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）振動和波.doc

2013高考物理必備經(jīng)典例題：4振動和波（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，簡諧運(yùn)動的振幅、周期和頻率，簡諧運(yùn)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(yùn)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(yùn)動。表達(dá)式為：f= -kx簡諧運(yùn)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(yùn)動時所說的位移的起點(diǎn)都必須在平衡位置處?；貜?fù)力是一種效果力。是振動物體在沿振動方向上所受的合力?！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是判斷一個振動是不是簡諧運(yùn)動的充分必要條件。凡是簡諧運(yùn)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(yùn)動。3.描述簡諧運(yùn)動的物理量振幅a是描述振動強(qiáng)弱的物理量。一定要將振幅跟位移相區(qū)別，在簡諧運(yùn)動的振動過程中，振幅是不變的而位移是時刻在改變的。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(dāng)振子通過平衡位置向右運(yùn)動時刻開始計(jì)時。有下列說法：經(jīng)過1.6s，振子向右運(yùn)動，速度正在不斷變??；經(jīng)過1.6s，振子向左運(yùn)動，速度正在不斷變??；經(jīng)過1.9s，振子向右運(yùn)動，回復(fù)力正在不斷變?。唤?jīng)過1.9s，振子向左運(yùn)動，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，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(diǎn)，不為零。2.當(dāng)單擺的擺角很小時（小于5）時，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，和單擺完全等同。只要擺角足夠小，這個振動就是簡諧運(yùn)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(yùn)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(xì)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(jì)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(yùn)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(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(diǎn)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。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)。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(dāng)驅(qū)動力的頻率跟物體的固有頻率相等時，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)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。在一個周期內(nèi)，波形勻速向前推進(jìn)一個波長。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)動是在各自的平衡位置附近的簡諧運(yùn)動，是變加速運(yùn)動，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。機(jī)械波轉(zhuǎn)播的是振動形式、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.振動圖象和波的圖象的比較：物理意義不同：振動圖象表示同一質(zhì)點(diǎn)在不同時刻的位移；波的圖象表示介質(zhì)中的各個質(zhì)點(diǎn)在同一時刻的位移。圖象的橫坐標(biāo)的單位不同：振動圖象的橫坐標(biāo)表示時間；波的圖象的橫坐標(biāo)表示距離。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軸正方向傳播，a、b為x軸上的兩個質(zhì)點(diǎn)，其間距離小于一個波長，某時刻質(zhì)點(diǎn)a振動到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，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（ ）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個質(zhì)點(diǎn)），相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離相等。計(jì)時開始時質(zhì)點(diǎn)1由平衡位置向上振動，經(jīng)過6s，前13個質(zhì)點(diǎn)第一次形成如右圖所示的波形。再過3s，這13個質(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時刻的波形圖， 虛線為經(jīng)t=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(diǎn)是振動最強(qiáng)點(diǎn)還是振動最弱點(diǎn)的充要條件：最強(qiáng)：該點(diǎn)到兩個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)，振動加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)；振動減弱點(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，能夠保持各自的運(yùn)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(diǎn)的位移、速度、加速度都等于幾列波單獨(dú)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(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(qiáng)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，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個振動減弱的區(qū)域，p是振動減弱區(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個波長到3.5個波長之間cp點(diǎn)此時刻振動最弱，過半個周期后，振動變?yōu)樽顝?qiáng)d當(dāng)一列波的波峰傳到p點(diǎn)時，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