考點機械振動與機械波

1、 圓學(xué)子夢想 鑄金字品牌 溫馨提示： 此題庫為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比 例，關(guān)閉Word文檔返回原板塊。 考點15 機械振動與機械波 一、選擇題 1. (2013北京高考)一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波,波速為4m/s。某時刻波形如圖所示,下列說法正確的是 ( ) A.這列波的振幅為4cm B.這列波的周期為1s C.此時x=4m處質(zhì)點沿y軸負方向運動 D.此時x=4m處質(zhì)點的加速度為0 【解題指南】解答本題可按以下思路進行: (1)先由圖像讀出這列波的振幅和波長。 ? =算出這列波的周期。再由v=f(2) T最后由質(zhì)點的位移分析質(zhì)(3)根據(jù)波的形狀和波的

2、傳播方向判斷質(zhì)點的振動方向, 點加速度的大小。?=;根據(jù)v=f故由圖像可知波的振幅為【解析】選D。2cm,波長為8 m,A錯誤 T可得該波的周期為2s,故B錯誤;根據(jù)波的形狀和波的傳播方向的關(guān)系或“同側(cè)法”可知x=4m處的質(zhì)點沿y軸正方向運動,C錯誤;由于x=4m處的質(zhì)點的位移 - 1 - 圓學(xué)子夢想 鑄金字品牌 為零,說明回復(fù)力為零,即加速度為零,D正確。 2. (2013福建高考)如圖,t=0時刻,波源在坐標原點從平衡位置沿y軸正向開始振動,振動周期為0.4s,在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負兩方向傳播的簡諧橫波。下圖中能夠正確表示t=0.6s時波形的圖是 ( ) 【解題指南】解答本題時應(yīng)

3、理解以下兩點: (1)明確t=0時刻和t=0.6s時刻波源的振動方向。 (2)波沿正、負兩方向傳播的波形關(guān)于y軸對稱。 【解析】選C。由于波沿正、負兩方向傳播的波形關(guān)于y軸對稱,A、B錯;t=0 時刻波源沿y軸正向開始振動,經(jīng)過0.6s即1.5T,波源位于平衡位置且沿y 軸負向振動,據(jù)“同側(cè)法”可知C對,D錯。 3. (2013大綱版全國卷)在學(xué)校運動場上50m直跑道的兩端,分別安裝了由同一信號發(fā)生器帶動的兩個相同的揚聲器。兩個揚聲器連續(xù)發(fā)出波長為5m的聲波。一同學(xué)從該跑道的中點出發(fā),向某一端點緩慢行進10m。在此過程中,他聽到揚聲器聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)為 ( ) A.2 B.4 C.6 D.8

4、 【解題指南】解答本題時應(yīng)從以下兩點進行分析: (1)理解波的干涉中加強點和減弱點的含義。 (2)利用公式x=n判斷聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)。 【解析】選B。根據(jù)波的干涉的加強點和減弱點的條件,可知當某點與兩個波源距離差為波長的整數(shù)倍時,該點為振動加強點,即聲音加強點,由題可知,x=n - 2 - 鑄金字品牌圓學(xué)子夢想 也就是說這位同學(xué),所以這位同學(xué)距離跑道兩端相差5m的整數(shù)倍=5n(n=0,1,2), 。,故選B就為一個聲音加強點,10m內(nèi)共有4個點每向前運動2.5m,位置的質(zhì)c,已知四川高考)圖甲是一列簡諧橫波在t=1.25s時的波形圖4. (2013) ( 起振,則圖乙所示振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點可

5、能位于 a點比位置的晚0.5s B.bxc A.axb D.dxe C.cxd : 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點; (1)根據(jù)題意求出周期 軸的上方。在題中圖乙所示振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點向下振動,x(2)5T題中圖乙所示振在t=1.25s=DT,。根據(jù)題意有=0.5s,則周期T=1s,【解析】選 42,并且在x軸的上方。位于axb的質(zhì)點向上振動動圖像對應(yīng)的質(zhì)點向下振動,的質(zhì)點向cxd;位于,x軸的上方;位于bxc的質(zhì)點向上振動在x軸的下方在,正確在x軸的上方,故選項D的質(zhì)點向下振動軸的下方下振動,在x;位于dxe, B、C錯誤。、選項Ab、9m)5.(2013天津高考一列簡諧橫波沿直線傳播

6、,該直線上平衡位置相距的a) ( ,兩質(zhì)點的振動圖像如圖所示下列描述該波的圖像可能正確的是 【解題指南】解答本題可按以下思路進行: - 3 - 鑄金字品牌圓學(xué)子夢想 ; 兩質(zhì)點的振動圖像,判斷出同一時刻兩點的振動情況(1)先由a、b b兩質(zhì)點的振動情況判斷出波動的可能性。(2)再根據(jù)a、處在平衡位在正向最大位移處,b、C。由振動圖像可知t=0時刻,a【解析】選A, 置且向下振動, ,其可能的波形圖如圖所示當簡諧波由b向a傳播時 91) m(n=0,1,2,3=、b相距9m,等于(n+),即則a 14?n 4 正確。只有A=4m,當n=2時, , ,其可能的波形圖如圖所示b當簡諧波由a向傳播時

7、93=m(n=0,1,2,3) (n+),即9m,則a、b相距等34?n4當n=0時,=12m,只有C正確。綜上所述,A、C正確,B、D錯誤。 6. (2013新課標全國卷)如圖,a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點,相鄰兩點的間距依次為2m、4 m和6 m。一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時刻到達質(zhì)點a處,質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動,t=3s時a第一次到達最高點。下列說法正確的是 ( ) A.在t=6s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處 B.在t=5s時刻質(zhì)點c恰好到達最高點 - 4 - 鑄金字品牌圓學(xué)子夢想 4s ,其振動周期為質(zhì)點b開始振動后C. 向上運動4st6s

8、的時間間隔內(nèi)質(zhì)點cD.在 一定向上運動,質(zhì)點bE.當質(zhì)點d向下運動時: 解答本題可按以下思路進行【解題指南】; 的起振方向判定各質(zhì)點的起振方向均豎直向下(1)先由質(zhì)點a 時第一次到達最高點求出振動周期和波長。a在t=3s(2)再根據(jù)質(zhì)點,t=3s時刻由平衡位置開始豎直向下運動在t=0C、D。由質(zhì)點a【解析】選A、3振開始,=8m。從t=0:t=a第一次到達最高點可得T,所以T=4s,又=vT,則時 4時所以選項A正確;t=5s、d點的時間分別是1s、3 s、6 s,動從a點傳播到b、c 各質(zhì)點振動的周期與波的B錯;刻質(zhì)點c振動了2s經(jīng)平衡位置向上運動,故選項然后向先向下運動1s,振動傳播到c點

9、需時間3s,質(zhì)點c所以選項周期相等,C對;之間的d故選項D正確;b、4st6s上運動,在的時間間隔內(nèi)質(zhì)點c一直向上運動,? E錯。+,所以選項不是的奇數(shù)倍,故振動方向不總是相反,距離為10m= 24?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動把江蘇高考)如圖所示的裝置彈簧振子的固有頻率是4Hz,7.(20131 Hz,測得彈簧振子振動達到穩(wěn)定時的頻率為,給彈簧振子以周期性的驅(qū)動力,手 ) (則把手轉(zhuǎn)動的頻率為 A.1 Hz B.3 Hz C.4 Hz D.5 Hz 【解題指南】理解物體做受迫振動的特點。 - 5 - 鑄金字品牌圓學(xué)子夢想 受迫振動是按照外界驅(qū)動,A。轉(zhuǎn)動把手后彈簧振子開始做受迫振動【解析】選1 則把手轉(zhuǎn)動的頻

10、率即為,既然振子穩(wěn)定后的振動頻率為1 Hz,力的頻率振動的 。Hz可能不同的物理,做簡諧振動的物體,當它每次經(jīng)過同一位置時8.(2013上海高考) ( 量是 回復(fù)力 D. C.加速度 A.位移 B.速度 : 解答本題時應(yīng)注意理解以下兩點【解題指南】 速度方向可能不同。當它經(jīng)過同一位置時,(1)做簡諧振動的物體,k 。x回復(fù)力F=-kx,加速度a=-(2) m 回復(fù)力相同,當它每次經(jīng)過同一位置時,位移x【解析】選B。做簡諧振動的物體, B正確。可能不同的物理量是速度,選項相同,加速度相同,的T繩的一端在,t=0時開始做周期為9.(2013上海高考)一列橫波沿水平繩傳播3繩上某點位于平衡位置上方的

11、最大位移處。則在經(jīng)過時間TtT),t(簡諧運動,4) 2t時,該點位于平衡位置的( 且向下運動, B.上方且向上運動A.上方, ,D.下方且向下運動 且向上運動 下方C.,: 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意理解以下兩點; 每經(jīng)過一個周期,質(zhì)點重復(fù)以前的運動(1)3 (2t這段時間Tt”“”“”或“=”)。 0 【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點: (1)振子振動過程中機械能守恒; (2)在平衡位置處質(zhì)量減小后,機械能減小。 【解析】物塊以一定的速度通過平衡位置時,質(zhì)量減小,則振動的動能減小,也就是1初周期內(nèi),由于在這所以能到達的最大位移減小,振幅減小;系統(tǒng)的機械能減小, 4即振動周期,而位移減小

12、了,所以運動時間減小,速度和末速度不變,平均速度不變 減小。 【答案】 三、計算題)斜面光滑且足夠長、傾角為的斜面體(質(zhì)量為安徽高考16. (2013)如圖所示,M斜面頂端與勁度系數(shù)為,底部與地面的動摩擦因數(shù)為,放在粗糙的水平地面上的物塊。壓縮m彈簧的另一端連接著質(zhì)量為、自然長度為kL的輕質(zhì)彈簧相連,3斜面體始且物塊在以后的運動中時將物塊由靜止開始釋放彈簧使其長度為,L 4 - 11 - 圓學(xué)子夢想 鑄金字品牌 終處于靜止狀態(tài)。重力加速度為g。 (1)求物塊處于平衡位置時彈簧的長度; (2)選物塊的平衡位置為坐標原點,沿斜面向下為正方向建立坐標軸,用x表示物塊相對于平衡位置的位移,證明物塊做簡

13、諧運動; (3)求彈簧的最大伸長量; (4)為使斜面體始終處于靜止狀態(tài),動摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件(假設(shè)滑動摩擦力等于最大靜摩擦力)? 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意理解以下三點: (1)物塊回復(fù)力為零的位置是簡諧運動的平衡位置; (2)理解物塊做簡諧運動的條件; (3)理解好物塊運動的臨界狀態(tài)。 【解析】(1)當物塊在斜面上處于平衡位置時,彈簧的伸長量為L mgsin-kL=0 ?sinmg L=解得 k?sinmg 此時彈簧的長度為L+L=L+ k(2)當物塊的位移為x時,彈簧的伸長量為x+L, 物塊所受的合力為F=mgsin-k(x+L) 聯(lián)立以上各式得 F=-kx 物塊所受的回復(fù)力大小與位

14、移成正比,方向始終與位移方向相反,物塊做簡諧運 - 12 - 圓學(xué)子夢想 鑄金字品牌 動。 (3)物塊做簡諧運動的振幅為?sinmgL A=+ k4?2mgsinL+ 由對稱性可知彈簧的最大伸長量為 k4所,斜面體始終處于靜止狀態(tài)(4)設(shè)物塊位移x為正時,斜面體受力情況如圖所示 以有 =0 -Fcos水平方向F+FsinN1f=0 -Fsin豎直方向F-Mg-FcosN1N2 =mgcos又F=k(x+L) FN1 =Mg+mg+kxsin聯(lián)立可得F=kxcos,FN2f F,結(jié)合牛頓第二定律,所以應(yīng)有為使斜面體始終處于靜止,FN2fFkxcos?f ?sinmg?kxMgF?2N?sinmgL時,可能達到最大值,于是有 當x=+ k4?Lmgsin?k(?)cos?cossin?mgkLcos?4 k4 ? ?mgsinL2?kLsin?4mgsinMg4?4mg?mg?k(?)sinMg k4?sinmgL ,可能達到最大值,于是有x=-(當+)時 k4?sinLmg?()cosk?co