2013高考物理 必备经典例题（考点分类讲解 讲点例题演练）振动和波

2013高考物理必备经典例题：4振动和波（考点分类讲解+讲点例题演练，4页）考点34弹簧振子，简谐运动，简谐运动的振幅、周期和频率，简谐运动的位移时间图象1. 弹簧振子：周期，与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度决定。2.简谐运动的基本概念：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。表达式为：F= -kx简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力。“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。F=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。3.描述简谐运动的物理量振幅A是描述振动强弱的物理量。一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变的。周期T是描述振动快慢的物理量。完成一次全振动所须的时间叫周期。（频率f=1/T 也是描述振动快慢的物理量）周期由振动系统本身的因素决定，叫固有周期。152.弹簧振子在光滑的水平面上作简谐振动，周期是2.4s。当振子通过平衡位置向右运动时刻开始计时。有下列说法：经过1.6s，振子向右运动，速度正在不断变小；经过1.6s，振子向左运动，速度正在不断变小；经过1.9s，振子向右运动，回复力正在不断变小；经过1.9s，振子向左运动，回复力正在不断变大。以上说法中正确的是（ ）A只有、正确 B只有、正确C只有、正确D只有、正确考点35单摆，在小振幅条件下单摆做简谐运动，周期公式1.单摆振动的回复力是重力的切向分力，不能说成是重力和拉力的合力。在平衡位置振子所受回复力是零，但合力是向心力，指向悬点，不为零。2.当单摆的摆角很小时（小于5）时，单摆的周期，与摆球质量m、振幅A都无关。其中l为摆长，表示从悬点到摆球质心的距离，要区分摆长和摆线长。3.小球在光滑圆弧上的往复滚动，和单摆完全等同。只要摆角足够小，这个振动就是简谐运动。这时周期公式中的l应该是圆弧半径R和小球半径r的差。153.关于单摆的运动，有以下各种说法，其中正确的是 ( )A.单摆摆动时，摆球所受的向心力大小不变B.单摆振动的回复力是摆球受到的合力C.摆球经过平衡位置时，所受回复力为零D.摆球经过平衡位置时，所受合力为零154.如图，两个相同的弹性小球，分别挂在不能伸长的细绳上，开始时两绳互相平行，两球在同一水平线上且互相接触，第二球的摆长是第一球摆长的 4 倍。现把第一球拉开一个很小的角度后释放并开始计时，则在第一个摆球固有周期的两倍时间内，两球碰撞的次数为 ( ) A. 2次 B.3次 C.4次 D.5次155.有几个登山运动员登上一无名高峰，但不知此峰的高度，他们想迅速估测出高峰的海拔高度，但是他们只带了一些轻质绳子、小刀、小钢卷尺、可当作秒表的手表和一些食品，附近还有石子、树木等其中一个人根据物理知识很快就测出了海拔高度请写出测量方法，需记录的数据，推导出计算高峰的海拔高度的计算式考点36振动中的能量转化156.若单摆在摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡置时的速度减小为原来的1/2，则单摆振动的( ）A.频率不变，振幅不变 B.频率不变，振幅改变C.频率改变，振幅改变 D.频率改变，振幅不变考点37自由振动和受迫振动，共振1.受迫振动：物体在驱动力（既周期性外力）作用下的振动叫受迫振动。物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。2.共振：当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。157.如图所示，四个摆的摆长为l1= 2m， l 2=1.5m， l 3 = lm ，l 4 = 0.5m，它们悬于同一横线上，今用一周期为2 秒的水平驱动力以垂直于线的方向作用在横线上，使它们受迫振动，则稳定时下列说法正确的是（ ）A.四个摆的周期相同B.四个摆的周期不同，但振幅相等C.摆 2 振幅最大D.摆1振幅最大158.把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个策动力，这就做成一个共振筛，如图所示。筛子在做自由振动时，完成10次全振动用15秒；在某电压下，电动偏心轮转速是36转/分。已知如果增加电压，可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增加筛子的固有周期。如下操作：提高输入电压；增加筛子质量。能使筛子的振幅增加的操作是（ ）A只有 B只有 C均可以 D均不可以考点38波，横波和纵波，横波的图象，波长、频率和波速的关系1.分类：机械波可分为横波和纵波两种。质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。2.机械波的传播在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长。波速、波长和频率之间满足公式：v=f。介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。机械波转播的是振动形式、能量和信息。机械波的频率由波源决定，而传播速度由介质决定。 3.振动图象和波的图象的比较：物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。159.一列周期为T的正弦横波沿x轴正方向传播，a、b为x轴上的两个质点，其间距离小于一个波长，某时刻质点a振动到x轴上方的最高点，质点b恰好通过平衡位置向上运动，则从此时刻起再经T/2时，a、b间的波形为下列各图中的（ ）abxabxabxabxA. B. C. D.160.如左图所示，均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上（图中只画出前13个质点），相邻两质点间的距离相等。计时开始时质点1由平衡位置向上振动，经过6s，前13个质点第一次形成如右图所示的波形。再过3s，这13个质点所形成波的形状为下图中的（ ）0.2m A B C D161.如图所示的实线为一列横波在t时刻的波形图， 虚线为经t=0.2s时的波形图，已知这列波的波长为2m，下列说法正确的有（ ）A.若波向右传播，则波的最大周期为2sB.若波向左传播，则波的最大周期为2s C.若波向左传播，则最小波速为9m/sD.若波速为19m/s，则波的传播方向向右 考点39波的叠加，波的干涉、衍射1.产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同。需要说明的是：以上是发生干涉的必要条件，而不是充分条件。要发生干涉还要求两列波的振动方向相同（要上下振动就都是上下振动，要左右振动就都是左右振动），还要求相差恒定。干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即=n最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即=（2n+1）/2根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。2.发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或和波长差不多。3.独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，不互相影响。4.叠加原理：介质质点的位移、速度、加速度都等于几列波单独转播时引起的位移、速度、加速度的矢量和。162.如图所示， a 和 b两质点是两列相向传播的简谐横波的振源，它们的间距为6m，若 a、b 振动频率均为5 赫兹，位移大小、方向始终相同，两列波的波速均为10m/s ，则正确的是（ ）A. a b连线中点是振幅最大点B. a b连线上离 a 为1.5m 处无振动C. a b连线上振动最弱的位置共三处D. a b连线上振动最强的位置共五处163.如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出（ ）AP点到两波源的距离差等于1. 5B两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间CP点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点考点40声波，超声波及其应用1声波是纵波。2空气中的声速可认为是340m/s，水中的声速是1450m/s，铁中的声速是4900m/s。3人耳可以听到的声波的频率范围是20Hz-20000Hz4人耳只能区分开相差0.1s以上的两个声音。164.对下列有关声学现象，说法正确的是（ ）A、“雷声隆隆”是声音的干涉现象 B、“雷声隆隆”是声音的反射现象C、“闻其声不见其人”是声音的干涉现象 D、声纳是利用超声波的反射现象制成的165.用声纳(水下超声波定位仪)可以搜索水下的目标。在声纳显示屏上一格长度代表101 s。今显示屏上发射波和反射波相隔6格，则声纳与目标间的距离大约是（ ）A、5 km B、10km C、20km D、40km 166.音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它障碍了声音的传播，造成了声音失真，有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣，这样听音乐时就可以把布网卸下来，从而获得高保真的听觉效果。听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比较，你认为声音损失掉的主要是（ ）A、高频部分B、低频部分 C、中频部分D、不能确定考点41多普勒效应167.汽车向人驶近时，人耳听到的汽车喇叭声的频率与原来的频率相比，应（ ）A、变高 B、变低 C、先变高后变低 D、先变低后变高168.下列说法正确的是（）A、只有声波才能发生多普勒效应 B、电磁波和光波也能发生多普勒效应C、只有机械波才能发生多普勒效应 D、一切波都能发生多普勒效应4