《2020届高考物理二轮专项训练试卷24 振动与波动图像中各参数的求解方法（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理二轮专项训练试卷24 振动与波动图像中各参数的求解方法（解析版）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题24振动与波动图像中各参数的求解方法1.(多选)(2018福建漳州模拟)如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中_。A弹簧的最大弹性势能等于2mgAB弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C物体在最低点时的加速度大小应为gD物体在最低点时的弹力大小应为mgE物体在最低点时的弹力大小应为2mg【答案】：ACE【解析】：因物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，此时弹簧弹力等于零，物体的重力mgF回kA，当物体在最低点时，弹簧的弹性势能最大等于2mgA，A对；在最低点，由F回mgma知，C对；由
2、F弹mgF回得F弹2mg，D错，E对；由能量守恒知，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，B错。2.(多选)如图所示，图甲为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是_。A在t0.2 s时，弹簧振子可能运动到B位置B在t0.1 s与t0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度相反C从t0到t0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加D在t0.2 s与t0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同E在t0.4 s和t0.8 s时弹簧振子动能最大【答案】：ABE【解析】：t0.2 s时，振子的位移为正的最大，但由于没有规定正方向
3、，所以此时振子的位置可能在A点也可能在B点，A正确。t0.1 s时速度为正，t0.3 s时速度为负，两者方向相反，B正确。从t0到t0.2 s的时间内，弹簧振子远离平衡位置，速度减小，动能减小，C错。t0.2 s与t0.6 s两个时刻，位移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，D错。振子在平衡位置动能最大，E正确。3.一单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则下列说法正确的是_。A此单摆的周期约为0.5 sB此单摆的摆长约为1 mC若摆长增加，共振曲线的峰将向左移动D若把该单摆从福建移到北京，要使其固有频率不变，应增加摆长E列车过桥需要减速，是为了
4、防止列车发生共振【答案】：BCD【解析】：单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，由题图知固有频率为0.5 Hz，周期为2 s，故A错误；由公式T2 ，可得L1 m，故B正确；若摆长增加，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，C正确；该单摆从福建移到北京、重力加速度变大，要使其固有频率不变，需增加摆长，D正确；列车过桥时需减速， 是为了使驱动力频率远小于桥的固有频率，防止桥发生共振，而不是防止列车发生共振，E错误。4(2018吉林省实验中学模拟)一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t0时刻的波形如图所示，质点P的横坐标为3 m，已知再经过1.0 s，质
5、点P第三次到达波峰，下列说法中正确的是_A波速大小为1 m/sB波的频率为2.5 HzC横坐标为4 m的质点经过1.0 s通过的路程是10 mD横坐标为10 m的质点在t0.6 s时恰好处于平衡位置向上运动E当质点P位于波峰时，横坐标为17 m的质点恰好位于波谷【答案】(1)BDE【解析】(1)因为波沿x轴负方向传播，则t0时刻质点P正在波谷位置向上振动，根据题意可知2T1.0 s，解得T0.4 s，f Hz2.5 Hz，从题图中可知波长4 m，故波速v10 m/s，故A错误，B正确；1.0 s2T，所以x4 m处的质点通过的路程为s24A242 cm20 cm，故C错误；因为0.6 s1T，
6、而x10 m处的质点和x2 m处的质点的振动完全相同，经过1T时x2 m处的质点恰好处于平衡位置向上运动，故D正确；x3 m处的质点和x17 m处的质点相隔x14 m7，为半波长的奇数倍，所以两质点振动步调完全相反，故质点P位于波峰时，x17 m处的质点恰好位于波谷，故E正确5.(2019湖北省荆门市第一次模拟)如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x0.2 m和x1.2 m处，两列波的速度均为v0.4 m/s，两列波的振幅均为2 cm.图示为t0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x0.2 m和x0.8 m的 P、Q 两质点刚开始振动质点M的平衡
7、位置处于x0.5 m处，下列说法正确的是_A两列波的周期均为1 sB在t0.75 s时刻，质点 P、Q 都运动到 M 点C质点M的起振方向沿y轴负方向D在t2 s时刻，质点M的纵坐标为2 cmE在02 s这段时间内质点M通过的路程为20 cm【答案】(1)ACE【解析】(1)两列波的周期T s1 s，故A正确；在t0.75 s时刻，两列波的传播距离均等于xvt0.40.75 m0.3 m，但质点P、Q不随波的传播而向左向右运动，故B错误；P、Q 两质点起振方向都沿 y 轴负方向，两列波同时传播到M点，质点M的起振方向沿 y 轴负方向，故C正确；M点的振幅为A4 cm，在t2 s时刻，质点 M振
8、动了个周期，所以质点M的纵坐标为4 cm，故D错误；在 02 s这段时间内质点M通过的路程为s4A20 cm，故E正确6.(多选)2016全国乙卷34(1)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是_。A水面波是一种机械波B该水面波的频率为6 HzC该水面波的波长为3 mD水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移【答案】：ACE【解析】：水面波是一种机械波，说法A正确。根据题意得
9、周期T s s，频率f0.6 Hz，说法B错误。波长 m3 m，说法C正确。波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，说法D错误，说法E正确。7.(多选)2016全国丙卷34(1)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m。P、Q开始振动后，下列判断正确的是_。AP、Q两质点运动的方向始终相同BP、Q两质点运动的方向始终相反C当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通
10、过平衡位置D当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰【答案】：BDE【解析】：简谐横波的波长 m0.8 m。P、Q两质点距离波源S的距离PS15.8 m19，SQ14.6 m18。因此P、Q两质点运动的方向始终相反，说法A错误，说法B正确。当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰的位置，Q在波谷的位置。当S恰好通过平衡位置向下运动时，P在波谷的位置，Q在波峰的位置。说法C错误，说法D、E正确。8.(多选)(2018江西南昌一模)图甲为一列简谐横波在t0时刻的波形图，P是平衡位置在x1 m处的质点，Q是平衡位置在x4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，
11、则下列说法正确的是_。A这列波的波长是8 m，周期是0.20 s，振幅是10 cmB在t0时刻，质点Q向y轴正方向运动C从t0到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 mD从t0到t0.25 s，质点P通过的路程为0 cmE质点Q简谐运动的表达式为y0.1sin 10t(m)【答案】：ABE【解析】：由题图甲可知，这列波的波长是8 m，由题图乙可知，周期为0.20 s，振幅为10 cm，A正确。由题图乙可知，在t0时刻，质点Q向y轴正方向运动，B正确。从t0到t0.25 s，该波沿x轴正方向传播了个波长即传播了10 m，C错误。从t0到t0.25 s，质点P通过的路程大于5个振幅，即大于50
12、 cm，D错误。质点Q简谐运动的表达式为y0.1sin10t(m)，E正确。9.(多选)(2018衡水冀州中学模拟)如图所示，实线和虚线分别为一列沿x轴传播的简谐横波在t10、t20.02 s两个时刻的波形图象，已知t2t1(T为该波的周期)，下列说法正确的是_。A波沿着x轴负方向传播B波的传播速度是100 m/sC在t2t10.02 s时间内，x24 m的质点运动的路程为5 cmD在t0.4 s时刻，x4 m的质点的速度最大E在t1.6 s时刻，x64 m的质点加速度为零【答案】：BCE【解析】：由题图知波长为16 m，由t2t10.04 s，由波形平移的距离易知，波沿x轴正方向传播，故A错
13、误；由题意知0.02 sT，所以T0.16 s，波速v m/s100 m/s，故B正确；T0.16 s,0.02 sT，则x24 m的质点运动的路程s A5 cm，故C正确；t0.4 s2.5 T，x4 m的质点在波谷，速度为零，D错误；t1.6 s10 T，x64 m的质点加速度为零，E正确。10.一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5 m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示，已知该波的波长大于5m。则（ ）A.该波的振幅可能是20 cmB.该波的波长可能是14 mC.该波的波速可能是1.5 m/sD.该波由a传播到b可能历时7 s【答案】：BC【解析】：方法一、有点无形先形后点
14、法：先画出波形图草图，并规定其传播方向与波形时刻，将满足振动规律的点标记在波形中，即可求得波长。假设该波为t=0时刻的波形图，观察振动图可知，在该时刻a质点处于波谷位置，b质点处于平衡位置且向上振动，将满足该震动规律的两质点标记在已有的波形中，如图所示，a点在前b点在后；标记后可见a、b两质点相距，考虑到周期性有：（n=0、1、2、3.）得当n=0时，=14m，n=1时=6m故B选项正确；又因为周期为T=4s，故C选项正确；ab间隔，根据波传播的时空对应关系可知，该波由a传向b需要的时间为,因为n只能取0和1，所以质点由a传向b的时间为3s或7s。故D选项正确；方法二、同步特殊点结合时空对应关系：在振动图像中可以发现在t=3s时质点a从平衡位置向上振动，在t=4s时它后边的b质点也从平衡位置向上振动，因此当a、b两质点具有共同振动步调时，在时间间隔上相差了，考虑其周期性得相差的时间间隔可能为根据时空对应关系，ab两质点相差的间距也为，与方法一所得结论一致。11.一列简谐横波在x轴上传播,波中A、B两质点平衡位置间的距离为1.0 m,且小于一个波长,如图甲所示,A、B两质点振动图像如图乙所示,由此可知该波的波长可能为？【答案】4m或【解析】：若该波沿x轴正方向传播，则A先振动B后振动，观察图乙，在t=1s时A质点从平衡位置
