【正文】 機(jī)械振動、機(jī)械波復(fù)習(xí)資料作者：日期：五年高考三年聯(lián)考絕對突破系列新課標(biāo)：選修34第13單元 機(jī)械振動 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，一道題中考查多個概念；、傳播規(guī)律、波長和波動圖象及波的多解上；對波的疊加、干涉和衍射、,考查振動圖象與波動圖象的聯(lián)系和區(qū)別；同時也加強(qiáng)了對振動和波的聯(lián)系實(shí)際的問題的考查,如利用單擺，結(jié)合萬有引力知識測量山的高度，共振篩、隊伍過橋等共振現(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 振動的基本概念和規(guī)律1.（09上海物理4）做簡諧振動的單擺擺長不變，若擺球質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時速度減小為原來的1/2，則單擺振動的 （ 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，單擺擺長不變，則周期不變，頻率不變；振幅A是反映單擺運(yùn)動過程中的能量大小的物理量，由可知，擺球經(jīng)過平衡位置時的動能不變，因此振幅改變，所以C正確。2.（09天津8）某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，其位移隨時間變化的關(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)系式中求得兩時刻位移相同，A對；畫出對應(yīng)的位移時間圖像，由圖像可以看出，第1s末和第3s末的速度方向不同，B錯；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、D對。3.（09寧夏物理35）（1）某振動系統(tǒng)的固有頻率為fo ，在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動，驅(qū)動力的頻率為f 。若驅(qū)動力的振幅保持不變，下列說法正確的是_______（填入選項前的字母，有填錯的不得分）A．當(dāng)f f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小B．當(dāng)f f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大C．該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f0D．該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f答案：BD4.（09海南物理18）有一種示波器可以同時顯示兩列波形。對于這兩列波，顯示屏上橫向每格代表的時間間隔相同。利用此中示波器可以測量液體中的聲速，實(shí)驗裝置的一部分如圖1所示：管內(nèi)盛滿液體，音頻信號發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖信號由置于液體內(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)射信號與接受信號。若已知發(fā)射的脈沖信號頻率為，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)脈沖信號的周期為T，從顯示的波形可以看出，圖2中橫向每一分度（即兩條長豎線間的距離）所表示的時間間隔為其中對比圖2中上、下兩列波形，可知信號在液體中從發(fā)射器傳播只接受器所用的時間為 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聲速應(yīng)在1300～1600之間，得 5.（08寧夏理綜32）下列關(guān)于簡諧振動和簡諧機(jī)械波的說法正確的是 （ ）答案 BD解析 簡諧運(yùn)動的周期T=2π與振幅無關(guān),做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)速度周期性變化,不是波速, ,D對.6.（08江蘇12）描述簡諧運(yùn)動特征的公式是x= .,此運(yùn)動 （填“是”或“不是”）簡諧運(yùn)動.答案 Asint 不是解析 簡諧運(yùn)動方程x= Asint .籃球的受力是重力,大小方向不變,不滿足簡諧運(yùn)動的力學(xué)特征F=kx,所以籃球的運(yùn)動不是簡諧運(yùn)動. 7.（08廣東14）大海中航行的輪船,受到大風(fēng)大浪沖擊時,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Ⅰ20）一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖1所示，圖中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x==。P點(diǎn)的振動圖像如圖2所示。在下列四幅圖中，Q點(diǎn)的振動圖像可能是 （ BC ）解析：.,PQ兩點(diǎn)間的距離為3m..當(dāng)波沿x軸正方向傳播時當(dāng)P在平衡位置向上振動時而Q點(diǎn)此時應(yīng)處于波峰,P點(diǎn)處于向上振動時Q點(diǎn)應(yīng)處于波谷,C對。9.（09全國卷Ⅱ14）下列關(guān)于簡諧振動和簡諧波的說法，正確的是 （ AD ）A．媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動的周期一定和相應(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)振動的方向一致D．橫波的波峰與波谷在振動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，通過歸類和比較，有助于掌握新知識，提高學(xué)習(xí)效率。在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處。某同學(xué)對機(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、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對電磁波也適用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、波速、頻率的關(guān)系對任何波都是成立的，對電磁波當(dāng)然成立，故A選項正確；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項正確；機(jī)械波是機(jī)械振動在介質(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和磁場由近及遠(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項錯誤。故正確答案應(yīng)為D。11.（09北京17）一簡諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長為。若在x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如右圖 所示，則該波在t=T/2時刻的波形曲線為 （ A ）解析：從振動圖上可以看出x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=T/2時刻處于平衡位置，且正在向下振動，四個選項中只有A圖符合要求，故A項正確。12.（09重慶1 5）同一音叉發(fā)出的聲波同時在水和空氣中傳播，某時刻的波形曲線見圖，以下說法正確的是（ A ）A．聲波在水中波長較大，b是水中聲波的波形曲線。B．聲波在空氣中波長較大，b是空氣中聲波的波形曲線C．水中質(zhì)點(diǎn)振動頻率較高，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)方向傳播的簡諧橫波，實(shí)線為t＝0時刻的波形圖，虛線為t＝ s時的波形圖，波的周期T＞ s，則 （ D ） s＝，P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動，P點(diǎn)經(jīng)過的路程為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；由圖可知振幅A＝、波長λ＝8m。t＝＝1T，此時P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，B錯；＝T，運(yùn)動路程為2A＝，C錯； t＝＝T＝T＋T，波形圖中Q正在向下振動，從平衡位置向下振動了T，經(jīng)T到波谷，再過T到波峰，D對。14.（09福建17）圖甲為一列簡諧橫波在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x負(fù)方向傳播，所以C錯；從t==，Δt==T/4，質(zhì)點(diǎn)Q從圖甲所示的位置振動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T/4時正在由正最大位移處向平衡位置運(yùn)動的途中，速度沿y軸負(fù)方向，所以A、B都對；振動的質(zhì)點(diǎn)在t=1T內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程為4A；t=T/2，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程為2A；但t=T/4，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程不一定是1A；t=3T/4，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程也不一定是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時間內(nèi)的路程不是30cm。15.（09浙江21）一列波長大于1m的橫波沿著軸正方向傳播，處在和的兩質(zhì)點(diǎn)、的振動圖像如圖所示。由此可知 （ A ）A．波長為mB．波速為C．末、兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D．末點(diǎn)的振動速度大于點(diǎn)的振 動速度解析：，由于波沿x正方向傳播，所以A先振動，又由于波長大于1m，所以，所以，A對，波速，B錯；由振動圖像知，在3s末，、兩質(zhì)點(diǎn)的位移不相同，C錯；1s末A點(diǎn)速度為零，B點(diǎn)速度最大，D錯。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時使其開始沿y軸做振幅為8cm的簡諧振動，在t＝，繩上形成如圖所示的波形，則該波的波速為___________cm/s，t＝___________時，位于x2＝45cm的質(zhì)點(diǎn)N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置。答案：20，解析：由圖可知，這列簡諧波的波長為20cm，周期T=4=1s，所以該波的波速；從t=0時刻開始到N質(zhì)點(diǎn)開始振動需要時間,在振動到沿y軸正向通過平衡位置需要再經(jīng)過，所以當(dāng)t=（+）s=，質(zhì)點(diǎn)N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置。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A、B傳播到右側(cè)小孔時，若兩列波傳播的路程相差半個波長，則此處聲波的振幅 ；若傳播的路程相差一個波長，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波長，則振動相消，所以此處振幅為零，若傳播的路程相差一個波長，振動加強(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)在時刻，質(zhì)點(diǎn)A開始做簡諧運(yùn)動，其振動圖象如圖乙所示。質(zhì)點(diǎn)A振動的周期是 s；時，質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動沿軸的 方向（填“正”或“負(fù)”）；質(zhì)點(diǎn)B在波動的傳播方向上與A相距16m，已知波的傳播速度為2m/s，在時，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）振動圖象和波形圖比較容易混淆，而導(dǎo)致出錯，在讀圖是一定要注意橫縱坐標(biāo)的物理意義，以避免出錯。題圖為波的振動圖象，圖象可知周期為4s，波源的起振方向與波頭的振動方向相同且向上，t=6s時質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向下振動，故8s時質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向上振動；波傳播到B點(diǎn)，需要時間s=8s，故時，質(zhì)點(diǎn)又振動了1s(個周期)，處于正向最大位移處，位移為10cm.。19.（09山東物理37）（1）圖1為一簡諧波在t=0時，對的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=(至少畫出一個波長)圖1解析：（1）由簡諧運(yùn)動的表達(dá)式可知，t=0時刻指點(diǎn)P向上運(yùn)動，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長，,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Ⅰ16）一列簡諧橫波沿x軸傳播,==3 m處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動,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,a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動=3T/4時,b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動,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…時兩質(zhì)點(diǎn)的振動反相,=3 m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時刻的速度方向可判斷出波速方向為x方向,此時質(zhì)點(diǎn)a、b的速度方向分別為+y、y方向,可知B錯,=nλ且n=1,2,3…時兩個質(zhì)點(diǎn)的振動同相,故D錯.21.（08全國Ⅱ17）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,=0時,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。此時,平衡位置在x= m處的質(zhì)元位于y= （ ） m m m m答案AC解析 由已知條件可寫出已知距離與波長的關(guān)系式：Δx=（+n）λ,其中n=0,1,2…Δx==