波谷 经过______s 与乙的第 1 个波峰第一次相遇；两列波相遇叠加时， x 轴上坐标为 5.5m 的点是振动______(选填“加强”或“减弱”)点。