PAGE重難點(diǎn)14機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波考點(diǎn)分析三年考情分析2025命題熱點(diǎn)機(jī)械振動(dòng)及其規(guī)律2024：河北卷、浙江1月選考、甘肅卷、江蘇卷、北京卷2023：山東卷2022：湖南卷、浙江6月選考卷波的傳播特點(diǎn)及規(guī)律振動(dòng)圖像和波的圖像綜合應(yīng)用機(jī)械波及其規(guī)律2024：廣東卷、安徽卷、湖南卷、江西卷、山東卷、新課標(biāo)卷2023：北京卷、廣東卷、湖南卷、新課標(biāo)卷2022：遼寧卷、廣東卷、河北卷、浙江6月選考卷振動(dòng)圖像和波的圖像綜合應(yīng)用2024：海南卷、湖北卷2023：山東卷2022：湖南卷、山東卷、遼寧卷、海南卷【課標(biāo)要求】1.熟練掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)各物理量的特點(diǎn)和規(guī)律。2.掌握機(jī)械波的形式及傳播規(guī)律。3.能根據(jù)振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像分析質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律和波的傳播規(guī)律。【考查方向】機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波屬于高考考查的選擇性熱點(diǎn)，重點(diǎn)考查波的傳播、波的圖像和振動(dòng)與波的關(guān)系,既有選擇題、填空題,又有計(jì)算題?！緜淇冀ㄗh】復(fù)習(xí)本專題時(shí)，要弄清的具體內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：①簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；②振動(dòng)圖像和波的圖像以及關(guān)系、波的傳播規(guī)律等；③機(jī)械波的波長(zhǎng)、波速和頻率(周期)的關(guān)系；④單擺；⑤掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像問題的兩種分析方法,掌握波的圖像與振動(dòng)圖像關(guān)聯(lián)問題的處理方法等?！厩榫辰庾x】1.基本概念考查情境振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像：給出一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，要求考生確定質(zhì)點(diǎn)的振幅、周期、頻率、相位等基本參數(shù)。例如，通過觀察振動(dòng)圖像的縱坐標(biāo)最大值確定振幅，根據(jù)橫坐標(biāo)的周期范圍計(jì)算周期。給出一列波的波動(dòng)圖像，考查波的波長(zhǎng)、振幅等概念。要求考生能根據(jù)波動(dòng)圖像讀出波長(zhǎng)（相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離）和振幅（波峰或波谷到平衡位置的距離）。波速、波長(zhǎng)和頻率（周期）關(guān)系：已知波速和頻率，求波長(zhǎng)；或者已知波長(zhǎng)和波速，求周期等。通常會(huì)設(shè)置在不同介質(zhì)中傳播的情境，因?yàn)椴ㄔ诓煌橘|(zhì)中傳播速度不同，考生需要根據(jù)給定的條件，利用基本公式進(jìn)行計(jì)算。2.振動(dòng)和波的綜合考查情境由振動(dòng)圖像推導(dǎo)波動(dòng)圖像：給出某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像和波的傳播方向，要求考生畫出某一時(shí)刻的波動(dòng)圖像。這需要考生先根據(jù)振動(dòng)圖像確定該質(zhì)點(diǎn)在給定時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)，然后結(jié)合波的傳播方向，確定其他質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)，從而畫出波動(dòng)圖像。由波動(dòng)圖像推導(dǎo)振動(dòng)圖像：給出波動(dòng)圖像和波上某質(zhì)點(diǎn)的位置，要求考生畫出該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像?？忌枰鶕?jù)波動(dòng)圖像確定波的周期、波長(zhǎng)等信息，再結(jié)合波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的位置，分析該質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而畫出振動(dòng)圖像。3.波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)考查情境波的干涉：描述兩列相干波疊加的情境，要求考生判斷干涉圖樣中的加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置。通常會(huì)給出兩列波的波長(zhǎng)、頻率、波源間距等信息，考生需要利用波的干涉條件（兩列波的頻率相同，相位差恒定）和干涉加強(qiáng)、減弱的判斷方法來確定。波的衍射：考查波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。例如，給出不同波長(zhǎng)的波和不同尺寸的障礙物，要求考生判斷波是否能發(fā)生衍射以及衍射現(xiàn)象的明顯程度。一般來說，當(dāng)障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或差不多時(shí)，衍射現(xiàn)象明顯。多普勒效應(yīng)：描述波源和觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)頻率變化的情境。如一輛鳴笛的汽車靠近或遠(yuǎn)離觀察者，要求考生根據(jù)多普勒效應(yīng)的公式計(jì)算觀察者聽到的聲音頻率變化情況?！靖叻旨记伞恳?、彈簧振子。上圖的運(yùn)動(dòng)情景導(dǎo)致各物理量的變化情況如下表所示。振子的運(yùn)動(dòng)位移加速度速度動(dòng)能勢(shì)能O→B增大，方向向右增大，方向向左減小，方向向右減小增大B最大最大00最大B→O減小，方向向右減小，方向向左增大，方向向左增大減小O00最大最大0O→C增大，方向向左增大，方向向右減小，方向向左減小增大C最大最大00最大C→O減小，方向向左減小，方向向右增大，方向向右增大減小由表格可得：①在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，位移、回復(fù)力、加速度和勢(shì)能四個(gè)物理量同時(shí)增大或減小，與速度和動(dòng)能的變化步調(diào)相反；②最大位移處是速度方向變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；③關(guān)于平衡位置O對(duì)稱的兩點(diǎn),速度的大小、動(dòng)能、勢(shì)能、相對(duì)平衡位置的位移大小相等,由對(duì)稱點(diǎn)向平衡位置O運(yùn)動(dòng)時(shí)用時(shí)相等。二、單擺的類型圖例等效擺長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)l等效＝lsinα做垂直紙面的小角度擺動(dòng)l等效＝lsinα＋l垂直紙面擺動(dòng)l等效＝l紙面內(nèi)擺動(dòng)左側(cè)：l等效＝l右側(cè)：l等效＝eq\f(2,3)l紙面內(nèi)擺動(dòng)T＝πeq\r(\f(l,g))＋πeq\r(\f(2l,3g))l等效＝R當(dāng)半徑R遠(yuǎn)大于小球位移x時(shí)，小球做單擺運(yùn)動(dòng)三、振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像圖像類型振動(dòng)圖像波的圖像研究對(duì)象一個(gè)質(zhì)點(diǎn)波傳播方向上的所有質(zhì)點(diǎn)研究?jī)?nèi)容某質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)在空間分布的規(guī)律圖示橫坐標(biāo)表示時(shí)間表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置物理意義某質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移圖像信息質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期。質(zhì)點(diǎn)振幅。各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移。各時(shí)刻速度、加速度方向。波長(zhǎng)、振幅任一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移任一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的加速度方向傳播方向、振動(dòng)方向的互判振動(dòng)方向的判斷(看下一時(shí)刻的位移)(同側(cè)法)Δt后的圖形隨時(shí)間推移，圖像延伸，但已有形狀不變。隨時(shí)間推移，圖像沿波的傳播方向平移，原有波形做周期性變化。形象比喻記錄著一個(gè)人一段時(shí)間內(nèi)活動(dòng)的錄像帶。記錄著許多人某時(shí)刻動(dòng)作、表情的集體照片。聯(lián)系縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點(diǎn)的位移?？v坐標(biāo)的最大值均表示振幅。波在傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)。一、單選題1．（2024·河北·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一興趣小組提出了一個(gè)大膽假設(shè)：有一條隧道從A點(diǎn)到B點(diǎn)直穿地心，地球的半徑為R、質(zhì)量為M，將一質(zhì)量為m的物體從A點(diǎn)由靜止釋放（不計(jì)空氣阻力），C點(diǎn)距地心距離為x，已知均勻球殼對(duì)放于其內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)的引力為零，引力常量為G。下列說法正確的是（）A．物體在A點(diǎn)的加速度與在C點(diǎn)的加速度之比為x:RB．物體到達(dá)O點(diǎn)的動(dòng)能為C．物體將做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)D．物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】萬有引力的計(jì)算、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力【詳解】A．由題意可知，在距地心x處，物體受到地球的引力為根據(jù)牛頓第二定律得可知，從A到O加速度隨位移均勻減小，物體在A、C兩點(diǎn)的加速度之比為R:x，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)前面分析可知引力隨下降的位移線性變化，故根據(jù)動(dòng)能定理，從A到O有故B錯(cuò)誤；C．從A到B引力大小滿足方向始終指向O，所受引力與位移方向相反，故物體將在A、B之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為可知，物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為故D錯(cuò)誤。故選C。2．（2025·陜西寶雞·一模）如圖甲所示，小明同學(xué)利用漏斗做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，他將漏斗下方的薄木板沿箭頭方向拉出，漏斗4s內(nèi)漏出的細(xì)沙在板上形成了如圖乙所示曲線AE，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?。下列說法正確的是（）A．該沙擺的擺動(dòng)頻率為2HzB．該沙擺的擺長(zhǎng)約為2mC．由圖乙可知薄木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且加速度大小約為0.03m/s2D．當(dāng)圖乙中的D點(diǎn)通過沙擺正下方時(shí)，薄木板的速度大小約為0.25m/s【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】單擺周期公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用、用逐差法計(jì)算加速度、中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度、單擺的振動(dòng)圖像及其表達(dá)式【詳解】A．由題圖乙知，4s時(shí)間內(nèi)沙擺擺動(dòng)兩個(gè)完整的周期，則則該沙擺的擺動(dòng)頻率為選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．沙擺的周期解得選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．由圖可知，連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)，位移差近似相等，可知薄木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，，根據(jù)逐差法可得選項(xiàng)C正確；D．勻變速直線運(yùn)動(dòng)在一段時(shí)間間隔的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，所以有選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。3．（2025·云南·模擬預(yù)測(cè)）如圖，原長(zhǎng)為的輕彈簧上端固定在天花板上，下端連接質(zhì)量為m的物塊A，物塊A下端用細(xì)線連接質(zhì)量為2m的小球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧未超出彈性限度，已知彈簧的勁度系數(shù)。現(xiàn)剪斷細(xì)線，不計(jì)空氣阻力，則物塊A振動(dòng)過程中彈簧的最短長(zhǎng)度與最長(zhǎng)長(zhǎng)度之比為（）A． B． C． D．【答案】D【知識(shí)點(diǎn)】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性【詳解】剪斷細(xì)線時(shí)，物塊A處于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度最長(zhǎng)，設(shè)為，則有求得物塊A處于平衡位置時(shí)，設(shè)彈簧的長(zhǎng)度為，則有求得設(shè)彈簧的最短長(zhǎng)度為，根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，有求得所以，物塊A振動(dòng)過程中彈簧的最短長(zhǎng)度與最長(zhǎng)長(zhǎng)度之比為故選D。4．（2024·湖南·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，光滑斜面上有一傾斜放置的彈簧，彈簧上端固定，下端連接物體P，其正在做振幅為的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)彈簧恰好為原長(zhǎng)。當(dāng)P振動(dòng)到某個(gè)位置時(shí)恰好斷開為質(zhì)量相等的兩部分A、B，B掉下斜面，此后A繼續(xù)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。則下列說法中正確的是（）A．如果在平衡位置處斷開，A依然可以到達(dá)原來的最低點(diǎn)B．如果在最高點(diǎn)處斷開，則B帶走的能量最多C．無論在什么地方斷開，此后A振動(dòng)的振幅一定增大，周期一定減小D．如果在最低點(diǎn)處斷開，此后A振動(dòng)的振幅變?yōu)椤敬鸢浮緽【知識(shí)點(diǎn)】影響彈簧振子周期的物理量、周期公式、彈簧振子運(yùn)動(dòng)時(shí)能量的轉(zhuǎn)化【詳解】A．如果在平衡位置處斷開，由于振子質(zhì)量減小，從能量角度分析，假設(shè)依然可以到達(dá)斷開的最低點(diǎn)，則彈簧彈性勢(shì)能的增加量大于A振子動(dòng)能和重力勢(shì)能的減小量（彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于整個(gè)物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能的減小量），則假設(shè)錯(cuò)誤，經(jīng)過分析，A到不了原來的最低點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．由于在上升過程中，A、B間的力一直對(duì)B做正功，所以到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，B的機(jī)械能最大，則如果在最高點(diǎn)斷開，則B帶走的能量最多，故B正確；CD．設(shè)物體掉下前彈簧的勁度系數(shù)為k，質(zhì)量為m，振幅為，振子在平衡位置時(shí)有振子到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的形變量為，當(dāng)物體掉下一半時(shí)，振子在平衡位置時(shí)有則振子掉下一半時(shí)，設(shè)振幅為，最低點(diǎn)的位置沒有變化，彈簧的形變量沒有變化，則有而越是在彈簧短的時(shí)候斷開，此后A的振幅就越小，當(dāng)在最高點(diǎn)斷開時(shí)，此后A的振幅為，周期與振幅無關(guān)，故CD錯(cuò)誤。故選B。5．（2024·遼寧沈陽·三模）2024年我國將加速穩(wěn)步推進(jìn)載人登月，未來中國航天員將登上月球。試想航天員用同一裝置對(duì)同一單擺分別在地球和月球上做受迫振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到如圖所示的共振曲線，共振頻率為。將月球視為密度均勻、半徑為的球體，引力常量為，地球表面的重力加速度為，不考慮星球自轉(zhuǎn)的影響。下列說法正確的是（）A．該單擺在月球上的共振頻率為 B．月球表面的重力加速度C．月球的密度 D．月球的質(zhì)量【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】單擺周期公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用、計(jì)算中心天體的質(zhì)量和密度【詳解】AB．根據(jù)單擺周期公式可得可得由于月球的重力加速度小于地球的重力加速度，所以該單擺在月球上的共振頻率為；設(shè)月球表面的重力加速度為，則有，可得月球表面的重力加速度為故AB錯(cuò)誤；CD．物體在月球表面上，有解得月球質(zhì)量為根據(jù)可得月球的密度為故D錯(cuò)誤，C正確。故選C。6．（2025·廣西·模擬預(yù)測(cè)）某消聲器的結(jié)構(gòu)及氣流運(yùn)行如圖所示，波長(zhǎng)為的聲波沿水平管道自左向右傳播，當(dāng)聲波到達(dá)a處時(shí)，分成兩束波，它們分別通過r1和r2的路程，再在b處相遇，從而達(dá)到削弱噪聲的目的。下列說法正確的是（）A．該消聲器是根據(jù)波的衍射原理設(shè)計(jì)的B．兩束波到達(dá)b點(diǎn)的路程差，則等于的偶數(shù)倍C．若b、c在同一條直線上，無論b、c之間的距離為多少，c一定為聲波的減弱點(diǎn)D．若聲波的頻率發(fā)生改變，聲波在b處相遇，也一定能達(dá)到削弱噪聲的目的【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】波的干涉圖樣、判斷干涉加強(qiáng)和減弱區(qū)、波的疊加原理【詳解】A．該消聲器是根據(jù)波的干涉原理設(shè)計(jì)的，故A錯(cuò)誤；B．兩束相干波在b處相遇振動(dòng)減弱，所以兩束相干波到達(dá)b點(diǎn)的路程差應(yīng)等于的奇數(shù)倍，故B錯(cuò)誤；C．b、c在同一條直線上，兩束相干波到c點(diǎn)的波程差與到b點(diǎn)的波程差相同，故無b、c之間的距離為多少，當(dāng)兩束相干波到達(dá)c點(diǎn)，路程差仍然等于的奇數(shù)倍，則c為聲波的減弱點(diǎn)，故C正確；D．若聲波的頻率發(fā)生改變，聲波的傳播速度不變，聲波的波長(zhǎng)會(huì)改變，b點(diǎn)就不一定為聲波的減弱點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。7．（24-25高三上·重慶沙坪壩·期中）如圖左所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖，是平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)，是平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)；圖右為質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，下列說法正確的是（）A．這列波沿軸負(fù)方向傳播B．在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為（12m，10cm）C．從到的過程中，質(zhì)點(diǎn)的路程為D．從時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)再過時(shí)到達(dá)波谷【答案】D【知識(shí)點(diǎn)】振動(dòng)圖像與波形圖的結(jié)合【詳解】A．圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像，則知在t=0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方向是沿y軸負(fù)方向，由圖乙可知故這列波沿x軸正方向傳播，A錯(cuò)誤；B．由乙圖可知，質(zhì)點(diǎn)Q的周期由于此時(shí)Q點(diǎn)恰好位于波谷，Q點(diǎn)得出位置坐標(biāo)為（12m，-10cm），B錯(cuò)誤；C．由甲圖可知，該波的振幅若P點(diǎn)位于特定位置，在到剛好完成個(gè)振動(dòng)，P點(diǎn)的路程恰好為50cm，但圖示中P點(diǎn)不在特定的位置上，故到其通過的路程不是50cm，C錯(cuò)誤；D．由甲圖可知，該波的波長(zhǎng)故波速波向+x方向傳播，由波形可得到P點(diǎn)左側(cè)的第一波谷向右傳播質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波谷，則P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷所用時(shí)間那么結(jié)合波傳播的周期性可知質(zhì)點(diǎn)P在時(shí)到達(dá)波谷，D正確。故選D。8．（2024·云南·模擬預(yù)測(cè)）時(shí)刻，O點(diǎn)處的波源垂直于紙面做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，所形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿紙面向四周傳播．如圖1所示為該簡(jiǎn)諧波在時(shí)的圖像，圖中實(shí)線圓表示波峰，虛線圓表示波谷，相鄰兩個(gè)實(shí)線圓之間僅有1個(gè)虛線圓，且該時(shí)刻P點(diǎn)在實(shí)線圓上，Q點(diǎn)在虛線圓上，N點(diǎn)到其相鄰兩圓距離相等，相鄰兩圓的半徑之差為．介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖2所示，取垂直紙面向外為位移的正方向．下列說法正確的是（

）A．該波的波速為B．圖1中質(zhì)點(diǎn)P和Q的相位差的絕對(duì)值為C．圖1中質(zhì)點(diǎn)N在該時(shí)刻速度方向垂直紙面向里D．圖2可能是質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)圖像【答案】C【知識(shí)點(diǎn)】機(jī)械波相關(guān)物理量的計(jì)算、波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系【詳解】A．由題圖1可知，波長(zhǎng)為，由題圖2可知，波的周期，所以該波的波速為選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．題圖1中質(zhì)點(diǎn)P和Q到波源的距離之差為半個(gè)波長(zhǎng)，則相位差的絕對(duì)值為，故B錯(cuò)誤；C．由題圖1可知，再經(jīng)過，波谷傳播到N點(diǎn)，則該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)N的速度方向垂直紙面向里，故C正確；D．題圖2中，質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻的速度方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓瑒t題圖2不是質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)圖像，D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題9．（2024·四川成都·三模）如圖所示，A球在輕繩的作用下在豎直面內(nèi)擺動(dòng)，B球在輕繩的作用下在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。兩小球質(zhì)量相同，均可視為質(zhì)點(diǎn)。連接兩小球的輕繩長(zhǎng)度相同，A球輕繩與豎直方向所成的最大角度和B球輕繩與豎直方向所成的夾角均為θ（θ<5°）。下列說法中正確的是（）A．A、B兩球運(yùn)動(dòng)的周期之比為1∶1B．圖示位置A、B兩球所受輕繩拉力大小之比為C．A球的最大向心力大小與B球的向心力大小之比為D．A球的最大動(dòng)能與B球的動(dòng)能之比為【答案】BD【知識(shí)點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)、圓錐擺問題、單擺周期公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用【詳解】A．由圖可知左圖是單擺模型，設(shè)輕繩長(zhǎng)度為L(zhǎng)，小球重力為mg，則單擺的周期右圖是水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型（圓錐擺），由牛頓第二定律分析可知其周期所以故A錯(cuò)誤；B．左圖A球在該位置的加速度方向沿切線，沿半徑方向受力平衡，計(jì)算得繩上拉力大小為右圖B球的加速度方向水平，豎直方向受力平衡，計(jì)算得繩上拉力大小為所以故B正確；C．當(dāng)左圖A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)向心力最大，設(shè)此時(shí)速度為vA，由動(dòng)能定理得所以向心力為整理得由平行四邊形定則可得，右圖B球的向心力計(jì)為所以故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)左圖A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，結(jié)合以上分析得，最大動(dòng)能為對(duì)右圖B球，設(shè)其速度為vB，由牛頓第二定律有故B球動(dòng)能為所以故D正確。故選BD。10．（24-25高三上·山東濰坊·期中）如圖甲所示，一根粗細(xì)均勻的木筷，下端繞幾圈細(xì)鐵絲后豎直懸浮在裝有鹽水的杯子中?，F(xiàn)把木筷豎直向上提起一段距離后放手，忽略水的粘滯阻力及水面高度變化，其在水中的運(yùn)動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向，從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，木筷下端的位移y隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。已知鹽水的密度為ρ，木筷的橫截面積為S，木筷下端到水面的最小距離為，最大距離為。則（）A．木筷在時(shí)間內(nèi)動(dòng)能先增大后減小B．木筷做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為C．木筷（含鐵絲）的質(zhì)量為D．木筷在時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為【答案】AC【知識(shí)點(diǎn)】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的表達(dá)式、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)x-t的圖象及其信息讀取【詳解】A．木筷在時(shí)間內(nèi)由正向最大位移處運(yùn)動(dòng)到負(fù)向最大位移處，速度先增大后減小，所以動(dòng)能先增大后減小，故A正確；B．由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知即故B錯(cuò)誤；C．木筷靜止在平衡位置時(shí)，所受浮力與重力相等，即求得故C正確；D．木筷振動(dòng)方程的一般形式為其中代入，得時(shí)，有結(jié)合圖乙可知，木筷在時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為故D錯(cuò)誤。故選AC。11．（2024·浙江·一模）如圖（a）所示輕質(zhì)彈簧下端固定在水池底部，上端固定一個(gè)小燈泡，其大小可忽略，點(diǎn)光源在水面上的投影位置為點(diǎn)，點(diǎn)光源靜止不動(dòng)時(shí)在點(diǎn)，距離水面深度為，現(xiàn)讓點(diǎn)光源在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖（b）所示振幅為，周期為2s，光源向左照射的最遠(yuǎn)位置記為，當(dāng)點(diǎn)光源距離水面最近時(shí)在點(diǎn)，點(diǎn)光源距離水面最遠(yuǎn)時(shí)在點(diǎn)．已知圖（a）中，，水的折射率為，則下列正確的是（

）A．在點(diǎn)時(shí)，光斑的移動(dòng)速度最小B．從到經(jīng)過的時(shí)間可能為1sC．光斑振幅D．點(diǎn)光源在點(diǎn)時(shí)，有光射出水面的面積為【答案】BC【知識(shí)點(diǎn)】彈簧振子在一個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的定性規(guī)律、發(fā)生全反射的條件、臨界角【詳解】A．根據(jù)題意可知，在點(diǎn)時(shí)，光斑相當(dāng)位于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置，則光斑的移動(dòng)速度最大，故A錯(cuò)誤；B．從到，可能是路徑是，該過程經(jīng)過的時(shí)間為周期的一半，即為1s，故B正確；C．設(shè)光從水中射出空氣發(fā)生全反射的臨界角為，根據(jù)全反射臨界角公式根據(jù)幾何關(guān)系可得光斑振幅滿足可知光斑的振幅為故C正確；D．點(diǎn)光源在點(diǎn)時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得解得則有光射出水面的面積為故D錯(cuò)誤。故選BC。12．（2025·全國·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播，在時(shí)刻和時(shí)刻的波形分別如圖中實(shí)線、虛線所示。已知波的振動(dòng)周期大于1s，則（）A．處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程可能為B．波源的振動(dòng)周期可能為C．波的傳播速度可能為D．處質(zhì)點(diǎn)在內(nèi)通過的路程為【答案】ABC【知識(shí)點(diǎn)】機(jī)械波相關(guān)物理量的計(jì)算、求波速的多解問題【詳解】ABC．若波沿軸負(fù)方向傳播，由同側(cè)法可知，時(shí)刻處質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，設(shè)其振動(dòng)方程為由題圖有且時(shí)處質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，數(shù)值關(guān)系有又，只能取0，解得波速則可得x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為若波沿軸正方向傳播，由同側(cè)法可知，時(shí)刻處質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，設(shè)其振動(dòng)方程為由題圖有且時(shí)處質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，數(shù)值關(guān)系有又，只能取0，解得波沿軸正方向傳播滿足條件的周期此時(shí)波速為故ABC正確。D．若波沿x軸負(fù)方向傳播，內(nèi)處質(zhì)點(diǎn)先向上運(yùn)動(dòng)到最大位移處，再向下運(yùn)動(dòng)到處，該質(zhì)點(diǎn)通過的路程為若波沿x軸正方向傳播，內(nèi)處質(zhì)點(diǎn)先向下運(yùn)動(dòng)到負(fù)向最大位移處，再向上運(yùn)動(dòng)到處，該質(zhì)點(diǎn)通過的路程為故D錯(cuò)誤。故選ABC。13．（2024·山東威?！ひ荒＃┤鐖D甲所示，在均勻介質(zhì)中有A、B、C、D四點(diǎn)，其中A、B、C三點(diǎn)位于同一直線上，AC=BC=4m，CD=3m，CD垂直AB。t＝0時(shí)，位于A、B、C處的三個(gè)完全相同的橫波波源同時(shí)開始振動(dòng)，振動(dòng)圖像均如圖乙所示，振動(dòng)方向與平面ABD垂直，已知波長(zhǎng)為4m。下列說法正確的是（）A．這三列波的波速均為2m/sB．t=3s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)C．t=4.5s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)正向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D．t=6s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)與平衡位置的距離是2cm【答案】BD【知識(shí)點(diǎn)】振動(dòng)圖像與波形圖的結(jié)合【詳解】A．波速由介質(zhì)決定，由圖（乙）的振動(dòng)圖像可知，振動(dòng)的周期為4s，故三列波的波速均為A錯(cuò)誤；B．由圖（甲）可知，D處距離波源最近的距離為3m，故開始振動(dòng)的時(shí)間為波源C處的橫波傳播到D處所需的時(shí)間，則有B正確；C．由幾何關(guān)系可知波源A、B產(chǎn)生的橫波傳播到D處所需的時(shí)間為故t=4.5s時(shí)，僅波源C處的橫波傳播到D處，此時(shí)D處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為即C處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式經(jīng)過1.5s傳播到D點(diǎn)，由振動(dòng)圖像可知此時(shí)D處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．t=6s時(shí)，波源C處的橫波傳播到D處后振動(dòng)時(shí)間為由振動(dòng)圖像可知，此時(shí)波源C的振動(dòng)形式波谷傳播到處D；t=6s時(shí)，波源A、B處的橫波傳播到D處后振動(dòng)時(shí)間由振動(dòng)圖像可知此時(shí)波源A、B的振動(dòng)形式波峰傳播到處D處。根據(jù)波的疊加原理可知此時(shí)D處質(zhì)點(diǎn)的位移為D正確。故選BD。14．（2025·山東·模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖，兩質(zhì)點(diǎn)O、M平衡位置間的距離為2m，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M偏離平衡位置的位移為，如圖乙所示為質(zhì)點(diǎn)O相對(duì)平衡位置的位移y隨時(shí)間t的變化關(guān)系。下列說法正確的是（）A．圖甲中的波沿x軸負(fù)方向傳播 B．該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度大小為2m/sC．質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程為 D．0~7.0s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為【答案】BC【知識(shí)點(diǎn)】振動(dòng)圖像與波形圖的結(jié)合【詳解】A．由圖乙可知，t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O向下振動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法可知圖甲中的波沿x軸正方向傳播，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)該簡(jiǎn)諧橫波t=0時(shí)刻的波形圖表達(dá)式為當(dāng)時(shí)，，解得波長(zhǎng)為由圖乙可知周期為，該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度大小為故B正確；C．質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程為當(dāng)時(shí)，，解得故C正確；D．根據(jù)質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程，可知時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M位于平衡位置，0~7.0s時(shí)間內(nèi)，經(jīng)歷，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為故D錯(cuò)誤。故選BC。15．（2024·全國·模擬預(yù)測(cè)）一列沿軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻剛好傳到點(diǎn)，波形如圖甲所示，、、是平衡位置分別為、、的質(zhì)點(diǎn)，圖乙是、中某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。則下列說法正確的是（）A．波的傳播速度大小為B．圖乙是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像C．內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度沿軸負(fù)方向且逐漸減小D．時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為【答案】ACD【知識(shí)點(diǎn)】振動(dòng)圖像與波形圖的結(jié)合【詳解】A．由題圖可知波長(zhǎng)，周期，則波速故A正確；BC．由題圖乙可知時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，下一時(shí)刻向軸的負(fù)方向振動(dòng)，由題圖甲結(jié)合“同側(cè)法”可知，時(shí)刻在平衡位置且向軸負(fù)方向振動(dòng)的點(diǎn)是質(zhì)點(diǎn)，故題圖乙是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，可知內(nèi)質(zhì)點(diǎn)在軸的上方且向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)的加速度沿軸負(fù)方向且逐漸減小，故B錯(cuò)誤，C正確；D．波傳到S點(diǎn)還需要的時(shí)間所以時(shí)，質(zhì)點(diǎn)S振動(dòng)的時(shí)間質(zhì)點(diǎn)S的起振方向向上，所以時(shí)質(zhì)點(diǎn)S恰好運(yùn)動(dòng)到波峰，振幅為，所以質(zhì)點(diǎn)S的位置坐標(biāo)為，故D正確。故選ACD。16．（202