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

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1、 2013高考物理必備經(jīng)典例題：4振動和波（考點分類講解+講點例題演練，4頁） 考點34．彈簧振子，簡諧運動，簡諧運動的振幅、周期和頻率，簡諧運動的位移時間圖象 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.簡諧運動的基本概念：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，叫簡諧運動。表達式為：F= -kx ⑴簡諧運動的位移必須是指偏離平衡位置的位移。也就是說，在研究簡諧運動時所說的位移的起點都必須在平衡位置處。 ⑵回復(fù)力是一種效果力。是振動物體在沿振動方向上所受的合力。 ⑶“平衡位置”不等于“平衡狀態(tài)”。平衡位置是指回復(fù)

2、力為零的位置，物體在該位置所受的合外力不一定為零。 ⑷F=-kx是判斷一個振動是不是簡諧運動的充分必要條件。凡是簡諧運動沿振動方向的合力必須滿足該條件；反之，只要沿振動方向的合力滿足該條件，那么該振動一定是簡諧運動。 3.描述簡諧運動的物理量 ⑴振幅A是描述振動強弱的物理量。一定要將振幅跟位移相區(qū)別，在簡諧運動的振動過程中，振幅是不變的而位移是時刻在改變的。 ⑵周期T是描述振動快慢的物理量。完成一次全振動所須的時間叫周期。（頻率f=1/T 也是描述振動快慢的物理量）周期由振動系統(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，周期是2.4s。當振子通過平衡位

3、置向右運動時刻開始計時。有下列說法：①經(jīng)過1.6s，振子向右運動，速度正在不斷變小；②經(jīng)過1.6s，振子向左運動，速度正在不斷變??；③經(jīng)過1.9s，振子向右運動，回復(fù)力正在不斷變?。虎芙?jīng)過1.9s，振子向左運動，回復(fù)力正在不斷變大。以上說法中正確的是（ ） A．只有①、③正確 B．只有②、④正確 C．只有①、④正確 　　D．只有②、③正確 考點35．單擺，在小振幅條件下單擺做簡諧運動，周期公式 1.單擺振動的回復(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，不為零。 2.當單擺的擺角很小時（小于5°）時，單擺的

4、周期，與擺球質(zhì)量m、振幅A都無關(guān)。其中l(wèi)為擺長，表示從懸點到擺球質(zhì)心的距離，要區(qū)分擺長和擺線長。 3.小球在光滑圓弧上的往復(fù)滾動，和單擺完全等同。只要擺角足夠小，這個振動就是簡諧運動。這時周期公式中的l應(yīng)該是圓弧半徑R和小球半徑r的差。 153.關(guān)于單擺的運動，有以下各種說法，其中正確的是 ( ) A.單擺擺動時，擺球所受的向心力大小不變 B.單擺振動的回復(fù)力是擺球受到的合力 C.擺球經(jīng)過平衡位置時，所受回復(fù)力為零 D.擺球經(jīng)過平衡位置時，所受合力為零 154.如圖，兩個相同的彈性小球，分別掛在不能伸長的細繩上，開始時兩繩互相平行，兩球在同一水平線上且互相接觸，第二球的

5、擺長是第一球擺長的 4 倍?，F(xiàn)把第一球拉開一個很小的角度后釋放并開始計時，則在第一個擺球固有周期的兩倍時間內(nèi)，兩球碰撞的次數(shù)為 ( ) A. 2次 B.3次 C.4次 D.5次 155.有幾個登山運動員登上一無名高峰，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、可當作秒表的手表和一些食品，附近還有石子、樹木等．其中一個人根據(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)出計算高峰的海拔高度的計算式． 考點36．振動中的能量轉(zhuǎn)化 156.若單擺在擺

6、長不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡置時的速度減小為原來的1/2，則單擺振動的( ） 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37．自由振動和受迫振動，共振 1.受迫振動：物體在驅(qū)動力（既周期性外力）作用下的振動叫受迫振動。 ⑴物體做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)。 ⑵物體做受迫振動的振幅由驅(qū)動力頻率和物體的固有頻率共同決定：兩者越接近，受迫振動的振幅越大，兩者相差越大受迫振動的振幅越小。 2.共振：當驅(qū)動力的頻率跟物體

7、的固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。 157.如圖所示，四個擺的擺長為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)動力以垂直于線的方向作用在橫線上，使它們受迫振動，則穩(wěn)定時下列說法正確的是（ ） A.四個擺的周期相同 B.四個擺的周期不同，但振幅相等 C.擺 2 振幅最大 D.擺1振幅最大 158.把一個篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個策動力，這就做成一個共振篩，如圖所示。篩子在做自由振動時，完成10次全振動用15秒；在某電壓下，電動偏心輪轉(zhuǎn)

8、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：①提高輸入電壓；②增加篩子質(zhì)量。能使篩子的振幅增加的操作是（ ） A．只有① B．只有② C．①②均可以 D．①②均不可以 考點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：機械波可分為橫波和縱波兩種。 ⑴質(zhì)點振動方向和波的傳播方向垂直的叫橫波，如：繩上波、水面波等。 ⑵質(zhì)點振動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.機械波的傳播 ⑴在同一種均勻介質(zhì)中機械波的傳播是勻速

9、的。在一個周期內(nèi)，波形勻速向前推進一個波長。波速、波長和頻率之間滿足公式：v=λ?f。 ⑵介質(zhì)質(zhì)點的運動是在各自的平衡位置附近的簡諧運動，是變加速運動，介質(zhì)質(zhì)點并不隨波遷移。 ⑶機械波轉(zhuǎn)播的是振動形式、能量和信息。 ⑷機械波的頻率由波源決定，而傳播速度由介質(zhì)決定。 3.振動圖象和波的圖象的比較： ⑴物理意義不同：振動圖象表示同一質(zhì)點在不同時刻的位移；波的圖象表示介質(zhì)中的各個質(zhì)點在同一時刻的位移。 ⑵圖象的橫坐標的單位不同：振動圖象的橫坐標表示時間；波的圖象的橫坐標表示距離。 ⑶從振動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

10、軸正方向傳播，a、b為x軸上的兩個質(zhì)點，其間距離小于一個波長，某時刻質(zhì)點a振動到x軸上方的最高點，質(zhì)點b恰好通過平衡位置向上運動，則從此時刻起再經(jīng)T/2時，a、b間的波形為下列各圖中的（ ） a b x a b x a b x a b x A. B. C. D. 160.如左圖所示，均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點的平衡位置在同一直線上（圖中只畫出前13個質(zhì)點），相鄰兩質(zhì)點間的距離相等。計時開始時質(zhì)點1由平衡位置向上振動，經(jīng)過6s，前13個質(zhì)點第一次形

11、成如右圖所示的波形。再過3s，這13個質(zhì)點所形成波的形狀為下圖中的（ ） 0.2m A B C D 161.如圖所示的實線為一列橫波在t時刻的波形圖， 虛線為經(jīng)Δt=0.2s時的波形圖，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2s B.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/s D.若波速為19m/s，則波的傳播方向向右 考點39．波的疊加

12、，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方向相同（要上下振動就都是上下振動，要左右振動就都是左右振動），還要求相差恒定。 干涉區(qū)域內(nèi)某點是振動最強點還是振動最弱點的充要條件： ①最強：該點到兩個波源的路程之差是波長的整數(shù)倍，即δ=nλ ②最弱：該點到兩個波源的路程之差是半波長的奇數(shù)倍，即δ=λ（2n+1）/2 根據(jù)以上分析，在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi)，振動加強點始終加強；振動減弱點始終減弱。 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.獨立傳播原

13、理：幾列波相遇時，能夠保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播，不互相影響。 4.疊加原理：介質(zhì)質(zhì)點的位移、速度、加速度都等于幾列波單獨轉(zhuǎn)播時引起的位移、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連線中點是振幅最大點 B. a b連線上離 a 為1.5m 處無振動 C. a b連線上振動最弱的位置共三處 D. a b連線上振動最強的位置共五處 163.如圖所示，S1、S2為兩個振動情況完全一樣的波源，

14、兩列波的波長都為λ，它們在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2在空間共形成6個振動減弱的區(qū)域，P是振動減弱區(qū)域中的一點，從圖中可看出（ ） A．P點到兩波源的距離差等于1. 5λ B．兩波源之間的距離一定在2.5個波長到3.5個波長之間 C．P點此時刻振動最弱，過半個周期后，振動變?yōu)樽顝? D．當一列波的波峰傳到P點時，另一列波的波谷也一定傳到P點 考點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-20000Hz 4．人耳只能區(qū)分開相差

15、0.1s以上的兩個聲音。 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。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入音箱內(nèi)部，但是它又有不

16、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41．多普勒效應(yīng) 167.汽車向人駛近時，人耳聽到的汽車喇叭聲的頻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