2012年高考物理复习 机械振动与机械波（二）

用心 爱心 专心1 机械振动与机械波 二 机械振动与机械波 二 疑难应用疑难应用 例1 2011年高考 上海卷 两个相同的单摆静止于平衡位置 使摆球分别以水平初 速v1 v2 v1 v2 在竖直平面内做小角度摆动 它们的频率与振幅分别为f1 f2和A1 A2 则 A f1 f2和A1 A2 B f1A2 D f1 f2和A10 5s 时的波形 能正确反映时波 3 7 5ts 形的是图 12 2010 年 上海 如图 一列沿轴正方向传播的简谐横波 振幅为 波速为x2cm 在波的传播方向上两质点的平衡位置相距2m s a b 小于一个波长 当质点在波峰位置时 质点0 4ma 在轴下方与轴相距的位置 则bxx1cm A 此波的周期可能为0 6s B 此波的周期可能为1 2s C 从此时刻起经过 点可能在波谷位置0 5sb 用心 爱心 专心10 D 从此时刻起经过 点可能在波峰位置0 5sb 13 2010 年 四川 一列简谐横波沿直线由 A 向 B 传播 A 相距 45m 右图是 A 处 质点的震动图像 当 A 处质点运动到波峰位置时 B 处 质点刚好到达平衡位置且向 轴正方向运动 这列波 的波速可能是 A 4 5 s B 3 0m s C 1 5m s D 0 7m s 14 2010 年 天津 一列简谐横波沿 x 轴正向传播 传到 M 点时波形如图所示 再经 0 6s N 点开始振动 则该波的振幅 A 和频率 f 为 A A 1m f 5HZ B A 0 5m f 5HZ C A 1m f 2 5 HZ D A 0 5m f 2 5 HZ 15 2010 年 浙江 在O点有一波源 t 0 时刻开始向上振动 形成向右传播的一列横波 t1 4s 时 距离O点为 3m 的A点第一次达到波峰 t2 7s 时 距离O点为 4m 的B点第一次 达到波谷 则以下说法正确的是 A 该横波的波长为 2m B 该横波的周期为 4s C 该横波的波速为 1m s D 距离O点为 1m 的质点第一次开始向上振动的时刻为 6s 末 16 2010 年 重庆 一列简谐波在两时刻的波形如题 14 图中实线和虚线所示 由图可确 定这列波的 A 周期 B 波速 C 波长 D 频率 17 2009 年全国卷 一列简谐横波在某一时刻的波形 图如图 1 所示 图中 P Q 两质点的横坐标分别为 x 1 5m 和 x 4 5m P 点的振动图像如图 2 所示 在下列四幅图中 Q 点的振动图像可能是 用心 爱心 专心11 18 2009 年全国卷 下列关于简谐振动和简谐波的说法 正确的是 A 媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B 媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C 波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D 横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍 19 2009 年北京卷 类比是一种有效的学习方法 通过归类和比较 有助于掌握新知识 提高学习效率 在类比过程中 既要找出共同之处 又要抓住不同之处 某同学对机械波 和电磁波进行类比 总结出下列内容 其中不正确的是 A 机械波的频率 波长和波速三者满足的关系 对电磁波也适用 B 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C 机械波的传播依赖于介质 而电磁波可以在真空中传播 D 机械波既有横波又有纵波 而电磁波只有纵波 20 2009 年北京卷 一简谐机械波沿 x 轴正方向传播 周期为 T 波长为 若在 x 0 处 质点的振动图像如右图所示 则该波在 t T 2 时刻的波形 曲线为 21 2009 年上海物理 做简谐振动的单摆摆长不变 若摆球质量增加为原来的 4 倍 摆 球经过平衡位置时速度减小为原来的 1 2 则单摆振动的 用心 爱心 专心12 A 频率 振幅都不变B 频率 振幅都改变 C 频率不变 振幅改变D 频率改变 振幅不变 22 2009 年天津卷 某质点做简谐运动 其位移随时间变化的关系式为 x Asin 4 t 则 质点 A 第 1 s 末与第 3 s 末的位移相同 B 第 1 s 末与第 3 s 末的速度相同 C 3 s 末至 5 s 末的位移方向都相同 D 3 s 末至 5 s 末的速度方向都相同 23 2009 年重庆卷 同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播 某时刻的波形曲线见 图 以下说法正确的是 A 声波在水中波长较大 b 是水中声波 的波形曲线 B 声波在空气中波长较大 b 是空气中 声波的波形曲线 C 水中质点振动频率较高 a 是水中声 波的波形曲线 D 空气中质点振动频率较高 a 是空气中声波的波形曲线 24 2009 年宁夏卷 5 分 某振动系统的固有频率为fo 在周期性驱动力的作用下做受 迫振动 驱动力的频率为f 若驱动力的振幅保持不变 下列说法正确的是 填 入选项前的字母 有填错的不得分 A 当f f0时 该振动系统的振幅随f减小而增大 C 该振动系统的振动稳定后 振动的频率等于f0 D 该振动系统的振动稳定后 振动的频率等于f 25 2009 年四川卷 图示为一列沿 x 轴负方 向传播的简谐横波 实线为 t 0 时刻的波形图 A A 4 8t s x 1235 6 7 O 用心 爱心 专心13 虚线为 t 0 6 s 时的波形图 波的周期 T 0 6 s 则 A 波的周期为 2 4 s B 在 t 0 9s 时 P 点沿 y 轴正方向运动 C 经过 0 4s P 点经过的路程为 4m D 在 t 0 5s 时 Q 点到达波峰位置 二 填空题 26 2011年高考 上海卷 两列简谐波沿x轴相向而行 波速均为v 0 4m s 两波源分别 位于A B处 t 0时的波形如图所示 当 t 2 5s时 M点的位移为 cm N点 的位移为 cm 27 2011 年高考 山东理综卷 如图所示 一列简谐波沿x轴传播 实线为t1 0 时的 波形图 此时P质点向y轴负方向运动 虚线为 t2 0 01s 时的波形图 已知周期T 0 01s 1 波沿x轴 填 正 或 负 方向传播 2 求波速 28 2009 年上海物理 弹性绳沿x轴放置 左端位于坐标原点 用手握住绳的左端 当 t 0 时使其开始沿y轴做振幅为 8cm 的简谐振动 在 t 0 25s 时 绳上形成如图所示的波形 则该波的波 速为 cm s t 时 位于 x2 45cm 的质点 N 恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置 29 2009 年广东物理 6 分 图为声波干涉演示仪的原理图 两个 U 形管 A 和 B 套在一 起 A 管两侧各有一小孔 声波从左侧小孔传入管内 被分成两列频率 的波 当声波分别通过 A B 传播到右侧小孔时 若两列波传播的路程 相差半个波长 则此处声波的振幅 若传播的路程相差一个波 长 则此处声波的振幅 y cmvv x mO 0 51 0 MN AB 2 0 2 0 y x m O A A P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 用心 爱心 专心14 30 2009 年江苏物理 选修模块 3 4 4 分 2 在0t 时刻 质点 A 开始做简谐运 动 其振动图象如图乙所示 质点 A 振动的周期是 s 8ts 时 质点 A 的运动沿y轴的 方向 填 正 或 负 质点 B 在波动的传播方向上与 A 相 距 16m 已知波的传播速度为 2m s 在9ts 时 质点 B 偏离平衡位置的位移是 cm 三 计算题 31 2011 年高考 江苏理综卷 将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂 下端系上质量 为m的物块 将物块向下拉离平衡位置后松开 物块上下做简谐运动 其振动周期恰好等 于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期 请由单摆周期公式推算出物块做简谐运 动的周期T 32 2010 年 山东 渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位 已知某超声波频率为 1 0 105Hz 某时刻该超声波在水中传播的波动图 象如图所示 从该时刻开始计时 划出 处质点做简谐运动的振动图象mx 3 105 7 至少一个周期 现测得超声波信号从渔船到 鱼群往返一次所用时间为 4s 求鱼群与渔船间的 距离 忽略船和鱼群的运动 33 2010 年 新课标 10 分 波源 S1和 S2振动方向相同 频率均为 4Hz 分别置于均匀介 质中x轴上的OA 两点处 OA 2m 如图所示 两波源 产生的简谐横波沿x轴相向传播 波速为4 m s 己知两波 源振动的初始相位相同 求 i 简谐横波的波长 ii OA间合振动振幅最小的点的位置 试题答案试题答案 一 选择题 题号 123456789101112 答案 BBDCCABDDAEAABCDACD 13141516171819202122232425 ADBCCBCADDACADABDD 用心 爱心 专心15 二 填空题 26 解析 答案 2 0 27 解析 1 正 2 100m s 1 t1 0 时 P 质点向 y 轴负方向运动 由波的形成与传播知识可以判断波沿x轴正 向传播 2 由题意知 联立并代入数据求得 8m 21 1 8 ttT v T 100 vm s 28 解析 答案 20 2 75 由图可知 这列简谐波的波长为 20cm 周期 T 0 25s 4 1s 所以该波的波速 20 20 1 vcm scm s T 从 t 0 时刻开始到 N 质点开始振动需要时间 2 1 45 2 25 20 x tss v 在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过 2 0 5 2 T ts 所 以当 t 2 25 0 5 s 2 75s 质点 N 恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置 29 解析 答案 相等 等于零 等于原振幅的二倍 2 声波从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同的波 若两列波传播的 路程相差半个波长 则振动相消 所以此处振幅为零 若传播的路程相差一个波长 振动 加强 则此处声波的振幅为原振幅的二倍 30 解析 答案 B 2 4 正 10 2 振动图象和波形图比较容易混淆 而导致出错 在读图是一定要注意横纵坐标的 物理意义 以避免出错 题图为波的振动图象 图象可知周期为 4s 波源的起振方向与波 头的振动方向相同且向上 t 6s 时质点在平衡位置向下振动 故 8s 时质点在平衡位置向 上振动 波传播到 B 点 需要时间 2 16 1 v x ts 8s 故9ts 时 质点又振动了 1s 4 1 个 周期 处于正向最大位移处 位移为 10cm 三 计算题 用心 爱心 专心16 31 解析 单摆周期公式 且 解得 2 l T g klmg 2 m T k 32 解析 1 如图所示 由