專題05 振動(dòng)與波動(dòng)

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1、專題05 振動(dòng)和波動(dòng) 直擊高考考點(diǎn) (1)簡單的考情分析 振動(dòng)動(dòng)和波動(dòng)是力學(xué)中的主干知識,是高考中的重點(diǎn)內(nèi)容。對理科綜合來說,主要考查基本概念,每年都必考一道選擇題,其答案多是多項(xiàng),能綜合考查各知識點(diǎn)與考生的分析綜合能力并,且題的般難度都不大。 (2)大綱要求 在《考試大綱》中,它主要涵蓋以下基本要求: 1.知道簡揩運(yùn)動(dòng)、單擺、周期公式、受迫振動(dòng)和共振 、機(jī)械波、橫波和縱波、波的干涉和衍射現(xiàn)象、變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場、電磁波及其傳播、電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收、電磁波譜等概念的含義。 2.理解橫波的圖像的物理含義;理解波速、波

2、長和頻率(周期)的關(guān)系。 (3)命題的趨勢 振動(dòng)和波內(nèi)容是歷年高考的必考內(nèi)容,其中命題頻率最高的知識點(diǎn)是波的圖象、頻率、波長、波速的關(guān)系,其次是振動(dòng)圖象、單擺周期。主要以選擇題的形式出現(xiàn),試題信息量大,綜合性較強(qiáng),一道題往往考查多個(gè)概念和規(guī)律,特別是通過波的圖象綜合考查對波的理解能力、推理能力和空間想象能力。另外,波動(dòng)與生產(chǎn)和生活相結(jié)合的創(chuàng)新型題目也常出現(xiàn)。有時(shí)對超聲波、多普勒效應(yīng)等非重點(diǎn)知識也進(jìn)行考查。對電磁場和電磁波的內(nèi)容很少考查。 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 機(jī)械振動(dòng) 產(chǎn)生條件:有回復(fù)力,阻力小 描述的物理量:振幅、周期、頻率 分類:阻尼、無阻尼、自由、受迫 實(shí)例:

3、簡諧運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):往復(fù)性 振動(dòng)圖象 彈簧振子 單擺 在介質(zhì)中傳播 機(jī)械波 產(chǎn)生條件:波源、介質(zhì) 描述物理量:振幅、周期、頻率、波速、波長 波的圖象:y-x圖象 波的特征:干涉、衍射、多普勒效應(yīng) 知識要點(diǎn)串講 要點(diǎn)一、簡諧運(yùn)動(dòng)的特征 1.運(yùn)動(dòng)學(xué)特征:回復(fù)力 加速度。 2.運(yùn)動(dòng)學(xué)特征:由波的圖象可知,位移、回復(fù)力、加速度、速度都隨時(shí)間按正統(tǒng)或余弦規(guī)律變化,周期性。 3.能量特征:振幅確定振動(dòng)物體的能量,在振動(dòng)的過程中只發(fā)生動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化,總的機(jī)械能守恒。 要點(diǎn)二、簡諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)例---單擺 1. 單擺的周期: 2. 類單擺問題:拓展應(yīng)用

4、 3. 應(yīng)用:測定重力加速度 要點(diǎn)三、機(jī)械波 1. 產(chǎn)生條件:波源、介質(zhì) 2. 實(shí)質(zhì):通過振動(dòng)形式,將振源的振動(dòng)形式和能量傳播出去 3. 周期、頻率和波長的關(guān)系: 4. 上下坡法判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系用 5. 波的特征;波的疊加、波的干涉、波的衍射、多普勒效應(yīng) 要點(diǎn)四、振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的區(qū)別與聯(lián)系 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 圖象 研究對象 一個(gè)質(zhì)點(diǎn) 所有質(zhì)點(diǎn) 物理意義 橫軸上各點(diǎn)表示各個(gè)時(shí)刻,圖象表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻的位移情況 橫軸上各點(diǎn)表示質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,圖象表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移情況 圖象形成的物理過程 相當(dāng)順序“掃描

5、”的結(jié)果 相當(dāng)一次“拍照”的結(jié)果 所能提供的信息 直接得出振幅、周期 直接得出振幅、波長 可以算出頻率 據(jù)波長、波速和頻率的關(guān)系求其中一個(gè)量 可以判斷出位移、加速度、回復(fù)力的變化關(guān)系 振動(dòng)方向和傳播方向的關(guān)系 熱點(diǎn)題型探究 題型一、簡諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及規(guī)律的應(yīng)用 【典例1】一彈簧振子作簡諧振動(dòng),周期為T,則: A.若t時(shí)刻和時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)位移的大小相等,方向相同,則一定等于T的整數(shù)倍 B.若t時(shí)刻和時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)位移的大小相等,方向相反,則一定等于的整數(shù)倍 C.若時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)的加速度一定相等 D.若時(shí)刻彈簧的長度一定相等 解析:彈簧振子作簡諧振動(dòng)圖象如

6、圖所示,圖線上A點(diǎn)與B、E、F、I等點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)刻振子位移大小相等,方向相同,由橫軸看可知,A點(diǎn)與E、I等點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻差為T或T的整數(shù)倍,而A點(diǎn)與B、F等點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻差不是T或T的整數(shù)倍,因此A選項(xiàng)不正確。 A點(diǎn)與C、D、G、H等點(diǎn)所對應(yīng)時(shí)刻振子位移大小相等,方向相反,由橫軸看可知,A點(diǎn)與C、G等點(diǎn)所對應(yīng)時(shí)刻差為T/2或T/2的奇數(shù)倍,A點(diǎn)與D、H等點(diǎn)所對應(yīng)時(shí)刻差不是T/2或T/2的奇數(shù)倍,選項(xiàng)B不正確。 如果時(shí)刻差為一個(gè)周期,則這兩個(gè)時(shí)刻振動(dòng)情況完全相同,加速度一定相等,選項(xiàng)C是正確的。 如果,這兩個(gè)時(shí)刻振動(dòng)的位移大小相等,方向相反,振子分別位于平衡位置兩側(cè),彈簧的長度顯然不相等

7、,選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。 答案:C 【變式訓(xùn)練】 1. 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:①經(jīng)過1.6s,振子向右運(yùn)動(dòng),速度正在不斷變??;②經(jīng)過1.6s,振子向左運(yùn)動(dòng),速度正在不斷變?。虎劢?jīng)過1.9s,振子向右運(yùn)動(dòng),回復(fù)力正在不斷變??;④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 2. 作簡諧振動(dòng)的彈簧振子振動(dòng)圖象如圖所示,下列說法中正確的是 A.t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)位移為零,速

8、度為零,加速度為零 B.t=1s時(shí),質(zhì)點(diǎn)位移最大,速度為零,加速度最大 C.t1和t2時(shí)刻振子具有相同的動(dòng)能和動(dòng)量 D.t3和t4時(shí)刻振子具有相同的加速度 題型二、單擺周期公式的應(yīng)用 【典例2】一個(gè)單擺,如果擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍,擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)速度減為原來的1/2則單擺的( )   A.頻率不變,振幅不變   B.頻率不變,振幅改變   C.頻率改變,振幅不變   D.頻率改變,振幅改變   解析: (1)決定單擺周期(頻率)的是擺長及當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?單擺的周期與質(zhì)量無關(guān),與單擺的運(yùn)動(dòng)速度也無關(guān)。所以不能選C,D。 (2)決定振幅的是振

9、動(dòng)的能量,在平衡位置(即最低點(diǎn))時(shí)的動(dòng)能,當(dāng)m增為原來的4倍,速度減為原來的1/2時(shí),動(dòng)能不變,最高點(diǎn)的的重力勢能也不變。但是由于第二次擺的質(zhì)量增大了,勢能EP= mgh不變,m大了,h就一定變小了,也就是說,振幅減小了。因此正確答案應(yīng)選B。 答案:B 誤點(diǎn)警示: 誤解一:因?yàn)閱螖[的周期(頻率)是由擺長L和當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭決定的,所以頻率是不變的,而從動(dòng)能公式上看質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍,速度變?yōu)樵瓉淼?/2,結(jié)果動(dòng)能不變,既然動(dòng)能不變,(指平衡位置動(dòng)能也就是最大動(dòng)能),由機(jī)械能守恒可知,勢能也不變。所以振幅也不變,應(yīng)選A。 誤解二:認(rèn)為速度減為原來的1/2,即運(yùn)動(dòng)變慢了,所以頻率要變,而振

10、幅與質(zhì)量、速度無關(guān)所以振幅不變,應(yīng)選C。   誤解三:認(rèn)為頻率要改變,理由同錯(cuò)解二。而關(guān)于振幅的改變與否,除了錯(cuò)解一中所示理由外,即總能量不變,而因?yàn)橹亓菽蹺P= mgh,EP不變,m變?yōu)樵瓉淼?倍,h一定變小了,即上擺到最高點(diǎn)的高度下降了,所以振幅要改變,應(yīng)選D。   答案:C 【變式訓(xùn)練】 3.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

11、 B.3次 C.4次 D.5次 題型三、振動(dòng)的能量變化 【典例3】如圖所示,A、B分別為單擺做簡諧振動(dòng)時(shí)擺球的不同位置.其中,位置A為擺球擺動(dòng)的最高位置,虛線為過懸點(diǎn)的豎直線.以擺球最低位置為重力勢能零點(diǎn),則擺球在擺動(dòng)過程中 (A)位于B處時(shí)動(dòng)能最大. (B)位于A處時(shí)勢能最大. (C)在位置A的勢能大于在位置B的動(dòng)能. (D)在位置B的機(jī)械能大于在位置A的機(jī)械能. 解析: 小球在擺動(dòng)的過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,故D錯(cuò);在A點(diǎn)只有重力勢能且等于B點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢能之和,所以BC正確,A錯(cuò)誤。 答案:BC

12、 【技巧點(diǎn)撥】該題為振動(dòng)過程分析類題目,該例以單擺模型為情景,分析單擺的運(yùn)動(dòng)特征,受力特征,能量轉(zhuǎn)化情況,要仔細(xì)體會(huì)分析的依據(jù)。 【變式訓(xùn)練】 4.有一擺長為l的單擺,懸點(diǎn)的正下方某處有一小釘,當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置向左擺動(dòng)時(shí),擺線的上部將被小釘擋住,使擺長發(fā)生變化,現(xiàn)使擺球做小幅振動(dòng),擺球從右邊最高點(diǎn)M到左邊最高點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)過程的閃光照片,如圖所示(懸點(diǎn)和小釘末被攝入),P為擺支中的最低點(diǎn),已知每相鄰兩次閃光時(shí)間間隔相等由此可知,小釘與懸點(diǎn)的距離為( ) A、 B、 C、 D、無法確定 題型四、波動(dòng)圖象的分析 【典

13、例4】一簡諧橫波沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻其波形如圖所示。下列說法正確的是 y O x/cm 123456 P Q R A 由波形圖可知該波的波長 B 由波形圖可知該波的周期 C 經(jīng)1/4周期后質(zhì)元P運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn) D 經(jīng)1/4周期后質(zhì)元R的速度變?yōu)榱? 解析: 由波的圖象的物理意義,可直接得出波長為4cm ,A項(xiàng)正確;波傳遞的是能量和振動(dòng)形式,并不發(fā)生質(zhì)點(diǎn)的遷移,質(zhì)點(diǎn)只能在各自的平衡位置振動(dòng),C錯(cuò)誤,D正確;波長、波速和周期(頻率)三個(gè)量中要知道兩個(gè)才能求出第三個(gè),B項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:AD 知識鏈接:在波動(dòng)圖象問題中常綜合考查以下知識點(diǎn),綜合程度

14、較高,近幾年在綜合試題中是心必考一個(gè)選擇題,復(fù)習(xí)要引起足夠的重視。 (1) 波的形成與傳播 (2) 波的圖象的物理意義 (3) 波的傳播方向的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向波的關(guān)系 (4) 波長、波速和周期(頻率)的關(guān)系 【變式訓(xùn)練】 5.一簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖所示,圖中位于a、b兩處的質(zhì)元經(jīng)過四分之一周期后分別運(yùn)動(dòng)到、處。某人據(jù)此做出如下判斷:①可知波的周期,②可知波的傳播速度,③可知的波的傳播方向,④可知波的波長。其中正確的是( ) A.①和④ B.②和④ C.③和④ D.②和③ y/m x/m O P 6 12 18 24 6.

15、一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,t=0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示,t=0.2s時(shí)刻的波形如圖1中的虛線所示,則 A.質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向向右 B.波的周期可能為0.27s C.波的頻率可能為1.25Hz D.波的傳播速度可能為20m/s 7.A、B兩列波在某時(shí)刻的波形如圖所示,經(jīng)過t=TA時(shí)間(TA為波A的周期),兩波再次出現(xiàn)如圖波形,則兩波的波速之比VA:VB可能是 (A)1:3 (B)1:2 (C)2:1 (D)3:1 8.一列簡諧橫波在x軸上傳播,某時(shí)刻的波形圖如圖所示,a、b、c為三個(gè)質(zhì)元,a正向上運(yùn)動(dòng)。由此可(

16、 ) A.該波沿x軸正方向傳播 B.c正向上運(yùn)動(dòng) C.該時(shí)刻以后,b比c先到達(dá)平衡位置 D.該時(shí)刻以后,b比c先到達(dá)離平衡位置最遠(yuǎn)處 題型五、波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的關(guān)系 【典例5】一列簡諧橫波沿x 軸負(fù)方向傳播,圖1是t =1s 時(shí)的波形圖,圖2是波中某振動(dòng)質(zhì)元位移隨時(shí)間變的振動(dòng)圖線(兩圖用同一時(shí)間起點(diǎn)),則圖2可能是圖1中哪個(gè)質(zhì)元的振動(dòng)圖線? A.x=0處的質(zhì)元 B.x=1m處的質(zhì)元 C.x=2m處的質(zhì)元 D. x=3m處的質(zhì)元 解析: 由圖象2可右該項(xiàng)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)是從正的最大位置開始振動(dòng),應(yīng)該是x=3m處的

17、質(zhì)元,選D答案。 答案:D 【變式訓(xùn)練】 9、一列簡諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形如圖所示,波源的平衡位置坐標(biāo)為。當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn) 處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí),介質(zhì)中平衡位置坐標(biāo)的質(zhì)點(diǎn)所處位置及 運(yùn)動(dòng)情況是( ) A.在其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng) B.在其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng) C.在其平衡位置上方且向上運(yùn)動(dòng) D.在其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng) 題型六、不能忽視非重點(diǎn)知識 【典例5】頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動(dòng)。以u表示聲源的速度,V表示聲波的速度(u<V),v表示接收器接收到的頻率。若u增大,則 A v增大,V增大 B

18、 v增大,V不變 C v不變,V增大 D v減少,V不變 解析:本題考查的是多普勒效應(yīng),聲源在向著觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者感覺到的頻率會(huì)變大,聲波的傳播速度是由介質(zhì)決定的,與其它因素?zé)o關(guān),應(yīng)選答案B。 答案:B 要點(diǎn)提示:在第二輪復(fù)中,重點(diǎn)是復(fù)習(xí)高考的熱點(diǎn)難,但高考中對非重點(diǎn)內(nèi)容也加以考查,在復(fù)習(xí)時(shí)不能忽視。 【變式訓(xùn)練】 10.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) 高考沖刺演練 一、選擇題

19、1.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(dòng)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(dòng)了12次.將50 g的砝碼換成500 g砝碼后,他發(fā)現(xiàn)樹枝在15 s內(nèi)上下振動(dòng)了6次,你估計(jì)鳥的質(zhì)量最接近 A.50 g B.200 g C.500 g D.550 g 2.右圖為位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源A沿y軸方向做簡諧運(yùn)動(dòng)剛好完成一次全振動(dòng)時(shí)的波的圖像,圖中B、C表示沿波傳播方向上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。若將該時(shí)刻設(shè)為t=0時(shí)刻,已

20、知該波的波速為10m/s,則下列說法中正確的是 A x/m 4 8 3 y/cm v C O B -3 A.質(zhì)點(diǎn)B開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向 B.在此后的第1s內(nèi)回復(fù)力對質(zhì)點(diǎn)C一直做正功 C.從t=0時(shí)刻起,0.6s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)B和C通過的路程都為9cm D.質(zhì)點(diǎn)B和C的振動(dòng)周期可能不相同 3.波速均為v=1.2m/s的甲、乙兩列簡諧橫波都沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻波的圖象分別如圖所示,其中P、Q處的質(zhì)點(diǎn)均處于波峰.關(guān)于這兩列波,下列說法正確的是 A.如果這兩列波相遇可能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣 B.甲波中的P處質(zhì)點(diǎn)比M處質(zhì)點(diǎn)先回平衡位置 C.甲波中的

21、P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率小于乙波中的Q質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率 D.從圖示的時(shí)刻開始,經(jīng)過1.0s,P、Q質(zhì)點(diǎn)通過的位移均為1.2m 4.沿x軸方向的一條細(xì)繩上有O、A、B、C四點(diǎn),已知OA=AB、BC=5AB。質(zhì)點(diǎn)O在垂直于x軸方向做簡諧運(yùn)動(dòng),沿x軸傳播形成橫波。t=0時(shí)刻,O點(diǎn)開始向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)t=0.2 s,O點(diǎn)第一次到達(dá)上方最大位移處,這時(shí)A點(diǎn)才開始往上運(yùn)動(dòng)。由此可以判斷,在t=2.5 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B和C的運(yùn)動(dòng)情況是 A.B點(diǎn)位于x軸下方 B.C點(diǎn)位于x軸上方 C.B點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng) D.C點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng) 5.把彈簧振子的小球拉離平衡位置后無初速釋放,

22、小球便在其平衡位置兩側(cè)做簡諧運(yùn)動(dòng),若以x表示小球從被釋放點(diǎn)到平衡位置的距離,則下列說法中正確的是( ?。? ①小球回到平衡位置所需的時(shí)間隨x的增大而增大 ②小球回到平衡位置所需的時(shí)間與x的大小無關(guān) ③小球經(jīng)過平衡位置時(shí)的速度隨x的增大而增大 ④小球經(jīng)過平衡位置時(shí)的加速度隨x的增大而增大 A.②③       B.②④       C.①③       D.①④ 6.一簡諧橫波在圖中x軸上傳播,實(shí)線 和虛線分別是t1和t2時(shí)刻的波形圖,已 知t2-t1=1.0s.由圖判斷下列哪一個(gè)波速 是不可能的。( ) A.1m/s B.3m/s C.5m/s D.10m/s

23、 7.一列橫波在x軸上傳播,ts時(shí)刻與(t+0.4)s時(shí)刻在x軸上-3m~3m的區(qū)間內(nèi)的波形如圖中同一條圖線所示,下列說法中正確的是 A.該波最大波速為10m/s B.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期的最大值為0.4s C.在(t+0.2)s時(shí),x=3m處的質(zhì)點(diǎn)位移為零 D.在(t+0.2)s時(shí),x=0處的質(zhì)點(diǎn)一定處于平衡位置 8.振源A帶動(dòng)細(xì)繩上下振動(dòng),某時(shí)刻在繩上形成的橫波波形如圖甲所示,規(guī)定繩上各質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,從被傳播到繩上P點(diǎn)開始計(jì)時(shí),圖乙中能表示P點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)圖象是 9.一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子,圖1所示的裝置可用于

24、研究該彈簧振子的受迫振動(dòng)。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí),曲桿給彈簧振子以驅(qū)動(dòng)力,使振子做受迫振動(dòng)。把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期就是驅(qū)動(dòng)力的周期,改變把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就可以改變驅(qū)動(dòng)力的周期。若保持把手不動(dòng),給砝碼一向下的初速度,砝碼便做簡諧運(yùn)動(dòng),振動(dòng)圖線如圖2所示。當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí),砝碼的振動(dòng)圖線如圖3所示。 若用T0表示彈簧振子的固有周期,T表示驅(qū)動(dòng)力的周期,Y表示受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動(dòng)的振幅,則 圖1 圖2 y/cm 2 4 -4 0 4 6 8 1 3 5 7 -2 2 t/s t/s y/cm 4 2 -2 0 8 12

25、 16 2 6 10 14 -1 1 圖3 A.由圖線可知T0=4s B.由圖線可知T0=8s C.當(dāng)T在4s附近時(shí),Y顯著增大;當(dāng)T比4s小得多或大得多時(shí),Y很小 D.當(dāng)T在8s附近時(shí),Y顯著增大;當(dāng)T比8s小得多或大得多時(shí),Y很小 B C Y/cm x/m A 0 1 2 3 10.如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí),該波傳播到x軸上的質(zhì)點(diǎn)B處,質(zhì)點(diǎn)A在負(fù)的最大位移處。在t=0.6s時(shí),質(zhì)點(diǎn)A第二次通過平衡位置,則 A 該波的周期為1.2s B B 該波的波速等于2.5m/S C

26、t=0.6s時(shí),質(zhì)點(diǎn)B在正的最大位移處 D t=0.6s時(shí),質(zhì)點(diǎn)B在負(fù)的最大位移處 123456 x/m y/cm a b 20 -20 O 11.如圖所示,沿x軸正方向傳播的一列橫波在某時(shí)刻的波形圖為一正弦曲線,已知波速為20m/s,則下列說法中正確的是( ) A.從圖示時(shí)刻開始,質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)a先到平衡位置 B.從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí),在0.05s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的位移為0m C.若該波傳播中遇到寬約3m的障礙物不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 D.若波源從O點(diǎn)沿x軸正向運(yùn)動(dòng),則在x=200m處接收到的波的頻率將小于5Hz 12. 如圖表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速直線

27、運(yùn)動(dòng)的情況,圖中的圓表示波峰,則: A. 該圖表示的是干涉現(xiàn)象 B. 波源正在移向A點(diǎn) C. 波源正在移向B點(diǎn) D. 觀察到波的頻率最低的是B點(diǎn) 13、利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以測量快速變化的力.如圖物2是用這種方法獲得的彈性繩中拉力隨時(shí)間的變化圖象.實(shí)驗(yàn)時(shí),把小球舉高到繩子的懸點(diǎn)O處,然后讓小球自由下落.從此圖象所提供的信息,下列判斷正確的是 ( ) A. t1時(shí)刻繩子最長 B. t2時(shí)刻小球的速度最大 C. t3時(shí)刻小球的動(dòng)能最大 D. t3和t4時(shí)刻小球的動(dòng)量相同 14.如圖所示為t=0時(shí)刻一列平面簡諧波的圖象和該列波上x=0處的質(zhì)元的振動(dòng)圖象,則由圖象

28、可知:( ) A.該波沿+x方向傳播 B.該波沿-x方向傳播 C.該波的波速為1.0m/s D.x=18m處的質(zhì)元與x=0處的質(zhì)元的振動(dòng)方向總相反 M O -x x P V 圖甲 圖乙 U O E t t1 15.演示位移傳感器的工作原理如圖甲所示,物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí),帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬桿P,通過理想電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體的位移x.設(shè)定電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器的長度為L,物體M以O(shè)為平衡位置做簡諧運(yùn)動(dòng)(取向右為正方向),振幅為,物體經(jīng)過O時(shí)P恰好位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn).若電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖

29、乙所示,則在圖示t1時(shí)刻下列說法正確的是:( ) A.物體M具有正方向的最大速度; B.物體M的速度為負(fù)方向且正在減?。? C.物體M的加速度為正方向且正在減?。? D.物體M的加速度為負(fù)方向且正在增大; 16.如圖甲,一彈簧振子在AB間做簡諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置。如圖乙是振子做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移一時(shí)間圖象。則關(guān)于振子的加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律,下列四個(gè)圖象中正確的是 ( ) 參考答案 【變式訓(xùn)練】 1.解析:據(jù)振的規(guī)律可判斷D是正確的。 答案:D 2

30、.解析:由振動(dòng)圖象的物理含義,t=0時(shí)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,速度最大,A錯(cuò)誤;t=1時(shí)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在最大位置,B正確;t1和t2時(shí)刻速度方向不同,動(dòng)量不同,C錯(cuò)誤;t3和t4時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在同一位置,加速度相同,D正確。 答案:BD 3.解析:由單擺的周期公式,,可知,據(jù)時(shí)間相等,會(huì)發(fā)生4交次碰撞。 答案:C 4.解析:由圖可知,代入單擺的周期公式,可得,故選答案C。 答案:C 5.解析:由題意b質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),可判斷波向右傳播,從圖象上可得波的波長為4m,選答案C。 答案:C 6.解析:如果波向右傳播,有(n+1/4)T=0.2s, 如果波向左傳播,有有(n+3/4)T=0.2s,從波的圖

31、象可得,結(jié)合,可判斷BD錯(cuò)誤,C正確。 答案:C 7.由圖可知,兩波再次出現(xiàn)原波形時(shí),A經(jīng)歷一個(gè)周期TA,B經(jīng)歷n(n=1,2,3,…..)個(gè)周期,有nTB=TA由,可得:,則有答案ABC正確。 答案:ABC 8.解析:A質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),由上下坡法判斷該波的傳播方向沿x軸正方向,A正確;在相鄰的半個(gè)波長內(nèi)離波源近的質(zhì)點(diǎn)先達(dá)最大位置(或平衡位置),C正確。 答案:AC 9.解析:X=0處的質(zhì)點(diǎn)和x=2處的質(zhì)點(diǎn)是兩個(gè)反相質(zhì)點(diǎn)(相隔半個(gè)波長,運(yùn)動(dòng)情況總相反),先答案A。 答案:A 10.解析:多普勒勒效應(yīng)是波的牲,任何波都能發(fā)生多普勒效應(yīng),選答案D。 答案:D 【高考沖刺演

32、練】 1.解析:對比相同時(shí)間內(nèi)振次數(shù)分析,質(zhì)量越大振動(dòng)次數(shù)越小,所以鳥的質(zhì)量最接近200g,選答案B。 答案:B 2.解析:解析:從波的傳播方向判斷O點(diǎn)的起振方向沿y 軸向下,則B開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,A錯(cuò)誤;由圖象可知波長為8m,據(jù)波速度為10m/s,則可知周期為0.8s,在此后的第1s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)C振動(dòng)了一個(gè)多周期,則B錯(cuò)誤,C正確;B和C的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期相同。 答案:C 3.解析:從圖象上看,波長不同,而波速相同,所以頻率不同,不可能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣,A錯(cuò);由,則,B正確,C錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)沒有發(fā)生遷移,不能用來計(jì)算,D錯(cuò)。 答案:B 4.解析:由題意,可知周期

33、T=0.8s ,波長,當(dāng)t=2.5s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同,B點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了個(gè)周期,應(yīng)在X軸下方向下運(yùn)動(dòng),AC正確;C點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了個(gè)周期,應(yīng)在X軸上方向下振動(dòng),B正確,D不正確。 答案:ABC 5.解析:由振動(dòng)規(guī)律可知②③正確,應(yīng)選答案A。 答案;A 6.解析;從圖上可知,如果波向左傳播,波速度,得B可能;如果波向右傳播,波速度,得AC可能;D答案不可能。 答案:D 7.解析:ts時(shí)刻與(t+0.4)s時(shí)刻為同一圖形,則振動(dòng)周期為整數(shù)倍n,即有 ,所以波速,沒有最大值,A錯(cuò),B正確;在(t+0.2)s時(shí),x=3m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷(n+1/2)個(gè)周期,仍在平衡位置,C正確

34、,同理,D不可以須平衡位置。 答案:BC 8.解析:繩波向右傳播,可判斷P點(diǎn)在此時(shí)刻從平衡位置向下振動(dòng),符合此條件是的答案A。 答案:A 9.解析:由圖線2可知其固有周期為T0=4s,答案A正確;由共振曲線的意義可知答案C正確。 答案:AC 10.解析:由在t=0.6s時(shí),質(zhì)點(diǎn)A第二次通過平衡位置,可知振動(dòng) 周期為0.8s,A不正確;不知波長,無法知道波速,B不正確;可以判斷B質(zhì)點(diǎn)此時(shí)在位移位置向上振動(dòng),t=0.6s時(shí)應(yīng)在負(fù)的最大位移處,D正確。 答案:D 11.解析:不清楚波的傳播方向,無法判斷a、b兩質(zhì)誰先回到平衡位置,A不正確;由圖可知波長為4m ,則波的周期為0.2s

35、,經(jīng)0.05s 質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置,B正確;產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是:障礙物的線度與波長相關(guān)不大,所以C不正確;D是波源向觀察者運(yùn)動(dòng),頻率要比波源的大,D不正確。 答案:B 12.解析:這是波源向觀察者運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng)現(xiàn)象。 答案:BD 13.解析:由圖象質(zhì)量提供的信息,t1時(shí)刻在繩原長處,t2時(shí)刻在最低點(diǎn), t3和t4時(shí)刻都平衡位置向上運(yùn)動(dòng),應(yīng)選答案D正確。 答案:D 14.解析:由振動(dòng)圖象可知,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向上振動(dòng),右判斷波向-x方向傳播,A錯(cuò),B正確;由圖波長為12m,周期為12s,波速度為1.0m/s ,C正確;x=18m與x=0處的丙兩質(zhì)元是反向質(zhì)點(diǎn),振動(dòng)方向總相反,所以D正確。 答案:BCD 15.解析:這是分壓原理和振動(dòng)的綜合考查,可判斷在t1時(shí)刻物體M在平衡位置向右振動(dòng), 答案:A 16解析:由加速度與位移的關(guān)系,可知答案C正確。 答案;C 12

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