高三復(fù)習(xí)專題振動和波專題(1)

1、振動專題 一 簡諧振動幾個問題 ：1 什么是機(jī)械振動 2 什么是回復(fù)力，回復(fù)力的來源？ 3 什么是平衡位置，平衡位置一定受力平衡嗎？ 4 什么簡諧振動，其檢驗式為？ 簡諧振動和機(jī)械振動的區(qū)別聯(lián)系？ 5 簡諧振動的物理量：位移 振幅 周期 頻率？ 6 分析在一個周期中速度 加速度 回復(fù)力 能量如何變化 7 分析在一個T 二分之一T 四分之一T 振動質(zhì)點1 某質(zhì)點做簡諧運(yùn)動，其位移隨時間變化的關(guān)系式為xAsin，則質(zhì)點 （ ）A.第1 s末與第3 s末的位移相同B.第1 s末與第3 s末的速度相同C.3 s末至5 s末的位移方向都相同D.3 s末至5 s末的速度方向都相同A-A48t/sx1235

2、67O解析：由關(guān)系式可知，將t=1s和t=3s代入關(guān)系式中求得兩時刻位移相同，A對；畫出對應(yīng)的位移-時間圖像，由圖像可以看出，第1s末和第3s末的速度方向不同，B錯；仍由圖像可知，3s末至5s末的位移大小相同，方向相反，而速度是大小相同，方向也相同。故C錯、D對。2 公路上勻速行駛的貨車受一擾動，車上貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板.一段時間內(nèi)貨物在豎直方向的振動可視為簡諧運(yùn)動，周期為T.取豎直向上為正方向，以某時刻作為計時起點，即t=0，其振動圖象如圖所示，則 ( )A.t=T時，貨物對車廂底板的壓力最大B.t=T時，貨物對車廂底板的壓力最小C.t=T時，貨物對車廂底板的壓力最大D.t=T

3、時，貨物對車廂底板的壓力最小答案 C3 一簡諧振子沿x軸振動，平衡位置在坐標(biāo)原點。 時刻振子的位移；時刻；時刻。該振子的振幅和周期可能為A0. 1 m， B0.1 m, 8s C0.2 m， D0.2 m，8st1t2【答案】Ad【解析】在t=s和t=4s兩時刻振子的位移相同，第一種情況是此時間差是周期的整數(shù)倍，當(dāng)n=1時s。在s的半個周期內(nèi)振子的位移由負(fù)的最大變?yōu)檎淖畲?，所以振幅?.1m。A正確。第二種情況是此時間差不是周期的整數(shù)倍則，當(dāng)n=0時s，且由于是的二倍說明振幅是該位移的二倍為0.2m。如圖答案D?！久}意圖與考點定位】振動的周期性引起的位移周期性變化。例 如圖所示為水平放置的

4、兩個彈簧振子a和b的振動圖象，已知兩個振子質(zhì)量之比ma ：mb = 2：3，彈簧的勁度系數(shù)Ka ：Kb = 3：2， 則：（1）它們的振幅之比Aa:Ab為 （2）它們的振動周期之比Ta:Tb為 （3）它們的最大加速度之比a:b為 二 單擺 4.做簡諧振動的單擺擺長不變，若擺球質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時速度減小為原來的1/2，則單擺振動的 （ C ）A頻率、振幅都不變B頻率、振幅都改變C頻率不變、振幅改變 D頻率改變、振幅不變解析：由單擺的周期公式，可知，單擺擺長不變，則周期不變，頻率不變；振幅A是反映單擺運(yùn)動過程中的能量大小的物理量，由可知，擺球經(jīng)過平衡位置時的動能不變，因此振幅

5、改變，所以C正確。5如圖所示的單擺,擺球a向右擺動到最低點時,恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動的粘性小球b發(fā)生碰撞,并粘接在一起,且擺動平面不變.已知碰撞前a球擺動的最高點與最低點的高度差為h,擺動的周期為T,a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的5倍,碰撞前a球在最低點的速度是b球速度的一半.則碰撞后 ( )A.擺動的周期為TB.擺動的周期為TC.擺球的最高點與最低點的高度差為0.3hD.擺球的最高點與最低點的高度差為0.25h答案 D解析 碰撞前后擺長不變,由T=2知,擺動的周期不變.若a球質(zhì)量為M,速度為v,則B球質(zhì)量為Mb=,vb=2v,由碰撞過程動量守恒得:Mv-Mbvb=(M+Mb)v代入數(shù)值解得:v=v

6、因為h=所以h=h.6 一單擺做小角度擺動，其振動圖象如圖，以下說法正確的是A 1 t 時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最小 B 2 t 時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最小 C 3 t 時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最大 D 4 t 時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最大 例 有一單擺在地面上時在一定時間內(nèi)振動了N次，將它移到山頂上，在相同時間內(nèi)振動了N1次，則可推算出此山的高度約為地球半徑的（ ）1N1N + 1N1N + 11N1A、 倍； B、 倍； C、 倍； D、 倍例 用單擺測定重力加速度時，某同學(xué)測得的數(shù)值大于當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊恼鎸嵵?，引起這一誤差的可能原因是（ ） A、 擺球在

7、水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動B、測量擺長時，漏測擺球直徑 C、 當(dāng)擺球通過平衡位置時啟動秒表并數(shù)下“1”，直到第30次通過平衡位置時制動秒表測得T = t/30D、 以上說法都不能 例 把調(diào)準(zhǔn)的擺鐘，由北京移到赤道，這個鐘：（ ）A、變慢了，要使它變準(zhǔn)，應(yīng)增加擺長B、變慢了，要使它變準(zhǔn)，應(yīng)減短擺長 C、變快了，要使它變準(zhǔn)，應(yīng)增加擺長D、變快了，要使它變準(zhǔn)，應(yīng)減短擺長 例 一只單擺，在第一個行星表面上的振動周期為T1，在第二個行星表面上的振動周期為T2。若這兩個行星的質(zhì)量之比M1：M2=4，半徑之比R1：R2=2，則T1：T2等于（ ） A、1：1 B、2：1 C、4：1 D、1：4三 受迫振動 共振7某

8、振動系統(tǒng)的固有頻率為fo ，在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動，驅(qū)動力的頻率為f 。若驅(qū)動力的振幅保持不變，下列說法正確的是_（填入選項前的字母，有填錯的不得分）A當(dāng)f < f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小B當(dāng)f > f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大C該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f0D該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f答案：BD8某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s,一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成（如圖）,在一次地震中,震源在地震儀下方,觀察到兩振子相差5 s開始振動,則 ( )A.P先開始振動,震源距地

9、震儀約36 kmB.P先開始振動,震源距地震儀約25 kmC.H先開始振動,震源距地震儀約36 kmD.H先開始振動,震源距地震儀約25 km答案 A解析 由于縱波傳播較快,故P先開始振動,設(shè)震源距地震儀約x,則有：-=t,代入數(shù)據(jù)可得x=36 km,故A正確.9某同學(xué)看到一只鳥落在樹枝上的P處,樹枝在10 s內(nèi)上下振動了6次.鳥飛走后,他把50 g的砝碼掛在P處,發(fā)現(xiàn)樹枝在10 s內(nèi)上下振動了12次,將50 g的砝碼換成500 g的砝碼后,他發(fā)現(xiàn)樹枝在15 s 內(nèi)上下振動了6次.你估計鳥的質(zhì)量最接近 （ ） A.50 gB.200 gC.500 gD.550 g答案 B解析 鳥在樹枝上時,樹

10、枝振動的周期為T0=1.7 s, g的砝碼時,樹枝振動的周期T2=2.5 s,由于T1<T0<T2,所以鳥的質(zhì)量m應(yīng)滿足掛上50 g的砝碼時,樹枝振動的周期為T1=0.83 s,掛上500：50 g<m<500 g,故正確選項B.例 把一個篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周給篩子一個驅(qū)動力，這就做成了一個共振篩，篩子作自由振動時，完成20次全振動用時15秒，在某電壓下，電動偏心輪轉(zhuǎn)速是88r/min，已知增大電動偏心輪的電壓，可以使其轉(zhuǎn)速提高，增加篩子的質(zhì)量，可以增大篩子的固有周期，要是篩子的振幅增大，下列說法中正確的是：（）A、降低輸入電壓B、提高輸

11、入電壓C、增加篩子質(zhì)量D、減少篩子質(zhì)量波專題 1.（09·全國卷·14）下列關(guān)于簡諧振動和簡諧波的說法，正確的是 （ ）A媒質(zhì)中質(zhì)點振動的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等B媒質(zhì)中質(zhì)點振動的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等C波的傳播方向一定和媒質(zhì)中質(zhì)點振動的方向一致D橫波的波峰與波谷在振動方向上的距離一定是質(zhì)點振幅的兩倍解析：本題考查機(jī)械波和機(jī)械振動.介質(zhì)中的質(zhì)點的振動周期和相應(yīng)的波傳播周期一致A正確.而各質(zhì)點做簡諧運(yùn)動速度隨時間作周期性的變化,但波在介質(zhì)中是勻速向前傳播的,所以不相等,B錯.對于橫波而言傳播方向和振動方向是垂直的,C錯.根據(jù)波的特點D正確。2 彈性繩沿x軸放置，左端

12、位于坐標(biāo)原點，用手握住繩的左端，當(dāng)t0時使其開始沿y軸做振幅為8cm的簡諧振動，在t0.25s時，繩上形成如圖所示的波形，則該波的波速為_cm/s，t_時，位于x245cm的質(zhì)點N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置。答案：20，2.75解析：由圖可知，這列簡諧波的波長為20cm，周期T=0.25s×4=1s，所以該波的波速；從t=0時刻開始到N質(zhì)點開始振動需要時間,在振動到沿y軸正向通過平衡位置需要再經(jīng)過，所以當(dāng)t=（2.25+0.5）s=2.75s，質(zhì)點N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置。3 （4分）(2)在時刻，質(zhì)點A開始做簡諧運(yùn)動，其振動圖象如圖乙所示。質(zhì)點A振動的周期是 s；時

13、，質(zhì)點A的運(yùn)動沿軸的 方向（填“正”或“負(fù)”）；質(zhì)點B在波動的傳播方向上與A相距16m，已知波的傳播速度為2m/s，在時，質(zhì)點B偏離平衡位置的位移是 cm。答案：B.（2）4 正 10解析：（2）振動圖象和波形圖比較容易混淆，而導(dǎo)致出錯，在讀圖是一定要注意橫縱坐標(biāo)的物理意義，以避免出錯。題圖為波的振動圖象，圖象可知周期為4s，波源的起振方向與波頭的振動方向相同且向上，t=6s時質(zhì)點在平衡位置向下振動，故8s時質(zhì)點在平衡位置向上振動；波傳播到B點，需要時間s=8s，故時，質(zhì)點又振動了1s(個周期)，處于正向最大位移處，位移為10cm.。4 如圖所示,位于介質(zhì)和分界面上的波源S,產(chǎn)生兩列分別沿x軸

14、負(fù)方向與正方向傳播的機(jī)械波.若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2,則 ( )A.f1=2f2,v1=v2B.f1=f2,v1=0.5v2C.f1=f2,v1=2v2D.f1=0.5f2,v1=v2答案 C解析 機(jī)械波的頻率是由波源決定的,機(jī)械波的傳播速度是由介質(zhì)決定的,所以f1=f2,對介質(zhì),波速v1=1f=Lf,對介質(zhì),波速v2=2f=f,所以v1=2v2.5 一簡諧橫波以4m/s的波速沿x軸正方向傳播。已知t=0時的波形如圖所示，則A波的周期為1sBx=0處的質(zhì)點在t=0時向y軸負(fù)向運(yùn)動 Cx=0處的質(zhì)點在t= s時速度為0 Dx=0處的質(zhì)點在t= s時速度值最大6

15、 如圖，一列沿軸正方向傳播的簡諧橫波，振幅為，波速為，在波的傳播方向上兩質(zhì)點的平衡位置相距（小于一個波長），當(dāng)質(zhì)點在波峰位置時，質(zhì)點在軸下方與軸相距的位置，則（A）此波的周期可能為（B）此波的周期可能為（C）從此時刻起經(jīng)過，點可能在波谷位置（D）從此時刻起經(jīng)過，點可能在波峰位置acd解析：如上圖，。根據(jù)，A正確，從此時刻起經(jīng)過0.5s，即，波沿x軸正方向傳播=1.0m，波峰到x=1.2m處，b不在波峰，C錯誤。如下圖，根據(jù)，B錯誤；從此時可起經(jīng)過0.5s，即，波沿x軸正方向傳播=1.0m，波峰到x=1.0m處，x=0.4的b在波峰，D正確。本題考查波的傳播，出現(xiàn)非和非得整數(shù)倍的情況，有新意。難

16、度：難。7一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，傳到M點時波形如圖所示，再經(jīng)0.6s，N點開始振動，則該波的振幅A和頻率f為AA=1m f=5HZBA=0.5m f=5HZCA=1m f=2.5 HZDA=0.5m f=2.5 HZ答案：D8一列橫波沿x軸正向傳播，a、b、c、d為介質(zhì)中沿波傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位置。某時刻的波形如圖1所示，此后，若經(jīng)過周期開始計時，則圖2描述的是A.a處質(zhì)點的振動圖象B.b處質(zhì)點的振動圖象C.c處質(zhì)點的振動圖象D.d處質(zhì)點的振動圖象【答案】B【解析】由波的圖像經(jīng)過周期a到達(dá)波谷，b到達(dá)平衡位置向下運(yùn)動，c到達(dá)波峰，d到達(dá)平衡位置向上運(yùn)動，這是四質(zhì)點在0時刻的狀態(tài)，只

17、有b的符合振動圖像，答案B。9.（09·福建·17）圖甲為一列簡諧橫波在t=0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則 （ ）A.t=0.15s時，質(zhì)點Q的加速度達(dá)到正向最大B.t=0.15s時，質(zhì)點P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向C.從t=0.10s到t=0.25s，該波沿x軸正方向傳播了6 mD.從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點P通過的路程為30 cm解析：由y-t圖像知，周期T=0.2s，且在t=0.1sQ點在平衡位置沿y負(fù)方向運(yùn)動，可以推斷波沒x負(fù)方向傳播，所以C錯；從t=0.10s到t=0.

18、15s時，t=0.05s=T/4，質(zhì)點Q從圖甲所示的位置振動T/4到達(dá)負(fù)最大位移處，又加速度方向與位移方向相反，大小與位移的大小成正比，所以此時Q的加速度達(dá)到正向最大，而P點從圖甲所示位置運(yùn)動T/4時正在由正最大位移處向平衡位置運(yùn)動的途中，速度沿y軸負(fù)方向，所以A、B都對；振動的質(zhì)點在t=1T內(nèi)，質(zhì)點運(yùn)動的路程為4A；t=T/2，質(zhì)點運(yùn)動的路程為2A；但t=T/4，質(zhì)點運(yùn)動的路程不一定是1A；t=3T/4，質(zhì)點運(yùn)動的路程也不一定是3A。本題中從t=0.10s到t=0.25s內(nèi)，t=0.15s=3T/4，P點的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移處，所以在3T/4時間內(nèi)的路程不是30cm。 虛

19、實結(jié)合：10.如圖所示,實線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,虛線是這列波在t=0.2 s時刻的波形圖.已知該波的波速是0.8 m/s,則下列說法正確的是 ( )A.這列波的波長是14 cmB.這列波的周期是0.125 sC.這列波可能是沿x軸正方向傳播的D.t=0時,x=4 cm處的質(zhì)點速度沿y軸負(fù)方向答案 D解析 由波動圖象可以看出,波長=12 cm,波的周期T= s=0.15 s,由實線波到虛線波平移的距離x=vt=0.8×0.2 m=0.16 m=16 cm=+4 cm,由波動圖象可以看出,波沿x軸負(fù)方向傳播;t=0時,x=4 cm處 質(zhì)點沿y軸負(fù)方向運(yùn)動.11

20、 一列簡諧橫波沿直線傳播,該直線上的a、b兩點相距4.42 m.圖中實、虛兩條曲線分別表示平衡位置在a、b兩點處質(zhì)點的振動曲線.從圖示可知 ( )A.此列波的頻率一定是10 Hz B.此列波的波長一定是0.1 mC.此列波的傳播速度可能是34 m/s D.a點一定比b點距波源近答案 AC解析 由圖知T=0.1 s,所以f=10 Hz,沒告訴傳播方向,所以a、b兩點哪點離波源近不確定;波的傳播方向可向右,也可向左,波長、波速都有多種可能.當(dāng)波向右傳時可能經(jīng)歷（n+）T,波速v=,當(dāng)n=1時,v=34 m/s.12 圖示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實線為t0時刻的波形圖，虛線為t0.6 s時

21、的波形圖，波的周期T0.6 s，則 （ ）A.波的周期為2.4 sB.在t0.9s時，P點沿y軸正方向運(yùn)動C.經(jīng)過0.4s，P點經(jīng)過的路程為4mD.在t0.5s時，Q點到達(dá)波峰位置解析：根據(jù)題意應(yīng)用平移法可知T0.6s，解得T0.8s，A錯；由圖可知振幅A0.2m、波長8m。t0.9s1T，此時P點沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，B錯；0.4sT，運(yùn)動路程為2A0.4m，C錯； t0.5sTTT，波形圖中Q正在向下振動，從平衡位置向下振動了T，經(jīng)T到波谷，再過T到波峰，D對。13 一列簡諧波在兩時刻的波形如題14圖中實踐和虛線所示，由圖可確定這列波的A周期B波速C波長D頻率【答案】C【解析】只能確定波長，正

22、確答案C。題中未給出實線波形和虛線波形的時刻，不知道時間差或波的傳播方向，因此無法確定波速、周期和頻率。14 一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖中的實線所示，t=0.02s時刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T大于0.02s，則該波的傳播速度可能是 A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s 答案：B15 如右圖，一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，實線和虛線分別表示t=0.5s<T時的波形，能正確反映時波形的是圖答案：D解析：因為t2T，可確定波在0.5s的時間沿x軸正方向傳播，即，所以T=2s，波峰沿x軸正方向傳播，從處到處，選D。本題考查波的傳播及波長、周期等。難度：中等。干涉衍射6. 2010·上海物理·2利用發(fā)波水槽得到的水面波形如a,b所示，則（A）圖a、b均顯示了波的干涉現(xiàn)象（B）圖a、b均顯示了波的衍射現(xiàn)象（C）圖a顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖b顯示了波的衍射現(xiàn)象（D）圖a顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b顯示了波的干涉現(xiàn)象【解析】D7. 2010·上海物理·3聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不能繞過該建筑物，這是因為（A）聲波是縱波，光波是橫波 （B）聲波振幅大，光波振幅?。–）聲波波長較長，光波波長很短 （D）