高中人教物理2021届小题必练14 机械振动 机械波 教师版.doc

小题必练14：机械振动 机械波
(1)简谐运动的公式和图象；(2)单摆、周期公式；(3)受迫振动和共振等；(4)机械波、横波和纵波；(5)波速、波长和频率(周期)的关系；(6)波的干涉和衍射现象、多普勒效应等。
例1．(2020∙山东卷∙4)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知x＝λ处质点的振动方程为y＝Acos(t)，则t＝T时刻的波形图正确的是（　　）
【答案】D
【解析】根据题意可知，t＝T时，在x＝λ＋λ处的质点处于y＝Acos(∙T)＝0，即此时质点位于平衡位置；下一时刻，该质点向上运动，原理平衡位置，根据题意，横波沿x轴负方向传播，根据同侧法判断可知，ABC错误，D正确。
【点睛】本题考查波动图像及振动方程的应用，注意波动图像与振动图像的区别。
1．(多选)物体A做简谐运动的振动方程是xA＝3sin100t (m)，物体B做简谐运动的振动方程是xB＝5sin100t (m)。比较A、B的运动，下列说法正确的是(　　)
A．振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m
B．周期是标量，A、B周期相等，都为100 s
C．A振动的频率fA等于B振动的频率fB
D．A、B的周期都为6.28×10－2 s
【答案】CD
【解析】振幅是标量，A、B的振幅分别是3 m、5 m，A项错；A、B的周期均为T＝＝ s＝6.28×10－2 s，B项错，C、D项对。
2．某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是(　　)
A．t＝1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值
B．t＝2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值
C．t＝3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零
D．t＝4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值
【答案】A
【解析】在t＝1 s和t＝3 s时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A项正确，C项错误；在t＝2 s和t＝4 s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，B、D项错误。
3．(多选)一列沿x轴传播的简谐波，波速为4 m/s，某时刻的波形图象如图所示。此时x＝8 m处的质点具有正向最大速度，则再过4.5 s(　　)
A．x＝4 m处质点具有正向最大加速度
B．x＝2 m处质点具有负向最大速度
C．x＝0处质点一定有负向最大加速度
D．x＝6 m处质点通过的路程为20 cm
【答案】ABC
【解析】据题意，图示时刻x＝8 m处的质点具有正向最大速度，质点正经过平衡位置向上，则波向x轴负方向传播。则该波的周期T＝＝ s＝2 s因为n＝＝＝2T，可知：图示时刻x＝4 m处质点速度向下，再经过4.5 s，处于波谷，位移为负向最大，则具有正向最大加速度，故A项正确；图示时刻x＝2 m处质点位于波峰，再经过4.5 s，处于平衡位置向下，具有负向最大速度，故B项正确；图示时刻x＝0处质点速度向上，再经过4.5 s，处于波峰位置，具有负向最大加速度，故C项正确；再经过4.5 s，x＝6 m处，质点处于平衡位置，通过的路程为2×4×
A＋A＝18 cm，故D项错误。
4．(多选)如图所示是一列简谐波在t＝0时的波形图象，