迎战2011高考物理二轮复习专题10机械振动和机械波.pptVIP

基 础 回 扣 1.物体做简谐运动的动力学特征:回复力及加速度与 位移大小成正比,方向总是与位移的方向相反,始 终指向 位置.其表达式为:F= ,a= , 回复力的来源是物体所受到的合力. 2.物体做简谐运动的运动学特征是周期性运动,位移、 回复力、加速度、速度、动量都随时间按“正弦” 平衡 -kx 或“余弦”的规律变化,它们的周期均相同.其位 移随时间变化的表达式为:x= 或x= . 3.简谐运动的能量特征是:振动的能量与 有关, 随 的增大而增大.振动系统的动能和势能相 互转化,总机械能守恒,能量的转化周期是位移周 期的 . 4.简谐运动的两种模型是 和单摆.当单摆摆 动的角度1 m,故= ; v= m/s；分析3 s末A质点的位移为-2 cm,B质 点位移为0；1 s末A的速度为零，而B的速度最大，故 A正确. 答案 A 题型4 用单摆测定重力加速度的实验 例4 (20111青岛市模拟练习) (1)请举出日常生活 中你观察到的一个关于多普勒效应的实例. (2)图8-1-7所示为一列简谐横波在某时刻的波形图, 已知图中B质点起振比A质点早0.2 s,B和C之间的距离 是0.3 m,则此列波沿 传播,波速为 m/s. 图8-1-7 (3)某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,由 于没有螺旋测微器测摆球的直径,采用了如下方法:先 用秒表测得单摆周期为T1,然后让悬线缩短L,再次测 得单摆周期为T2,那么该同学测得的重力加速度为多少 ? 解析 (1)鸣着汽笛迎面而来的小汽车,人感觉到汽笛 声越来越高 (2)B比A早说明波沿-x方向传播,由波形知B比A早半个 周期,所以T=0.4 s,B、C间距为一个波长,则=0.3 m,所以v = =0.75 m/s. (3)设单摆原长为L,由题意得 T1=2 ,T2=2 所以重力加速度为g= 答案 (1)见解析 (2)-x方向 0.75 (3) 预测演练4 (2011济南市高考模拟)有两个同学利用 假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那 里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T 与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并 由计算机绘制了T2L图象,如图8-1-8甲所示,去北大 的同学所测实验结果对应的图线是 (选填“A” 或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘 制了两种单摆的振动图象(如图乙所示),由图可知,两 单摆摆长之比La/Lb= . 图8-1-8 解析 由单摆周期公式T= 可知,T2 ,北京的 重力加速度比南京的大,去北大的同学对应的图线是 B;由L= ,得L . 答案 B 1.(2011广元市高考适应性考试)如图8-1-9 所示为某一简谐横波波源的振动图象,根据图象可 确定该波的 （ ） A.周期、振幅 B.波长、波速 C.波长、振幅 D.周期、波速 图8-1-9 A 2.(2011陕西师大附中第五次模拟) 如图8-1-10所 示,波源S从平衡位置y=0开始振 动,运动方向竖直向上(y轴的正 方向),振动周期T=0.01 s,产生的机械波向左、右 两个方向传播, 波速均为v=80 m/s,经过一段时间 后,P、Q两点开始振动,已知距离SP=1.2 m、SQ= 2.6 m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点, 则在下图所示的四幅振动图象中,能正确描述S、P、 Q三点振动情况的是 （ ） 图8-1-10 A.甲为Q点的振动图象 B.乙为振源S点的振动图象 C.丙为P点的振动图象 D.丁为P点的振动图象 解析 波长=vT=0.8m,SQ= ，Q点起振方向竖直向上,而此时波源S点已 在正 向最大位移处,A对B错;SP=+ ,当S点在正向 最大位移处时,P点在负向最大位移处,D对. 3.(2011四川19)图8-1-11为一列沿x轴负方向传 播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,虚线为 t=0.6 s时的波形图,波的周期T0.6 s,则（AD） 图8-1-11 A.波的周期为2.4 s B.在t=0.9 s时,P点沿y轴正方向运动 C.经过0.4 s,P点经过的路程为4 m D.在t=0.5 s时,Q点到达波峰位置 解析 因为T0.6 s且波沿x轴负方向传播,所以波一 定传播了 ,经过 ,所以周期为0.8 s,A错误;P点 0时刻沿x轴负方向运动,经过 后仍沿x轴负方向 运动,B错误;经过0.4 s即半个周期,P点振动通过的路 程为两个振幅,为0.4 m,C错误;经过0.5 sQ点恰好到 达波峰位置,D正确. 答案 D 4.(2011象山北仓两地高考适 应性考试) 沿x轴正方向传播 的简谐横波在t1=0s时的波形 如图8-1-12所示,此时波传播 到x=2 m处的质点B,质点A恰好位于波谷位置,C、D 两个质点的平衡位置分别位于x=3 m和x=5 m 处 .) 当t2=0.6 s时,质点A恰好第二次(从计时后算起)处 图8-1-12 于波峰位置,则下列判断中正确的是 （ ） A.该波的波速等于10 m/s B.当t=1.0 s时,质点C在平衡位置处且向上运动 C.当t=0.9 s时,质点D的位移为2 cm D.当质点D第一次位于波峰位置时,质点B恰好位于波 峰位置 解析 由质点A计时起第二次到波峰,则 =t2,T= 0.4 s, v= m/s=5 m/s,A错;波由B传到C需0.2 s 且向上振动,当t=1.0 s时仍从平衡位置向上振动,B对 ;波从B传到D点需0.6 s,再经0.3 s,D点到-2 cm处,C 错;BD= ,D错. B 5.(20011晋城市二模) 在坐标原点的波源产生一列 沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200 m/s,已知 t=0时,波刚好传播到x=40 m处,如图8-1-13所示.在 x=400 m处有一接收器处于静止(图中未画出),下列 说法正确的是 （ ） 图8-1-13 A.波源开始振动时方向沿y轴正方向 B.从t=0开始经0.15 s,x=40 m处的质点通过的路程为 0.6 m C.接收器在t=2 s时才能接收到此波 D.若波源向x轴正方向运动,接收器接收到波的频率 可能为12 Hz 解析 由波的传播方向可知波源开始振动时沿y轴负 向,A错;=20 m,T= =0.1 s,s= 410 cm=60 cm=0.6 m,B对;x-40=vt,t= = 1.8 s,C错;由多普勒效应可知D正确. 答案 BD 6.(2011武汉市模拟) 两个简谐 波信号在水平 弹性绳中相向传播,波长均为2 m, 波速均为1 m/s.t=0时,两个波的前 端相距1 m,波形如图8-1-14所示, 则图中各波形对应的时刻t1、t2、 t3、t4分别为 （ ） A.2 s,1.5 s,1 s,2.5 s B.2 s,1 s,1.5 s,2.5 s C.1 s,1.5 s,2 s,2.5 s D.1 s,2 s,1.5 s,4 s 图8-1-14 A 7.(2011河西区质检) 在同一地点有两个静止的声 源,发出声波1和声波2.在同一个空间的空气中沿 同一方向传播,如图8-1-15所示为某时刻这两列波 的图象,则下列说法中正确的是 （ ） 图8-1-15 A.波1速度比波2速度大 B.相对于同一障碍物,波1比波2更容易发生衍射现象 C.在这两列波传播的方向上,不会产生稳定的干涉现象 D.在这两列波传播的方向上运动的观察者,听到的这 两列波的频率可以相同 解析 同种介质中v相同,1=22,可知A错,B对;T= ,T1=2T2,频率不同,C正确;由多普勒效应知D错. 答案 BC 8.(2011上饶市第二次模拟)如图8-1-16所示,两列 相同机械波在同一介质传播过程中某时刻相遇的 情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,D为E、C 连线的中点,B为A、C连线的中点,则 ( ) 图8-1-16 A.质点A始终在波峰 B.质点B的合振动时而加强,时而减弱 C.质点B和D此时刻都在平衡位置,且振动方向相同 D.质点B和D的振动方向始终相反 解析 质点A为振动加强点,其位移随时间变化,A错; 质点B处的合位移为零,B、C错;BD= ,振动方向始 终相反,D对. 答案 D 9.(2011岳阳市高考信息卷) 一列简谐横波沿x轴 传播,如图8-1-17甲、乙所示分别为传播方向上相 距3 m的两质点的振动图象,则波的传播速度大小 可能为 （ ） 图8-1-17 A.30 m/sB.20 m/s C.15 m/sD.5 m/s 解析 由t=0时振动图象可得如右图的 波的形状,考虑到周期性,s= +n, = , v= m/s= m/s, 分析知A正确. 答案 A 10.(2011三明市质检) 一列简谐横波以1 m/s的速 度沿绳子由A向B传播.质点A、B 间的水平距离x=3 m,如图8-1-18 所示.若t=0时质点A刚从平衡位置开始向上振动, 其振动方程为y=2sin t cm.则B点的振动图象为 下图中的 ( ) 图 8-1-18 解析 T= =4s,=vT=4 m,从A传到B需3 s,且B 点起振方向向上,B对. 答案 B 11.(2011诸暨市质检) 位于介质和分界面上 的波源S,产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播 的机械波,某时刻波形如图8-1-19所示.若在两种 介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2, 则(不计波传播过程中的能量损耗) （ ） 图8-1-19 A.两列波振幅相同 B.波源S此时刻振动方向向下 C.f1f2=43 D.v1v2=83 答案 ABD 12.(2011龙岩市质检)在“用单摆测定重力加速度” 的实验中: 甲同学分别选用三种材料不同而直径都为2 cm 的实心球、长度不同的细棉线组成单摆,完成了四 组实验.各组实验的器材和部分测量数据如下表. 其中最合理的实验是第 组. 组组 别别 摆摆球 材料 摆长摆长 L/m 最大 摆摆角 全振动动次数N/ 次 1 铜铜 0.30 30 50 2 铜铜 1.00 5 1 3 铁铁 1.00 5 50 4 木 1.00 5 10 乙同学选择了合