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1、专题11+机械振动和机械波（精讲）振幅乂周期、频率 相住和相竝差描述振动的物理舅波的图像严论 简谐波图像的应用与振动图 像的比较描述机械波波长 的物理虽质点的住移与时间的关系 遵从正弦函数规律的运动 定丈 时间、速度的对称性亠任讣1 :对称性x4sin（w/4-）周期性F=-kx简谐运动产生与分类生条件1卷多普勒效应图(b)液的于涉 波的衍射【典例方法突破】一、简谐运动的特征和简谐运动的图像1. （2021年广东卷）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T时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经8时间，小球从A最低点向上运动的距离2 （选填
2、“大于,，、“小于,，或“等于”）；T在4时刻，小球的动能（选填“最大”或“最小”）。2. （2022年湖南卷）下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重 力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动：与此同时，木棒 在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F 为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的 变化如图（b）所示。已知河水密度为P，木棒横截面积为S,重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A. x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小B. x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小
3、C. x = 0.35m和x = 0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相反F FD. 木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为f 22 P SgE. 木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为0.4m/s二、单摆模型3. （2022年上海二模）一根轻绳一端系一小球，另一端固定在0点，在O点有一个能测量, 绳的拉力大小的力传感器，让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动（类似单摆的运动），由 传感器测出拉力F随时间t的变化图像如图所示，则下列判断正确的是（ ）、A. 小球振动的周期为IsB.小球动能变化的周期为2s卜C. 小球速度变化的周期为3sD. 小球重力势能变化的周期为4s4.（2022年内蒙古考
4、前押题模拟）做单摆实验时，小球可能在水平面内做圆周运动形成圆 锥摆。为避免单摆做圆锥摆引起的误差，可采用双线摆代替单摆来改进实验装置。如图所示， 两根线的一端都系在小球的同一点，另一端分别固定在天花板上，两根线的长度均为人与竖直方向的夹角均为0,小球的直径为，重力加速度为g。现将小球垂直纸面向外拉动，使悬线偏离竖直方向一个很小的角度后由静止释放，若不计空气阻力，下列说法正确的是（）dA.若单摆做圆锥摆运动，其做圆锥摆运动的周期小于单摆的周期B.这个双线摆的摆长为1+ 2C.这个双线摆的周期为T= 2叭:13S9+彳D.图中双线摆的0角越小越好E.小球宜采用密度大的铅球或者铁球5. （2022年
5、江苏连云港高三期中）如图所示，两块平行金属板M、N通过导线、开关与电源相接。有一带正电的小球用绝缘细绳悬挂于O点，闭合开关S,将细绳拉开一角度（小于5。）后由静止释放小球，下列说法正确的是（）A. 小球摆动过程中机械能守恒B. 只将M板向下移动少许，小球摆动周期不变C. 只将电源正负极对调，小球可能做匀速圆周运动D断开开关，将M板向上移动，小球经最低点时细绳的张力变小三、受迫振动和共振6. （2022年浙江台州二模）如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一 个T型支架在竖直方向振动，T型支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没 在水中，当圆盘静止时，让小球在水中振动，
6、其阻尼振动频率约为0.5Hz。现使圆盘由静止开小圆柱I I 丁形支架始缓慢加速转动，直至以Is的周期匀速转动稳定下来，在此过程中，下列说法正确为（）A.圆盘静止和转动时，小球都是做受迫振动B.最终稳定时小球的振动频率为1HzC. 小球的振幅先逐渐增大后又逐渐减小D. 圆盘缓慢加速转动时，以T型支架为参考系，小圆柱的运动可视为简谐运动四、波的图像与振动图像7. （2022年山东卷）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当t = 7s时，简谐波的波动图像可能正确的是（）五、波的多解问题8. （2022年四川自贡三模）我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在
7、t （图中实线）与匕+ 0.6 ） s（图中虚线）。两个时刻x轴上-33km区间内的波形图如图所示，则下列说法正确的是（）A. 该地震波的波长为6kmB. 质点振动的最大周期为1.2sC. 该地震波波速可能为10km/sD. 从t时刻开始计时，x = 2km处的质点比x = 1.5km处的质点先回到平衡位置E从t时刻开始计时，x = 2km处的质点比x = 2.5km处的质点先回到平衡位置9. （2022年安徽合肥二诊）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在波的传播方向上两质点a、的平衡位置相距6m,a、b的振动图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（）/S/SA. 该波的周期为12sB. 该波
8、的波长可能为24m.C. 该波的传播速度可能为2m/sD. 质点a在04s内通过的路程为6cmE. 质点b在波谷位置时，质点a在平衡位置沿尹轴负方向运动六、波的干涉、衍射和多普勒效应（2022年浙江金华模考）10. 如图a所示，在xoy平面内有S和s2两个波源分别位于X = -0.2m和x? = 1.2m处，振动方向与xoy平面垂直并向周围空间传播，图像分别如图b、c所示，t = 0时刻同时开始振动，波速为v = 2m/s。M为xoy平面内一点， 试卷第3页，共4页“ =MS 2 -吧，整个空间有均匀分布的介质。下列说法正确的是（）A. x = 0.2m处的质点开始振动方向沿z轴正方向B. 两
9、列波相遇后，x = 0.6m处的质点振动加强C. 两列波相遇后，x = 0.5m处的质点振动加强D. 若Ar = 0.2m，从两列波在M点相遇开始计时，M点振动方程为z = 0.4sin （10kt+兀）m11. （2022年北京东城区一模）如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在t = Is时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（）02246甲乙y/mA. 波沿x轴正方向传播，波速为2m/sB. 该波可以与另一列频率为2Hz的波发生干涉C. 波在传播过程中遇到100m尺度的障碍物能发生明显的衍射D. 某人向着该静止的波源运动时观测到的频率小于0.5Hz12. （2022年淄博三模）根据多普勒效应，我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到波的频率增大；反 之，观察者接收到波的频率减小。天文观测到某遥远星系所生成的光谱呈现“红移”，即谱线都向红色部分移动了一 段距离，由此现象可知（ ）A. 观察者接收到光波的波长增大，该星系正在靠近观察者B. 观察者接收到光波的波长减小，该星系正在靠近观察者C. 观察者接收到光波的波长增大，该星系正在远离观察者D. 观察者接收到光波的波长减小，该星系正在远离观察者参考答案：2ABD3B4ACE5C6BC7AC8BCE9ADE10ABD11A12C1小于 最大
