1、 第七周专题：机械振动和机械波 第一天：基本概念 例 1： 两列振动方向相同、振幅分别为 A1和 A2的相干简谐横波相遇下列说法正确的是 ( ) A波峰与波谷相遇处质点的振幅为 |A1 A2| B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为 A1 A2 C波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 答案与解析： AD 解析 本题考查波的叠加波峰与波谷相遇，振动方向相反，振幅等于两列波振幅之差， A 正确； 波峰与波峰相遇，振动 方向相同，振幅等于两列波振幅之和，质点仍在振动而不会停在最大位移处， B错误；无论波峰
2、与波谷相遇处还是波峰与波峰相遇处，质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动，只是波峰与波峰相遇处质点振幅大于波峰与波谷相遇处质点振幅， C错误， D正确 练习： 下列说法正确的是 ( ) A机械波的振幅与波源无关 B机械波的传播速度由介质本身的性质决定 C物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反 D动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关 答案与解析： B 解析 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识机械波 的振幅与波源有关，选项 A错误；传播速度由介质决定，选项 B正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项 C错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程
3、度，与材料有关，选项 D错误 第二天：基本公式 例 2： 在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系已知单摆摆长为 l，引力常量为 G，地球质量为 M，摆球到 地心的距离为 r，则单摆振动周期 T 与距离 r的关系式为 ( ) A T 2 r GMl B T 2 r lGM C T 2r GMl D T 2 l rGM 答案与解析： B 解析 本题考查单摆周期公式、万有引力定律与类比的方法，考查推理能力在地球表面有 GM
4、mr2 mg，解得 g GMmr2.单摆的周期 T 2 lg 2r lGM，选项 B正确 练习： 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为 20 cm，周期为 3.0 s当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐地面与甲板的高度差不超过 10 cm时，游客能舒服地登船在一个周期内，游客能舒服登船的时间是 ( ) A 0.5 s B 0.75 s C 1.0 s D 1.5 s 答案与解析： C 解析 本题考查简谐运动的知识点和建模能力 从平衡位置开始计时，游船的振动方程 x 20sin 23 t cm，游客要舒服地登船需满足的条件 x
5、 20 x 10，解得0.25 s t 1.25 s，故游客能舒服地登船的时间 t 1.0 s，选项 C正确 第三天：图像 例 3： 一简谐横波沿 x 轴正向传播，图 1 是 t 0 时刻的波形图，图 2 是介质中某质点的振动图像，则该质点的 x 坐标值合理的是 ( ) 图 1 图 2 A 0.5 m B 1.5 m C 2.5 m D 3.5 m 答案与解析： C 解析 本题考查机械振动与机械波综合知识及图像分析能力根据振动图像可知某质点在 t 0 s的位移为负，与此 符合的是 B、 C选项，此时该质点的振动方向向下，根据机械波的传播方向分析 B、 C 选项中每个质点的振动方向可知，此时横坐
6、标 x 1.5 m的质点的振动方向向上，而横坐标 x 2.5 m的质点的振动方向向下，选项 B错误， C正确 练习： 一简谐机械横波沿 x轴正方向传播，波长为 ，周期为 T.t 0时刻的波形如图 1所示， a、 b是波上的两个质点图 2是波上某一质点的振动图像下列说法中正确的是 ( ) 图 1 图 2 A t 0时质点 a 的速度比质点 b的大 B t 0时质点 a 的加速度比质点 b的小 C图 2可以表示质点 a的振动 D图 2可以表示质点 b的振动 答案与解析： D 本题考查简谐运动的振动和波动图像图 1为波动图像，图 2为振动图像 t 0时刻， a在波峰位置，速度为零，加速度最大， b在
7、平衡位置，加速度为零，速度最大，A、 B 错误在波动图像中，根据同侧法由波传播方向可以判断出质点的振动方向，所以 t 0时刻， b点在平衡位置且向下 振动，故图 2可以表示质点 b的振动， C错误， D正确 第四天：图像 例 4： (1)图 (a)为一列简谐横波在 t 2 s时的波形图图 (b)为媒质中平衡位置在 x 1.5 m处的质点的振动图像， P是平衡位置为 x 2 m的质点下列说法正确的是 _ 图 (a) 图 (b) A波速为 0.5 m/s B波的传播方向向右 C 0 2 s时间内， P运动的路程为 8 cm D 0 2 s时间内， P向 y轴正方向运动 E当 t 7 s时， P恰好
8、回到平衡位置 答案与提示： ACE 解析 本题考查了机械振动与机械波 v T 24 m/s 0.5 m/s， A 正确 x 1.5 m 处 的质点在 t 2 s时正在向下振动，根据“上坡下”法可判断机械波向左传播， B 错误； 0 2 s 是半个周期， P 点运动的路程为 2 4 cm 8 cm， C正确， D错误； 7 s是此时刻再经过 5 s，即 114T，这时 P点刚好回到平衡位置， E正确 练习： (1)图 (a)为一列简谐横波在 t 0.10 s时刻的波形图， P是平衡位置在 x 1.0 m处的质点， Q是平衡位置在 x 4.0 m处的质点；图 (b)为质点 Q的振动图像，下列说法正
9、确的是 _ 图 (a) 图 (b) A在 t 0.10 s 时，质点 Q向 y轴正方向运动 B在 t 0.25 s 时，质点 P的加速度方向与 y轴正方向相同 C从 t 0.10 s 到 t 0.25 s，该波沿 x轴负方向传播了 6 m D从 t 0.10 s 到 t 0.25 s，质点 P通过的路程为 30 cm E质点 Q简谐运动的表达式为 y 0.10sin 10 t(国际单位制 ) 答案与解析： BCE 分析： 根据 a、 b两图可以读出该波的波长和周期，从而求出波速 .t=0.10s时 Q点在平衡位置上，由 b图知下一时刻向下振动，从而确定了该波向左传播根据时间与周期的关系，分析质
10、点 P 的位置和加速度，求出通过的路程根据 x=vt求解波传播的距离根据图象读出振幅 A，结合数学知识写出 Q点的振动方程 解题过 程： A、图（ b）为质点 Q的振动图象，则知在 t=0.10s时，质点 Q正从平衡位置向波谷运动，所以点 Q向 y轴负方向运动，故 A错误； B、在 t=0.10s时，质点 Q沿 x轴负方向运动，可知该波沿 x轴负方向传播，此时 P点正向上运动 由图 b读出周期 T=0.2s，从 t=0.10s到 t=0.25s经过的时间为 t=0.15s=3T/4，则在 t=0.25s时，质点 P位于 x轴下方，加速度方向 为 y轴正方向 ，故 B正确； C、由甲图知波长 =
11、8m，则波速为： v= /T=40m/s，从 t=0.10s 到 =0.25s 经过的时间为t=0.15s，该波沿 x轴负方向传播的距离为 x=v t=40 0.15m=6m，故 C正确； D、从 t=0.10s到 =0.25s 经过的时间为 t=0.15s=3T/4，由于 t=0.10s时刻质点 P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点 P通过的路程不是 3A=30cm，故 D错误； E、质点 Q简谐运动的表达式为 y=Asin（ 2 t/T） =0.10sin10 t（ m），故 E正确 第五天 例 5： (1)一列简谐横波沿直线传播以波源 O由平衡位置开始振动为计时零点，质点 A的振动图像
12、如图所示，已知 O、 A的平衡位置 相距 0.9 m以下判断正确的是 _ a波长为 1.2 m b波源起振方向沿 y轴正方向 c波速大小为 0.4 m/s d质点 A的动能在 t 4 s 时最大 答案 (1)ab 解析 (1)以波源 O由平衡位置开始振动计时，到质点 A开始振动历时 3 s， O、 A平衡位置相距 0.9 m，所以可得波速为 v 0.93 m/s 0.3 m/s， c 错误由图得知，振动周期 T 4 s，所以波长为 vT 1.2 m， a正确 A点沿 y 轴正向起振，所以波源起振方向也沿y轴正向， b正确 t 4 s时，质点位于正向最大位移处，动能为零，所以 d 错误 练习：
13、平衡位置处于坐标原点的波源 S 在 y 轴上振动，产生频率为 50 Hz 的简谐横波向 x轴正、负两个方向传播，波速均为 100 m/s.平衡位置在 x 轴上的 P、 Q 两个质点随波源振动着， P、 Q的 x轴坐标分别为 xP 3.5 m、 xQ 3 m当 S位移为负且向 y方向运动时，P、 Q两质点的 ( ) A位移方向相同、速度方向相反 B位移方向相同 、速度方向相同 C位移方向相反、速度方向相反 D位移方向相反、速度方向相同 答案与解析： D 解析 本题是对机械振动和机械波的综合考查，根据波速和频率之间的关系 v f 得该波的波长为 2 m可知，当 S经过平衡位置向负方向运动时，距离
14、S为 1.75个波长的 P点从最大的负位移处向平衡位置运动，距离 S为 1.5个波长的 Q点经平衡位置向正方向运动，所以两质点的位移方向相反，速度方向相同， D正确 第六天：实验 例 6： 一竖直悬挂的弹簧振子下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸当振子上下振动时，以 速率 v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如题 11 图 2所示的图像 y1、y2、 x0、 2x0为纸上印迹的位置坐标由此图求振动的周期和振幅 题 11图 2 答案 (2)2x0v y1 y22 解析 (2)设周期为 T，振幅为 A. 由题图得 T 2x0v ， A y1 y22 . 练习： (2)在“探究单摆的周期
15、与 摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正 答案与提示： (2)应在摆球通过平衡位置时开始计时；应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值 . (或在单摆振动稳定后开始计时 ) 更多试题 下载 ： （在文字上按住 ctrl 即可查看试题） 高考模拟题：高考各科模拟试题【下载 】 历年高考试题：历年高考各科试题 【下载】 高中试卷频道：高中各年级各科试卷 【下载】 高考 资源库：各年级试题及学习资料 【下载】 点击此链接还可查看更多高考相关试题【下载】
