【正文】 機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波復(fù)習(xí)資料作者：日期：五年高考三年聯(lián)考絕對(duì)突破系列新課標(biāo)：選修34第13單元 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波河北省藁城市第九中學(xué) 高立峰 整理（交流資源 請(qǐng)給予保留）從近幾年的高考試題看,試題多以選擇題、填空題形式出現(xiàn)，但試題信息量大，一道題中考查多個(gè)概念；、傳播規(guī)律、波長(zhǎng)和波動(dòng)圖象及波的多解上；對(duì)波的疊加、干涉和衍射、,考查振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的聯(lián)系和區(qū)別；同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)振動(dòng)和波的聯(lián)系實(shí)際的問(wèn)題的考查,如利用單擺，結(jié)合萬(wàn)有引力知識(shí)測(cè)量山的高度，共振篩、隊(duì)伍過(guò)橋等共振現(xiàn)象的利用與防止，醫(yī)用B型超聲波圖、心電圖、地震波圖線的分析等。第一部分 五年高考題薈萃兩年高考精選（2008～2009）考點(diǎn)1 振動(dòng)的基本概念和規(guī)律1.（09上海物理4）做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的單擺擺長(zhǎng)不變，若擺球質(zhì)量增加為原來(lái)的4倍，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速度減小為原來(lái)的1/2，則單擺振動(dòng)的 （ C ）A．頻率、振幅都不變 B．頻率、振幅都改變C．頻率不變、振幅改變 D．頻率改變、振幅不變解析：由單擺的周期公式，可知，單擺擺長(zhǎng)不變，則周期不變，頻率不變；振幅A是反映單擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量大小的物理量，由可知，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的動(dòng)能不變，因此振幅改變，所以C正確。2.（09天津8）某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x＝Asin，則質(zhì)點(diǎn) （ AD ） s末與第3 s末的位移相同 s末與第3 s末的速度相同 s末至5 s末的位移方向都相同 s末至5 s末的速度方向都相同AA48t/sx123567O解析：由關(guān)系式可知，將t=1s和t=3s代入關(guān)系式中求得兩時(shí)刻位移相同，A對(duì)；畫(huà)出對(duì)應(yīng)的位移時(shí)間圖像，由圖像可以看出，第1s末和第3s末的速度方向不同，B錯(cuò)；仍由圖像可知，3s末至5s末的位移大小相同，方向相反，而速度是大小相同，方向也相同。故C錯(cuò)、D對(duì)。3.（09寧夏物理35）（1）某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為fo ，在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率為f 。若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變，下列說(shuō)法正確的是_______（填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分）A．當(dāng)f f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小B．當(dāng)f f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大C．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f0D．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f答案：BD4.（09海南物理18）有一種示波器可以同時(shí)顯示兩列波形。對(duì)于這兩列波，顯示屏上橫向每格代表的時(shí)間間隔相同。利用此中示波器可以測(cè)量液體中的聲速，實(shí)驗(yàn)裝置的一部分如圖1所示：管內(nèi)盛滿液體，音頻信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)由置于液體內(nèi)的發(fā)射器發(fā)出，被接受器所接受。圖2為示波器的顯示屏。屏上所顯示的上、下兩列波形分別為發(fā)射信號(hào)與接受信號(hào)。若已知發(fā)射的脈沖信號(hào)頻率為，發(fā)射器與接收器的距離為，求管內(nèi)液體中的聲速。（已知所測(cè)聲速應(yīng)在1300~1600m/s之間，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。）解析：設(shè)脈沖信號(hào)的周期為T(mén)，從顯示的波形可以看出，圖2中橫向每一分度（即兩條長(zhǎng)豎線間的距離）所表示的時(shí)間間隔為其中對(duì)比圖2中上、下兩列波形，可知信號(hào)在液體中從發(fā)射器傳播只接受器所用的時(shí)間為 其中，液體中的聲速為 聯(lián)立①②③④式，代入已知條件并考慮到所測(cè)聲速應(yīng)在1300～1600之間，得 5.（08寧夏理綜32）下列關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧機(jī)械波的說(shuō)法正確的是 （ ）答案 BD解析 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T=2π與振幅無(wú)關(guān),做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)速度周期性變化,不是波速, ,D對(duì).6.（08江蘇12）描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特征的公式是x= .,此運(yùn)動(dòng) （填“是”或“不是”）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).答案 Asint 不是解析 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程x= Asint .籃球的受力是重力,大小方向不變,不滿足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的力學(xué)特征F=kx,所以籃球的運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng). 7.（08廣東14）大海中航行的輪船,受到大風(fēng)大浪沖擊時(shí),為了防止傾覆,應(yīng)當(dāng)改變航行方向和 ,使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖擺的 .答案航速（速度） 固有頻率 考點(diǎn)2 波的傳播規(guī)律及圖象8.（09全國(guó)Ⅰ20）一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖1所示，圖中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x==。P點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖2所示。在下列四幅圖中，Q點(diǎn)的振動(dòng)圖像可能是 （ BC ）解析：.,PQ兩點(diǎn)間的距離為3m..當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)當(dāng)P在平衡位置向上振動(dòng)時(shí)而Q點(diǎn)此時(shí)應(yīng)處于波峰,P點(diǎn)處于向上振動(dòng)時(shí)Q點(diǎn)應(yīng)處于波谷,C對(duì)。9.（09全國(guó)卷Ⅱ14）下列關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的說(shuō)法，正確的是 （ AD ）A．媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等B．媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等C．波的傳播方向一定和媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向一致D．橫波的波峰與波谷在振動(dòng)方向上的距離一定是質(zhì)點(diǎn)振幅的兩倍解析：,但波在介質(zhì)中是勻速向前傳播的,所以不相等,。10.（09北京15）類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。在類比過(guò)程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處。某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是 （ D ）A．機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用B．機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C．機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D．機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波解析：波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系對(duì)任何波都是成立的，對(duì)電磁波當(dāng)然成立，故A選項(xiàng)正確；干涉和衍射是波的特性，機(jī)械波、電磁波都是波，這些特性都具有，故B項(xiàng)正確；機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成的，所以機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)而電磁波是交替變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)的傳播形成的，所以電磁波傳播不需要介質(zhì)，故C項(xiàng)正確；機(jī)械波既有橫波又有縱波，但是電磁波只能是橫波，其證據(jù)就是電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，而偏振現(xiàn)象是橫波才有的， D項(xiàng)錯(cuò)誤。故正確答案應(yīng)為D。11.（09北京17）一簡(jiǎn)諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T(mén)，波長(zhǎng)為。若在x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如右圖 所示，則該波在t=T/2時(shí)刻的波形曲線為 （ A ）解析：從振動(dòng)圖上可以看出x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=T/2時(shí)刻處于平衡位置，且正在向下振動(dòng)，四個(gè)選項(xiàng)中只有A圖符合要求，故A項(xiàng)正確。12.（09重慶1 5）同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播，某時(shí)刻的波形曲線見(jiàn)圖，以下說(shuō)法正確的是（ A ）A．聲波在水中波長(zhǎng)較大，b是水中聲波的波形曲線。B．聲波在空氣中波長(zhǎng)較大，b是空氣中聲波的波形曲線C．水中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是水中聲波的波形曲線D．空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線13.（09四川19）圖示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，實(shí)線為t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線為t＝ s時(shí)的波形圖，波的周期T＞ s，則 （ D ） s＝，P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為4m＝，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置解析：根據(jù)題意應(yīng)用平移法可知T＝，解得T＝，A錯(cuò)；由圖可知振幅A＝、波長(zhǎng)λ＝8m。t＝＝1T，此時(shí)P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)；＝T，運(yùn)動(dòng)路程為2A＝，C錯(cuò)； t＝＝T＝T＋T，波形圖中Q正在向下振動(dòng)，從平衡位置向下振動(dòng)了T，經(jīng)T到波谷，再過(guò)T到波峰，D對(duì)。14.（09福建17）圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=，P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則 （ AB ）=，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到正向最大=，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向==，該波沿x軸正方向傳播了6 m==，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30 cm解析：由yt圖像知，周期T=，且在t=，可以推斷波沒(méi)x負(fù)方向傳播，所以C錯(cuò)；從t==，Δt==T/4，質(zhì)點(diǎn)Q從圖甲所示的位置振動(dòng)T/4到達(dá)負(fù)最大位移處，又加速度方向與位移方向相反，大小與位移的大小成正比，所以此時(shí)Q的加速度達(dá)到正向最大，而P點(diǎn)從圖甲所示位置運(yùn)動(dòng)T/4時(shí)正在由正最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)的途中，速度沿y軸負(fù)方向，所以A、B都對(duì)；振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在t=1T內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為4A；t=T/2，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為2A；但t=T/4，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程不一定是1A；t=3T/4，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程也不一定是3A。本題中從t==，Δt==3T/4，P點(diǎn)的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移處，所以在3T/4時(shí)間內(nèi)的路程不是30cm。15.（09浙江21）一列波長(zhǎng)大于1m的橫波沿著軸正方向傳播，處在和的兩質(zhì)點(diǎn)、的振動(dòng)圖像如圖所示。由此可知 （ A ）A．波長(zhǎng)為mB．波速為C．末、兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D．末點(diǎn)的振動(dòng)速度大于點(diǎn)的振 動(dòng)速度解析：，由于波沿x正方向傳播，所以A先振動(dòng)，又由于波長(zhǎng)大于1m，所以，所以，A對(duì)，波速，B錯(cuò)；由振動(dòng)圖像知，在3s末，、兩質(zhì)點(diǎn)的位移不相同，C錯(cuò)；1s末A點(diǎn)速度為零，B點(diǎn)速度最大，D錯(cuò)。16.（09上海物理12）彈性繩沿x軸放置，左端位于坐標(biāo)原點(diǎn)，用手握住繩的左端，當(dāng)t＝0時(shí)使其開(kāi)始沿y軸做振幅為8cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，在t＝，繩上形成如圖所示的波形，則該波的波速為_(kāi)__________cm/s，t＝___________時(shí)，位于x2＝45cm的質(zhì)點(diǎn)N恰好第一次沿y軸正向通過(guò)平衡位置。答案：20，解析：由圖可知，這列簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為20cm，周期T=4=1s，所以該波的波速；從t=0時(shí)刻開(kāi)始到N質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)需要時(shí)間,在振動(dòng)到沿y軸正向通過(guò)平衡位置需要再經(jīng)過(guò)，所以當(dāng)t=（+）s=，質(zhì)點(diǎn)N恰好第一次沿y軸正向通過(guò)平衡位置。17.（09廣東物理14）（2）圖為聲波干涉演示儀的原理圖。兩個(gè)U形管A和B套在一起，A管兩側(cè)各有一小孔。聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率 的波。當(dāng)聲波分別通過(guò)A、B傳播到右側(cè)小孔時(shí)，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長(zhǎng)，則此處聲波的振幅 ；若傳播的路程相差一個(gè)波長(zhǎng)，則此處聲波的振幅 。答案：（2）相等，等于零，等于原振幅的二倍。解析：（2）聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)向上向下分別形成兩列頻率相同的波，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長(zhǎng)，則振動(dòng)相消，所以此處振幅為零，若傳播的路程相差一個(gè)波長(zhǎng)，振動(dòng)加強(qiáng)，則此處聲波的振幅為原振幅的二倍。18.（09江蘇物理）（4分）(2)在時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示。質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的周期是 s；時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)沿軸的 方向（填“正”或“負(fù)”）；質(zhì)點(diǎn)B在波動(dòng)的傳播方向上與A相距16m，已知波的傳播速度為2m/s，在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移是 cm。答案：B.（2）4 正 10解析：（2）振動(dòng)圖象和波形圖比較容易混淆，而導(dǎo)致出錯(cuò)，在讀圖是一定要注意橫縱坐標(biāo)的物理意義，以避免出錯(cuò)。題圖為波的振動(dòng)圖象，圖象可知周期為4s，波源的起振方向與波頭的振動(dòng)方向相同且向上，t=6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向下振動(dòng)，故8s時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向上振動(dòng)；波傳播到B點(diǎn)，需要時(shí)間s=8s，故時(shí)，質(zhì)點(diǎn)又振動(dòng)了1s(個(gè)周期)，處于正向最大位移處，位移為10cm.。19.（09山東物理37）（1）圖1為一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)，對(duì)的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=(至少畫(huà)出一個(gè)波長(zhǎng))圖1解析：（1）由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，t=0時(shí)刻指點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長(zhǎng)，,由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=。20.（08全國(guó)Ⅰ16）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,==3 m處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng),若a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為xa= m,xb= m,則 ( ),b質(zhì)點(diǎn)恰在波谷=T/4時(shí),a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)=3T/4時(shí),b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同答案 C解析 a、b兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置間的距離為Δx=xbxa= m=3 m,從波的圖象可知：λ=4 m,所以Δx= =(n+)λ且n=0,1,2,3…時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)反相,=3 m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻的速度方向可判斷出波速方向?yàn)閤方向,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a、b的速度方向分別為+y、y方向,可知B錯(cuò),=nλ且n=1,2,3…時(shí)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)同相,故D錯(cuò).21.（08全國(guó)Ⅱ17）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,=0時(shí),平衡位置在x=0處的質(zhì)元位于y=0處,且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。此時(shí),平衡位置在x= m處的質(zhì)元位于y= （ ） m m m m答案AC解析 由已知條件可寫(xiě)出已知距離與波長(zhǎng)的關(guān)系式：Δx=（+n）λ,其中n=0,1,2…Δx==