2013高考物理 必備經(jīng)典例題（考點(diǎn)分類講解 講點(diǎn)例題演練）振動(dòng)和波

2013高考物理必備經(jīng)典例題：4振動(dòng)和波（考點(diǎn)分類講解+講點(diǎn)例題演練，4頁）考點(diǎn)34彈簧振子，簡諧運(yùn)動(dòng)，簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率，簡諧運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象1. 彈簧振子：周期，與振幅無關(guān)，只由振子質(zhì)量和彈簧的勁度決定。2.簡諧運(yùn)動(dòng)的基本概念：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)，叫簡諧運(yùn)動(dòng)。表達(dá)式為：F= -kx簡諧運(yùn)動(dòng)的位移必須是指偏離平衡位置的位移。也就是說，在研究簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)所說的位移的起點(diǎn)都必須在平衡位置處?；貜?fù)力是一種效果力。是振動(dòng)物體在沿振動(dòng)方向上所受的合力?！捌胶馕恢谩辈坏扔凇捌胶鉅顟B(tài)”。平衡位置是指回復(fù)力為零的位置，物體在該位置所受的合外力不一定為零。F=-kx是判斷一個(gè)振動(dòng)是不是簡諧運(yùn)動(dòng)的充分必要條件。凡是簡諧運(yùn)動(dòng)沿振動(dòng)方向的合力必須滿足該條件；反之，只要沿振動(dòng)方向的合力滿足該條件，那么該振動(dòng)一定是簡諧運(yùn)動(dòng)。3.描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量振幅A是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量。一定要將振幅跟位移相區(qū)別，在簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)過程中，振幅是不變的而位移是時(shí)刻在改變的。周期T是描述振動(dòng)快慢的物理量。完成一次全振動(dòng)所須的時(shí)間叫周期。（頻率f=1/T 也是描述振動(dòng)快慢的物理量）周期由振動(dòng)系統(tǒng)本身的因素決定，叫固有周期。152.彈簧振子在光滑的水平面上作簡諧振動(dòng)，周期是2.4s。當(dāng)振子通過平衡位置向右運(yùn)動(dòng)時(shí)刻開始計(jì)時(shí)。有下列說法：經(jīng)過1.6s，振子向右運(yùn)動(dòng)，速度正在不斷變?。唤?jīng)過1.6s，振子向左運(yùn)動(dòng)，速度正在不斷變?。唤?jīng)過1.9s，振子向右運(yùn)動(dòng)，回復(fù)力正在不斷變小；經(jīng)過1.9s，振子向左運(yùn)動(dòng)，回復(fù)力正在不斷變大。以上說法中正確的是（ ）A只有、正確 B只有、正確C只有、正確D只有、正確考點(diǎn)35單擺，在小振幅條件下單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)，周期公式1.單擺振動(dòng)的回復(fù)力是重力的切向分力，不能說成是重力和拉力的合力。在平衡位置振子所受回復(fù)力是零，但合力是向心力，指向懸點(diǎn)，不為零。2.當(dāng)單擺的擺角很小時(shí)（小于5°）時(shí)，單擺的周期，與擺球質(zhì)量m、振幅A都無關(guān)。其中l(wèi)為擺長，表示從懸點(diǎn)到擺球質(zhì)心的距離，要區(qū)分?jǐn)[長和擺線長。3.小球在光滑圓弧上的往復(fù)滾動(dòng)，和單擺完全等同。只要擺角足夠小，這個(gè)振動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。這時(shí)周期公式中的l應(yīng)該是圓弧半徑R和小球半徑r的差。153.關(guān)于單擺的運(yùn)動(dòng)，有以下各種說法，其中正確的是 ( )A.單擺擺動(dòng)時(shí)，擺球所受的向心力大小不變B.單擺振動(dòng)的回復(fù)力是擺球受到的合力C.擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)，所受回復(fù)力為零D.擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)，所受合力為零154.如圖，兩個(gè)相同的彈性小球，分別掛在不能伸長的細(xì)繩上，開始時(shí)兩繩互相平行，兩球在同一水平線上且互相接觸，第二球的擺長是第一球擺長的 4 倍?，F(xiàn)把第一球拉開一個(gè)很小的角度后釋放并開始計(jì)時(shí)，則在第一個(gè)擺球固有周期的兩倍時(shí)間內(nèi)，兩球碰撞的次數(shù)為 ( ) A. 2次 B.3次 C.4次 D.5次155.有幾個(gè)登山運(yùn)動(dòng)員登上一無名高峰，但不知此峰的高度，他們想迅速估測出高峰的海拔高度，但是他們只帶了一些輕質(zhì)繩子、小刀、小鋼卷尺、可當(dāng)作秒表的手表和一些食品，附近還有石子、樹木等其中一個(gè)人根據(jù)物理知識很快就測出了海拔高度請寫出測量方法，需記錄的數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出計(jì)算高峰的海拔高度的計(jì)算式考點(diǎn)36振動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化156.若單擺在擺長不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡置時(shí)的速度減小為原來的1/2，則單擺振動(dòng)的( ）A.頻率不變，振幅不變 B.頻率不變，振幅改變C.頻率改變，振幅改變 D.頻率改變，振幅不變考點(diǎn)37自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)，共振1.受迫振動(dòng)：物體在驅(qū)動(dòng)力（既周期性外力）作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)。物體做受迫振動(dòng)的振幅由驅(qū)動(dòng)力頻率和物體的固有頻率共同決定：兩者越接近，受迫振動(dòng)的振幅越大，兩者相差越大受迫振動(dòng)的振幅越小。2.共振：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。157.如圖所示，四個(gè)擺的擺長為l1= 2m， l 2=1.5m， l 3 = lm ，l 4 = 0.5m，它們懸于同一橫線上，今用一周期為2 秒的水平驅(qū)動(dòng)力以垂直于線的方向作用在橫線上，使它們受迫振動(dòng)，則穩(wěn)定時(shí)下列說法正確的是（ ）A.四個(gè)擺的周期相同B.四個(gè)擺的周期不同，但振幅相等C.擺 2 振幅最大D.擺1振幅最大158.把一個(gè)篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)策動(dòng)力，這就做成一個(gè)共振篩，如圖所示。篩子在做自由振動(dòng)時(shí)，完成10次全振動(dòng)用15秒；在某電壓下，電動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)速是36轉(zhuǎn)/分。已知如果增加電壓，可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高；增加篩子質(zhì)量，可增加篩子的固有周期。如下操作：提高輸入電壓；增加篩子質(zhì)量。能使篩子的振幅增加的操作是（ ）A只有 B只有 C均可以 D均不可以考點(diǎn)38波，橫波和縱波，橫波的圖象，波長、頻率和波速的關(guān)系1.分類：機(jī)械波可分為橫波和縱波兩種。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的叫橫波，如：繩上波、水面波等。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向平行的叫縱波，如：彈簧上的疏密波、聲波等。2.機(jī)械波的傳播在同一種均勻介質(zhì)中機(jī)械波的傳播是勻速的。在一個(gè)周期內(nèi)，波形勻速向前推進(jìn)一個(gè)波長。波速、波長和頻率之間滿足公式：v=f。介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是在各自的平衡位置附近的簡諧運(yùn)動(dòng)，是變加速運(yùn)動(dòng)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。機(jī)械波轉(zhuǎn)播的是振動(dòng)形式、能量和信息。機(jī)械波的頻率由波源決定，而傳播速度由介質(zhì)決定。 3.振動(dòng)圖象和波的圖象的比較：物理意義不同：振動(dòng)圖象表示同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移；波的圖象表示介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的位移。圖象的橫坐標(biāo)的單位不同：振動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)表示時(shí)間；波的圖象的橫坐標(biāo)表示距離。從振動(dòng)圖象上可以讀出振幅和周期；從波的圖象上可以讀出振幅和波長。159.一列周期為T的正弦橫波沿x軸正方向傳播，a、b為x軸上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其間距離小于一個(gè)波長，某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)到x軸上方的最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)b恰好通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，則從此時(shí)刻起再經(jīng)T/2時(shí)，a、b間的波形為下列各圖中的（ ）abxabxabxabxA. B. C. D.160.如左圖所示，均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上（圖中只畫出前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)），相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離相等。計(jì)時(shí)開始時(shí)質(zhì)點(diǎn)1由平衡位置向上振動(dòng)，經(jīng)過6s，前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形成如右圖所示的波形。再過3s，這13個(gè)質(zhì)點(diǎn)所形成波的形狀為下圖中的（ ）0.2m A B C D161.如圖所示的實(shí)線為一列橫波在t時(shí)刻的波形圖， 虛線為經(jīng)t=0.2s時(shí)的波形圖，已知這列波的波長為2m，下列說法正確的有（ ）A.若波向右傳播，則波的最大周期為2sB.若波向左傳播，則波的最大周期為2s C.若波向左傳播，則最小波速為9m/sD.若波速為19m/s，則波的傳播方向向右 考點(diǎn)39波的疊加，波的干涉、衍射1.產(chǎn)生干涉的必要條件是：兩列波源的頻率必須相同。需要說明的是：以上是發(fā)生干涉的必要條件，而不是充分條件。要發(fā)生干涉還要求兩列波的振動(dòng)方向相同（要上下振動(dòng)就都是上下振動(dòng)，要左右振動(dòng)就都是左右振動(dòng)），還要求相差恒定。干涉區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)是振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)還是振動(dòng)最弱點(diǎn)的充要條件：最強(qiáng)：該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程之差是波長的整數(shù)倍，即=n最弱：該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程之差是半波長的奇數(shù)倍，即=（2n+1）/2根據(jù)以上分析，在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi)，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)；振動(dòng)減弱點(diǎn)始終減弱。2.發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長小或和波長差不多。3.獨(dú)立傳播原理：幾列波相遇時(shí)，能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，不互相影響。4.疊加原理：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度都等于幾列波單獨(dú)轉(zhuǎn)播時(shí)引起的位移、速度、加速度的矢量和。162.如圖所示， a 和 b兩質(zhì)點(diǎn)是兩列相向傳播的簡諧橫波的振源，它們的間距為6m，若 a、b 振動(dòng)頻率均為5 赫茲，位移大小、方向始終相同，兩列波的波速均為10m/s ，則正確的是（ ）A. a b連線中點(diǎn)是振幅最大點(diǎn)B. a b連線上離 a 為1.5m 處無振動(dòng)C. a b連線上振動(dòng)最弱的位置共三處D. a b連線上振動(dòng)最強(qiáng)的位置共五處163.如圖所示，S1、S2為兩個(gè)振動(dòng)情況完全一樣的波源，兩列波的波長都為，它們在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2在空間共形成6個(gè)振動(dòng)減弱的區(qū)域，P是振動(dòng)減弱區(qū)域中的一點(diǎn)，從圖中可看出（ ）AP點(diǎn)到兩波源的距離差等于1. 5B兩波源之間的距離一定在2.5個(gè)波長到3.5個(gè)波長之間CP點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)最弱，過半個(gè)周期后，振動(dòng)變?yōu)樽顝?qiáng)D當(dāng)一列波的波峰傳到P點(diǎn)時(shí)，另一列波的波谷也一定傳到P點(diǎn)考點(diǎn)40聲波，超聲波及其應(yīng)用1聲波是縱波。2空氣中的聲速可認(rèn)為是340m/s，水中的聲速是1450m/s，鐵中的聲速是4900m/s。3人耳可以聽到的聲波的頻率范圍是20Hz-20000Hz4人耳只能區(qū)分開相差0.1s以上的兩個(gè)聲音。164.對下列有關(guān)聲學(xué)現(xiàn)象，說法正確的是（ ）A、“雷聲隆隆”是聲音的干涉現(xiàn)象 B、“雷聲隆隆”是聲音的反射現(xiàn)象C、“聞其聲不見其人”是聲音的干涉現(xiàn)象 D、聲納是利用超聲波的反射現(xiàn)象制成的165.用聲納(水下超聲波定位儀)可以搜索水下的目標(biāo)。在聲納顯示屏上一格長度代表101 s。今顯示屏上發(fā)射波和反射波相隔6格，則聲納與目標(biāo)間的距離大約是（ ）A、5 km B、10km C、20km D、40km 166.音箱裝飾布網(wǎng)既美觀又能阻止灰塵進(jìn)入音箱內(nèi)部，但是它又有不利的一面，對于音箱發(fā)出的聲音來說，布網(wǎng)就成了障礙物，它障礙了聲音的傳播，造成了聲音失真，有的生產(chǎn)廠家就把裝飾布網(wǎng)安裝了子母扣，這樣聽音樂時(shí)就可以把布網(wǎng)卸下來，從而獲得高保真的聽覺效果。聽同樣的音樂不卸下布網(wǎng)和卸下布網(wǎng)相比較，你認(rèn)為聲音損失掉的主要是（ ）A、高頻部分B、低頻部分 C、中頻部分D、不能確定考點(diǎn)41多普勒效應(yīng)167.汽車向人駛近時(shí)，人耳聽到的汽車?yán)嚷暤念l率與原來的頻率相比，應(yīng)（ ）A、變高 B、變低 C、先變高后變低 D、先變低后變高168.下列說法正確的是（）A、只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng) B、電磁波和光波也能發(fā)生多普勒效應(yīng)C、只有機(jī)械波才能發(fā)生多普勒效應(yīng) D、一切波都能發(fā)生多普勒效應(yīng)4