机械振动、机械波复习资料dink.docx
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1、五年高考考三年联联考绝对对突破系系列新课课标:选选修3-4第13单单元 机械振振动 机机械波河北省藁藁城市第第九中学学 高立立峰 整理理(交流流资源 请给予予保留)从近几年年的高考考试题看看,试题题多以选选择题、填空题形式出现,但试题信息量大,一道题中考查多个概念、规律.对机械振动的考查着重放在简谐运动的运动学特征和动力学特征和振动图象上;同时也通过简谐运动的规律考查力学的主干知识.对机械波的考查着重放在波的形成过程、传播规律、波长和波动图象及波的多解上;对波的叠加、干涉和衍射、多普勒效应也有涉及.实际上许多考题是振动与波的综合,考查振动图象与波动图象的联系和区别;同时也加强了对振动和波的联系
2、实际的问题的考查,如利用单摆,结合万有引力知识测量山的高度,共振筛、队伍过桥等共振现象的利用与防止,医用B型超声波图、心电图、地震波图线的分析等。第一部分分 五五年高考考题荟萃萃两年高考考精选(22008820009)考点1 振动的的基本概概念和规规律1.(009上海物物理4)做简简谐振动动的单摆摆摆长不不变,若若摆球质质量增加加为原来来的4倍倍,摆球球经过平平衡位置置时速度度减小为为原来的的1/22,则单单摆振动动的 ( C )A频率率、振幅幅都不变变B频频率、振振幅都改改变C频率率不变、振振幅改变变D频率改变变、振幅幅不变解析:由由单摆的的周期公公式,可可知,单单摆摆长长不变,则则周期不不
3、变,频频率不变变;振幅幅A是反反映单摆摆运动过过程中的的能量大大小的物物理量,由由可知,摆摆球经过过平衡位位置时的的动能不不变,因因此振幅幅改变,所所以C正正确。2.(009天津8)某质点做做简谐运运动,其其位移随随时间变变化的关关系式为为xAAsinn,则质质点 ( ADD )A.第11 s末末与第33 s末末的位移移相同B.第11 s末末与第33 s末末的速度度相同C.3 s末至至5 ss末的位位移方向向都相同同D.3 s末至至5 ss末的速速度方向向都相同同A-A48t/sx123567O解析:由由关系式式可知,将t=1s和和t=3ss代入关关系式中中求得两两时刻位位移相同同,A对对;画
4、出出对应的的位移-时间图图像,由由图像可可以看出出,第11s末和和第3ss末的速速度方向向不同,BB错;仍仍由图像像可知,33s末至至5s末末的位移移大小相相同,方方向相反反,而速速度是大大小相同同,方向向也相同同。故CC错、DD对。3.(009宁夏物物理35)(11)某振振动系统统的固有有频率为为fo ,在在周期性性驱动力力的作用用下做受受迫振动动,驱动动力的频频率为ff 。若若驱动力力的振幅幅保持不不变,下下列说法法正确的的是_(填填入选项项前的字字母,有有填错的的不得分分)A当ff f0时,该该振动系系统的振振幅随ff减小而而增大C该振振动系统统的振动动稳定后后,振动动的频率率等于ff0
5、D该振振动系统统的振动动稳定后后,振动动的频率率等于f答案:BBD4.(009海南物物理18)有有一种示示波器可可以同时时显示两两列波形形。对于于这两列列波,显显示屏上上横向每每格代表表的时间间间隔相相同。利利用此中中示波器器可以测测量液体体中的声声速,实实验装置置的一部部分如图图1所示示:管内内盛满液液体,音音频信号号发生器器所产生生的脉冲冲信号由由置于液液体内的的发射器器发出,被被接受器器所接受受。图22为示波波器的显显示屏。屏屏上所显显示的上上、下两两列波形形分别为为发射信信号与接接受信号号。若已知发射射的脉冲冲信号频频率为,发发射器与与接收器器的距离离为,求求管内液液体中的的声速。(已
6、已知所测测声速应应在1330016000m/s之间间,结果果保留两两位有效效数字。)解析:设设脉冲信信号的周周期为TT,从显显示的波波形可以以看出,图图2中横横向每一一分度(即即两条长长竖线间间的距离离)所表表示的时时间间隔隔为其中对比图22中上、下下两列波波形,可可知信号号在液体体中从发发射器传传播只接接受器所所用的时时间为其中,液体中的的声速为为联立式式,代入入已知条条件并考考虑到所所测声速速应在11300016600之之间,得得5.(008宁夏夏理综332)下下列关于于简谐振振动和简简谐机械械波的说说法正确确的是( )A.弹簧簧振子的的周期与与振幅有有关B.横波波在介质质中的传传播速度度
7、由介质质本身的的性质决决定C.在波波传播方方向上的的某个质质点的振振动速度度就是波波的传播播速度D.单位位时间内内经过介介质中一一点的完完全波的的个数就就是这列列简谐波波的频率率答案 BBD解析 简谐谐运动的的周期TT=2与振幅幅无关,A错.波速取取决于介介质,BB对.各各质点并并不随波波迁移,做简谐谐运动的的质点速速度周期期性变化化,不是是波速, C错错.单位位时间内内通过某某质点的的完全波波个数即即单位时时间内全振振动的次次数,DD对.6.(008江苏苏12)描述简谐运动特征的公式是x=.自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动(填“是”或“不
8、是”)简谐运动.答案AAsinnt 不是是解析 简谐谐运动方方程x= Assintt .篮篮球的受受力是重重力,大大小方向向不变,不满足足简谐运运动的力力学特征征F=-kx,所以篮篮球的运运动不是是简谐运运动. 7.(008广东东14)大海中航行的轮船,受到大风大浪冲击时,为了防止倾覆,应当改变航行方向和,使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的.答案航航速(速速度) 固有有频率 考点2 波的传传播规律律及图象象8.(009全国20)一一列简谐谐横波在在某一时时刻的波波形图如如图1所所示,图图中P、QQ两质点点的横坐坐标分别别为x=1.55m和xx=4.5m。PP点的振振动图像像如图22所示。在下列四
9、四幅图中中,Q点点的振动动图像可可能是 ( BC )解析:本本题考查查波的传传播.该该波的波波长为44m.,PQ两两点间的的距离为为3m.当当波沿xx轴正方方向传播播时当PP在平衡衡位置向向上振动动时而QQ点此时时应处于于波峰,B正确.当沿沿x轴负负方向传传播时,P点处处于向上上振动时时Q点应应处于波波谷,CC对。9.(009全国卷卷14)下下列关于于简谐振振动和简简谐波的的说法,正正确的是是 ( AD )A媒质质中质点点振动的的周期一一定和相相应的波波的周期期相等B媒质质中质点点振动的的速度一一定和相相应的波波的波速速相等C波的的传播方方向一定定和媒质质中质点点振动的的方向一一致D横波波的波
10、峰峰与波谷谷在振动动方向上上的距离离一定是是质点振振幅的两两倍解析:本本题考查查机械波波和机械械振动.介质中中的质点点的振动动周期和和相应的的波传播播周期一一致A正正确.而而各质点点做简谐谐运动速速度随时时间作周周期性的变化,但波在在介质中中是匀速速向前传传播的,所以不不相等,B错.对于横横波而言言传播方方向和振振动方向向是垂直直的,CC错.根根据波的的特点DD正确。10.(009北京15)类类比是一一种有效效的学习习方法,通通过归类类和比较较,有助助于掌握握新知识识,提高高学习效效率。在在类比过过程中,既既要找出出共同之之处,又又要抓住住不同之之处。某某同学对对机械波波和电磁磁波进行行类比,
11、总总结出下下列内容容,其中中不正确确的是 ( D )A机械械波的频频率、波波长和波波速三者者满足的的关系,对对电磁波波也适用B机械械波和电电磁波都都能产生生干涉和和衍射现现象C机械械波的传传播依赖赖于介质质,而电电磁波可可以在真真空中传传播D机械械波既有有横波又又有纵波波,而电电磁波只只有纵波波解析:波波长、波波速、频频率的关关系对任任何波都都是成立立的,对对电磁波波当然成成立,故故A选项项正确;干涉和和衍射是是波的特特性,机机械波、电电磁波都都是波,这这些特性性都具有有,故BB项正确确;机械械波是机机械振动动在介质质中传播播形成的的,所以以机械波波的传播播需要介介质而电电磁波是是交替变变化的
12、电电场和磁磁场由近近及远的的传播形形成的,所所以电磁磁波传播播不需要要介质,故故C项正正确;机机械波既既有横波波又有纵纵波,但但是电磁磁波只能能是横波波,其证证据就是是电磁波波能够发生偏偏振现象象,而偏偏振现象象是横波波才有的的, DD项错误误。故正正确答案案应为DD。11.(009北京17)一一简谐机机械波沿沿x轴正正方向传传播,周周期为TT,波长长为。若若在x=0处质质点的振振动图像像如右图图 所示示,则该该波在tt=T/2时刻刻的波形形曲线为为 ( A )解析:从从振动图图上可以以看出xx=0处处的质点点在t=T/22时刻处处于平衡衡位置,且且正在向向下振动动,四个个选项中中只有AA图符
13、合合要求,故故A项正正确。12.(009重庆1 55)同一一音叉发发出的声声波同时时在水和和空气中中传播,某某时刻的的波形曲线见见图,以以下说法法正确的的是( A )A声波波在水中中波长较较大,bb是水中中声波的的波形曲曲线。B声波波在空气气中波长长较大,bb是空气气中声波波的波形形曲线C水中中质点振振动频率率较高,aa是水中中声波的的波形曲曲线D空气气中质点点振动频率较较高,aa是空气气中声波波的波形形曲线13.(009四川19)图图示为一一列沿xx轴负方方向传播播的简谐谐横波,实实线为tt0时时刻的波波形图,虚虚线为tt0.6 ss时的波波形图,波波的周期期T00.6 s,则则 ( D )
14、A.波的的周期为为2.44 sB.在tt0.9s时时,P点点沿y轴轴正方向向运动C.经过过0.44s,PP点经过过的路程程为4mmD.在tt0.5s时时,Q点点到达波波峰位置置解析:根根据题意意应用平平移法可可知T0.66s,解解得T0.88s,AA错;由由图可知知振幅AA0.2m、波波长8m。tt0.9s1T,此此时P点点沿y轴轴负方向向运动,BB错;00.4ssT,运运动路程程为2AA0.44m,CC错; t00.5ssTTT,波波形图中中Q正在在向下振振动,从从平衡位位置向下下振动了了T,经经T到波波谷,再再过T到到波峰,DD对。14.(009福建17)图图甲为一一列简谐谐横波在在t=0
15、0.100s时刻刻的波形形图,PP是平衡衡位置为为x=11 m处处的质点点,Q是是平衡位位置为xx=4 m处的的质点,图图乙为质质点Q的的振动图图象,则则 ( AB )A.t=0.115s时时,质点点Q的加加速度达达到正向向最大B.t=0.115s时时,质点点P的运运动方向向沿y轴轴负方向向C.从tt=0.10ss到t=0.225s,该该波沿xx轴正方方向传播播了6 mD.从tt=0.10ss到t=0.225s,质质点P通通过的路路程为330 ccm解析:由由y-tt图像知知,周期期T=0.2s,且且在t=0.1sQQ点在平平衡位置置沿y负方向运动动,可以以推断波波没x负方向向传播,所所以C错
16、错;从t=00.100s到tt=0.15ss时,t=0.05ss=T/4,质质点Q从图甲甲所示的的位置振振动T/4到到达负最最大位移移处,又又加速度度方向与与位移方方向相反反,大小小与位移移的大小小成正比比,所以以此时Q的加速速度达到到正向最最大,而而P点从图图甲所示示位置运运动T/4时时正在由由正最大大位移处处向平衡衡位置运运动的途途中,速速度沿yy轴负方方向,所所以A、BB都对;振动的质质点在tt=1TT内,质质点运动动的路程程为4A;t=T/2,质质点运动动的路程程为2A;但t=T/4,质质点运动动的路程程不一定定是1AA;t=3T/4,质质点运动动的路程程也不一一定是33A。本题题中从
17、tt=0.10ss到t=0.25ss内,t=0.15ss=3TT/4,P点的起始位置既不是平衡位置,又不是最大位移处,所以在3T/4时间内的路程不是30cm。15.(009浙江21)一一列波长长大于11m的横横波沿着着轴正方方向传播播,处在在和的两质质点、的振动动图像如如图所示示。由此此可知 ( A )A波长长为mB波速速为C末、两质点点的位移移相同D末点点的振动动速度大大于点的的振 动速度度解析:,由由于波沿沿x正方方向传播播,所以以A先振振动,又又由于波波长大于于1m,所所以,所所以,A对,波波速,BB错;由由振动图图像知,在在3s末末,、两质点点的位移移不相同同,C错错;1ss末A点点速
18、度为为零,BB点速度度最大,DD错。16.(009上海物理理12)弹弹性绳沿沿x轴放置置,左端端位于坐坐标原点点,用手手握住绳绳的左端端,当tt0时时使其开开始沿yy轴做振幅幅为8ccm的简简谐振动动,在tt0.25ss时,绳绳上形成成如图所所示的波波形,则则该波的的波速为为_ccm/ss,t_时,位位于x245ccm的质质点N恰恰好第一一次沿yy轴正向向通过平平衡位置置。答案:220,22.755解析:由由图可知知,这列列简谐波波的波长长为200cm,周周期T=0.25ss4=11s,所所以该波波的波速速;从tt=0时时刻开始始到N质质点开始始振动需需要时间间,在振振动到沿沿y轴正向向通过平
19、平衡位置置需要再再经过,所所以当tt=(22.255+0.5)ss=2.75ss,质点点N恰好好第一次次沿y轴正向向通过平平衡位置置。17.(009广东物物理14)(22)图为为声波干干涉演示示仪的原原理图。两两个U形形管A和和B套在在一起,AA管两侧侧各有一一小孔。声声波从左左侧小孔孔传入管管内,被被分成两两列频率率的波。当当声波分分别通过过A、BB传播到到右侧小小孔时,若若两列波波传播的的路程相相差半个个波长,则则此处声声波的振振幅;若若传播的的路程相相差一个个波长,则则此处声声波的振振幅。答案:(22)相等等,等于于零,等等于原振振幅的二二倍。解析:(22)声波波从左侧侧小孔传传入管内内
20、向上向向下分别别形成两两列频率率相同的的波,若若两列波波传播的的路程相相差半个个波长,则振动相消,所以此处振幅为零,若传播的路程相差一个波长,振动加强,则此处声波的振幅为原振幅的二倍。18.(009江苏物物理12.B)(44分)(2)在在时刻,质质点A开开始做简简谐运动动,其振振动图象象如图乙乙所示。质质点A振振动的周周期是ss;时,质质点A的的运动沿沿轴的方向向(填“正”或“负”);质质点B在波动动的传播播方向上上与A相相距16m,已已知波的的传播速速度为22m/ss,在时时,质点点B偏离离平衡位位置的位位移是ccm。答案:BB.(22)4 正 100解析:(22)振动动图象和和波形图图比较
21、容容易混淆淆,而导导致出错错,在读读图是一一定要注注意横纵纵坐标的的物理意意义,以以避免出出错。题题图为波波的振动动图象,图图象可知知周期为为4s,波波源的起起振方向向与波头头的振动动方向相相同且向向上,tt=6ss时质点点在平衡衡位置向向下振动动,故88s时质质点在平平衡位置置向上振振动;波波传播到到B点,需需要时间间s=88s,故故时,质质点又振振动了11s(个个周期),处于于正向最最大位移移处,位位移为110cmm.。19.(009山东物物理37)(11)图11为一简简谐波在在t=0时时,对的的波形图图,介质质中的质质点P做简谐谐运动的的表达式式为y=4ssin55xl,求求该波的的速度
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