2013高考物理 必備經(jīng)典例題(考點分類講解 講點例題演練)振動和波

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1、 2013高考物理必備經(jīng)典例題:4振動和波(考點分類講解+講點例題演練,4頁) 考點34.彈簧振子,簡諧運動,簡諧運動的振幅、周期和頻率,簡諧運動的位移時間圖象 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,叫簡諧運動。表達(dá)式為:F= -kx ⑴簡諧運動的位移必須是指偏離平衡位置的位移。也就是說,在研究簡諧運動時所說的位移的起點都必須在平衡位置處。 ⑵回復(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。 ⑶“平衡位置”不等于“平衡狀態(tài)”。平衡位置是指回復(fù)

2、力為零的位置,物體在該位置所受的合外力不一定為零。 ⑷F=-kx是判斷一個振動是不是簡諧運動的充分必要條件。凡是簡諧運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動。 3.描述簡諧運動的物理量 ⑴振幅A是描述振動強弱的物理量。一定要將振幅跟位移相區(qū)別,在簡諧運動的振動過程中,振幅是不變的而位移是時刻在改變的。 ⑵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

3、置向右運動時刻開始計時。有下列說法:①經(jīng)過1.6s,振子向右運動,速度正在不斷變?。虎诮?jīng)過1.6s,振子向左運動,速度正在不斷變??;③經(jīng)過1.9s,振子向右運動,回復(fù)力正在不斷變?。虎芙?jīng)過1.9s,振子向左運動,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 考點35.單擺,在小振幅條件下單擺做簡諧運動,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,不為零。 2.當(dāng)單擺的擺角很小時(小于5°)時,單擺的

4、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

5、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)出計算高峰的海拔高度的計算式. 考點36.振動中的能量轉(zhuǎn)化 156.若單擺在擺

6、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。 ⑴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)。 ⑵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

7、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)

8、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:①提高輸入電壓;②增加篩子質(zhì)量。能使篩子的振幅增加的操作是( ) A.只有① B.只有② C.①②均可以 D.①②均不可以 考點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:機械波可分為橫波和縱波兩種。 ⑴質(zhì)點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。 ⑵質(zhì)點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.機械波的傳播 ⑴在同一種均勻介質(zhì)中機械波的傳播是勻速

9、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=λ?f。 ⑵介質(zhì)質(zhì)點的運動是在各自的平衡位置附近的簡諧運動,是變加速運動,介質(zhì)質(zhì)點并不隨波遷移。 ⑶機械波轉(zhuǎn)播的是振動形式、能量和信息。 ⑷機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: ⑴物理意義不同:振動圖象表示同一質(zhì)點在不同時刻的位移;波的圖象表示介質(zhì)中的各個質(zhì)點在同一時刻的位移。 ⑵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。 ⑶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

10、軸正方向傳播,a、b為x軸上的兩個質(zhì)點,其間距離小于一個波長,某時刻質(zhì)點a振動到x軸上方的最高點,質(zhì)點b恰好通過平衡位置向上運動,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( ) a b x a b x a b x a b x A. B. C. D. 160.如左圖所示,均勻介質(zhì)中,各質(zhì)點的平衡位置在同一直線上(圖中只畫出前13個質(zhì)點),相鄰兩質(zhì)點間的距離相等。計時開始時質(zhì)點1由平衡位置向上振動,經(jīng)過6s,前13個質(zhì)點第一次形

11、成如右圖所示的波形。再過3s,這13個質(zhì)點所形成波的形狀為下圖中的( ) 0.2m A B C D 161.如圖所示的實線為一列橫波在t時刻的波形圖, 虛線為經(jīng)Δt=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2s B.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/s D.若波速為19m/s,則波的傳播方向向右 考點39.波的疊加

12、,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)某點是振動最強點還是振動最弱點的充要條件: ①最強:該點到兩個波源的路程之差是波長的整數(shù)倍,即δ=nλ ②最弱:該點到兩個波源的路程之差是半波長的奇數(shù)倍,即δ=λ(2n+1)/2 根據(jù)以上分析,在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi),振動加強點始終加強;振動減弱點始終減弱。 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.獨立傳播原

13、理:幾列波相遇時,能夠保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播,不互相影響。 4.疊加原理:介質(zhì)質(zhì)點的位移、速度、加速度都等于幾列波單獨轉(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連線中點是振幅最大點 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,

14、兩列波的波長都為λ,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,從圖中可看出( ) A.P點到兩波源的距離差等于1. 5λ B.兩波源之間的距離一定在2.5個波長到3.5個波長之間 C.P點此時刻振動最弱,過半個周期后,振動變?yōu)樽顝? D.當(dāng)一列波的波峰傳到P點時,另一列波的波谷也一定傳到P點 考點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-20000Hz 4.人耳只能區(qū)分開相差

15、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

16、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。聽同樣的音樂不卸下布網(wǎng)和卸下布網(wǎng)相比較,你認(rèn)為聲音損失掉的主要是( ) A、高頻部分 B、低頻部分 C、中頻部分 D、不能確定 考點41.多普勒效應(yīng) 167.汽車向人駛近時,人耳聽到的汽車?yán)嚷暤念l率與原來的頻率相比,應(yīng)( ) A、變高 B、變低 C、先變高后變低 D、先變低后變高 168.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) 4

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