機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波常考題型

1、一、振動(dòng)類（全國(guó)卷1）21一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。 時(shí)刻振子的位移；時(shí)刻；時(shí)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，8s【答案】AD【解析】在t=s和t=4s兩時(shí)刻振子的位移相同，第一種情況是此時(shí)間差是周期的整數(shù)倍，當(dāng)n=1時(shí)s。在s的半個(gè)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(shí)間差不是周期的整數(shù)倍則，當(dāng)n=0時(shí)s，且由于是的二倍說(shuō)明振幅是該位移的二倍為0.2m。如圖答案D。二、波的圖像、波長(zhǎng)、頻率和波速之間關(guān)系類1波的基本概念類問(wèn)題（天津卷）4一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，

2、傳到M點(diǎn)時(shí)波形如圖所示，再經(jīng)06s，N點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，則該波的振幅A和頻率f為（）AA=1m f=5Hz BA=0.5m f=5HzCA=1m f=2.5 Hz DA=0.5m f=2.5 Hz【答案】D（重慶卷）14一列簡(jiǎn)諧波在兩時(shí)刻的波形如題14圖中實(shí)線和虛線所示，由圖可確定這列波的（ ）A周期 B波速 C波長(zhǎng) D頻率【答案】C【解析】只能確定波長(zhǎng)，正確答案C。題中未給出實(shí)線波形和虛線波形的時(shí)刻，不知道時(shí)間差或波的傳播方向，因此無(wú)法確定波速、周期和頻率。（上海物理）16如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸正方向傳播，實(shí)線和虛線分別表示時(shí)的波形，能正確反映時(shí)波形的是圖（ ）【答案】D【解析】因?yàn)閠2T，可確定

3、波在05s的時(shí)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。（浙江卷）18在O點(diǎn)有一波源，t0時(shí)刻開(kāi)始向上振動(dòng)，形成向右傳播的一列橫波。t1=4s時(shí)，距離O點(diǎn)為3m的A點(diǎn)第一次達(dá)到波峰；t2=7s時(shí)，距離O點(diǎn)為4m的B點(diǎn)第一次達(dá)到波谷。則以下說(shuō)法正確的是（ ）A該橫波的波長(zhǎng)為2m B該橫波的周期為4sC該橫波的波速為1m/s D距離O點(diǎn)為1m的質(zhì)點(diǎn)第一次開(kāi)始向上振動(dòng)的時(shí)刻為6s末【答案】BC【點(diǎn)評(píng)】處理此類題目的前提是掌握波的基本概念，其包括：波的定義，波的產(chǎn)生條件，波的分類，波的波長(zhǎng)、波速、頻率、周期，波的圖像等內(nèi)容。波長(zhǎng)、波速、頻率三者關(guān)系是處理有關(guān)計(jì)算的關(guān)鍵

4、。波的圖像所反應(yīng)的物理量包括：1振幅和波長(zhǎng)，2該時(shí)刻介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)的位移，3已知波的傳播方向，可確定該時(shí)刻介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，也可反過(guò)來(lái)應(yīng)用，4已知波的傳播方向，可確定任意時(shí)刻的波形圖，5已知波的傳播速度大小和方向，可確定圖像上介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。這五點(diǎn)教師在教學(xué)中及學(xué)生學(xué)習(xí)中都應(yīng)作為重點(diǎn)內(nèi)容，必須熟練掌握。第五點(diǎn)在處理根據(jù)波的圖像判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況類問(wèn)題時(shí)尤其重要。2波傳播過(guò)程中多解問(wèn)題（四川卷）16一列間諧橫波沿直線由A向B傳播，AB相距0.45m，如圖是A處質(zhì)點(diǎn)的震動(dòng)圖像。當(dāng)A處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰位置時(shí)，B處質(zhì)點(diǎn)剛好到達(dá)平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，這列波的波速可能是（）A4.5/s B 3.0

5、m/s C 1.5m/s D 0.7m/s【答案】A【解析】在處理相距一定距離的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)關(guān)系時(shí)必須嘗試作出兩質(zhì)點(diǎn)間在該時(shí)刻的最少波形，然后根據(jù)間距和波長(zhǎng)關(guān)系求波長(zhǎng)（注意波的周期性）。波是由A向B傳播的，而且在A到達(dá)波峰的時(shí)刻，處于B平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，則最少波形關(guān)系如圖，所以有，當(dāng)n=0時(shí)，v=4.5m/s，當(dāng)n=1時(shí)v=0.9m/s，當(dāng)n=2時(shí)v=0.5m/s等，正確答案為A。（新課標(biāo)卷）33物理選修3-4（2）波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質(zhì)中軸上的兩點(diǎn)處，如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿軸相向傳播，波速為。己知兩波源振動(dòng)的初始相位相同。求：（i）簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)；（

6、ii）OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置?！窘馕觥浚╥）設(shè)波長(zhǎng)為，頻率為，則，代入已知數(shù)據(jù)，得。（ii）以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn)，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P點(diǎn)的波長(zhǎng)差為，。期中、以m為單位。合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿足，k為整數(shù)解得：x=0.25m，0.75m，1.25m，1.75m。（上海物理）20如圖，一列沿軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，振幅為，波速為，在波的傳播方向上兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置相距（小于一個(gè)波長(zhǎng)），當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在波峰位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)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(shí)刻起經(jīng)過(guò)，點(diǎn)可能在波谷位置D從此時(shí)刻起經(jīng)過(guò)，點(diǎn)可能在波峰位置【析】如上圖，。根據(jù)，A

7、正確，從此時(shí)刻起經(jīng)過(guò)05s，即，波沿x軸正方向傳播=10m，波峰到x=12m處，b不在波峰，C錯(cuò)誤。如下圖，根據(jù)，B錯(cuò)誤；從此時(shí)可起經(jīng)過(guò)05s，即，波沿x軸正方向傳播=10m，波峰到x=10m處，x=04的b在波峰，D正確。（福建卷）15一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示，t=0.02s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T大于002s，則該波的傳播速度可能是（）A2m/s B3m/s C4m/s D5m/s 【答案】B【解析】這類問(wèn)題通常有兩種解法：解法一：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法（1）設(shè)波向右傳播，則在0時(shí)刻x=4m處的質(zhì)點(diǎn)往上振動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰的位置，則，即當(dāng)n=0時(shí)，T=

8、0.08s0.02s，符合要求，此時(shí)當(dāng)n=1時(shí)，T=0.016s0.02s，不符合要求。（2）設(shè)波向左傳播，則在0時(shí)刻x=4m處的質(zhì)點(diǎn)往下振動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰的位置，則，即當(dāng)n=0時(shí)，T=s002s，符合要求，此時(shí)當(dāng)n=1時(shí)，T=002s，不符合要求。綜上所述，只有B選項(xiàng)正確。解法一：波的平移法（1）設(shè)波向右傳播，只有當(dāng)波傳播的距離為時(shí)，實(shí)線才會(huì)和虛線重合，即0時(shí)刻的波形才會(huì)演變成0.02s時(shí)的波形，所以當(dāng)n=0時(shí)，T=0.08s0.02s，符合要求，此時(shí)當(dāng)n=1時(shí)，T=0.016s0.02s，不符合要求。（2）設(shè)波向左傳播，只有當(dāng)波傳播的距離為時(shí)，實(shí)線才會(huì)和虛線重合，即0時(shí)刻的波

9、形才會(huì)演變成002s時(shí)的波形，所以 當(dāng)n=0時(shí)，T=s002s，符合要求，此時(shí)當(dāng)n=1時(shí)，T=002s，不符合要求。綜上所述，只有B選項(xiàng)正確?！久}特點(diǎn)】本題考查機(jī)械波傳播過(guò)程中的雙向性?！締⑹尽坎ǖ碾p向性、每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特征（不隨波逐流）、波長(zhǎng)與波速間的聯(lián)系、機(jī)械波與電磁波的比較是主要考查對(duì)象，在復(fù)習(xí)中應(yīng)重點(diǎn)把握?！军c(diǎn)評(píng)】波的多解問(wèn)題一般分為兩類，其一、由間距和波長(zhǎng)關(guān)系求波長(zhǎng)或由時(shí)間和周期關(guān)系求周期這兩種情況下的多解必需注意波的周期性。其二、波傳播的雙向性問(wèn)題，即在波向左或向右傳播兩種情況下，由波的特性相關(guān)知識(shí)解決所求問(wèn)題。這類問(wèn)題基本成一個(gè)模式（如福建卷15題），難度適中

10、。三、波的干涉、衍射現(xiàn)象類（上海物理）3 聲波能繞過(guò)某一建筑物傳播而光波卻不能繞過(guò)該建筑物，這是因?yàn)椋ǎ〢聲波是縱波，光波是橫波 B聲波振幅大，光波振幅小C聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，光波波長(zhǎng)很短 D聲波波速較小，光波波速很大【答案】C【解析】本題借助聲波考查機(jī)械波的衍射條件：障礙物的尺寸比波長(zhǎng)小得多或與波長(zhǎng)相差不多。（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【答案】D四、根據(jù)波的圖像判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況類（全國(guó)卷2）15一簡(jiǎn)諧橫波以4m

11、/s的波速沿x軸正方向傳播。已知t=0時(shí)的波形如圖所示，則（ ）A波的周期為1s Bx=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng) Cx=0處的質(zhì)點(diǎn)在t= s時(shí)速度為0 Dx=0處的質(zhì)點(diǎn)在t= s時(shí)速度值最大【答案】AB【解析】由波的圖像可知半個(gè)波長(zhǎng)是2m，波長(zhǎng)是4m，周期是，A正確。波在沿軸正方向傳播，則=0的質(zhì)點(diǎn)在沿軸的負(fù)方向傳播，B正確。x=0的質(zhì)點(diǎn)的位移是振幅的一半則要運(yùn)動(dòng)到平衡位置的時(shí)間是，則時(shí)刻x=0的質(zhì)點(diǎn)越過(guò)了平衡位置速度不是最大，CD錯(cuò)誤。（北京卷）17一列橫波沿軸正向傳播，A，B，C，D為介質(zhì)中的沿波傳播方向上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。某時(shí)刻的波形如圖1所示，此后，若經(jīng)過(guò)34周期開(kāi)始計(jì)時(shí)，

12、則圖2描述的是（ ）AA處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像BB處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像CC處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像DD處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像【答案】B【解析】由波的圖像經(jīng)過(guò)周期，a到達(dá)波谷，b達(dá)到平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，c達(dá)到波峰，d達(dá)到平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，這是四質(zhì)點(diǎn)在0時(shí)刻的狀態(tài)，只有b的符合振動(dòng)圖像，答案B。（安徽卷）15一列沿X軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的波形如圖所示。P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從該時(shí)刻開(kāi)始的一段極短時(shí)間內(nèi)，P的速度和加速度的大小變化情況是（ ）A變小，變大B變小，變小 C變大，變大 D變大，變小【答案】D【解析】由題圖可得，波沿x軸方向傳播，P質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，向平衡位置靠近，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，

13、v變大，a變大，選項(xiàng)D正確。五、結(jié)合聲波、超聲波綜合應(yīng)用類（海南卷）18（2）如圖為某一報(bào)告廳主席臺(tái)的平面圖，AB是講臺(tái)，、 是與講臺(tái)上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖所示報(bào)告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嘯叫。為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺(tái)上適當(dāng)?shù)奈恢茫谶@些位置上兩個(gè)喇叭傳來(lái)的聲音因干涉而相消。已知空氣中聲速為340m/s，若報(bào)告人聲音的頻率為136Hz，問(wèn)講臺(tái)上這樣的位置有多少個(gè)？【答案】4【解析】相應(yīng)于聲頻的聲波的波長(zhǎng)是 式中是空氣中的聲速。在圖中，O是AB的中點(diǎn)，P是OB上任一點(diǎn)。將表示為 式中k為實(shí)數(shù)，當(dāng)k=0，2，4，時(shí)，從兩個(gè)喇叭來(lái)的聲波因干涉而加強(qiáng)；當(dāng)k=1，3，5，時(shí)，從兩個(gè)喇叭來(lái)的聲波因干涉而相消。由此可知，O是干涉加強(qiáng)點(diǎn)；對(duì)于B點(diǎn)， 所以，B點(diǎn)也是干涉加強(qiáng)點(diǎn)。因而O、B之間有兩個(gè)干涉相消點(diǎn)，由對(duì)稱性可知，AB上有4個(gè)干涉相消點(diǎn)?！军c(diǎn)評(píng)】此題涉及的情形是報(bào)告廳會(huì)議室經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的嘯叫現(xiàn)象，題材新穎。巧妙地考察學(xué)生對(duì)機(jī)械波干涉知識(shí)的理解是否深刻，能否