《届高三物理专题复习(机械振动与机械波)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高三物理专题复习(机械振动与机械波)（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 页 共 11 页专题复习：机械振动与机械波【考纲要求】模块 3-4主题 内容 要求 说明机械振动与机械波 简谐运动简谐运动的公式和图像单摆。周期公式受迫振动和共振机械波横波纵波横波的图像横波波长和频率与周期的关系波的干涉和衍射现象 多普勒效应|【新课标高考真题回练】1、 （2010 年新课标卷）33 （2）(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 轴上的 两点处， ，如图所示。两波源产生的简谐横波沿xOA、 =m轴相向传播，波速为 。己知两波源振动的初始相位相同。求：x4/ms( )简谐横波的波长：i( ) 间合振动振幅最小的点的位置。OA
2、2、 （2010 年海南卷）18(2)(6 分)右图为某一报告厅主席台的平面图，AB 是讲台， 、1S是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示报告者的声音放S大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫为了进免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为 340m/s，若报告人声音的频率为 136Hz，问讲台上这样的位置有多少个？.第 2 页 共 11 页3、 （2011 年新课标理综第 34 题） （1）运动周期为 T，振幅为 A，位于 x=0 点的被波源从平衡位置沿 y 轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿
3、x 轴正向传播，波速为 ，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点 p，关于质点 p 振动的说法正确的是_。A 振幅一定为 A B 周期一定为 TC 速度的最大值一定为 D 开始振动的方向沿 y 轴向上或向下取决去他离波源的距离E 若 p 点与波源距离 s= T，则质点 p 的位移与波源的相同4、 （2011 年海南卷）（1） （4 分）一列简谐横波在 t=0 时的波形图如图 所示。 介质中 x=2m 处的质点 P 沿 y 轴方向做简谐运动的表达式为 y=10sin（5t）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母。选对 1 个给 2 分，选对 2 个给 4 分
4、；选错 1 个扣 2 分，最低得 0 分）。A.周期为 4.0s B.振幅为 20cmC.传播方向沿 x 轴正向 D.传播速度为 10m/s5、(2012 年全国新课标)（1） （6 分）一简谐横波沿 x 轴正向传播， t=0 时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m 处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在 t=0 时刻的运动方向沿 y 轴_（填“正向”或“负向” ） 。已知该波的波长大于 0.30m，则该波的波长为_m。6、 （2012 年海南卷） （1） （4 分）一列简谐横波在 t=0 时的波形图如图所示。介质中 x=2m 处的质点 P 沿 y 轴方向做简谐运动的表达式为 y=10s
5、in（5t）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母。选对 1个给 2 分，选对 2 个给 4 分；选错 1 个扣 2 分，最低得 0 分）。A.周期为 4.0s B.振幅为 20cmC.传播方向沿 x 轴正向 D.传播速度为 10m/s一、简谐振动：简谐运动的公式和图像、 单摆、周期公式 、受迫振动和共振1、简谐振动(1)简 谐 运 动 是 最 简 单 的 机 械 振 动 形 式 ， 物 体 所 受 回 复 力 F 与 物 体 离 开 平 衡 位 置 的 位 移 成 正第 3 页 共 11 页比 ， 与 位 移 方 向 相 反 .判 断 振 动 是 否 是 简 谐 运
6、动 的 依 据 是 ： 分 析 回 复 力 是 否 满 足 Fkx，满足这一特征则为简谐运动.(2)回复力是按力的效果命名的，单独的一个力、几个力的合力、某个力的分力都可以担当回复力.所以，首先应对振动的物体进行全面的受力分析，寻找出是什么力担当回复力，而不能凭空添加一个回复力.(3)当物体做简谐运动时，运动的周期是完成一次全振动所用的时间.全振动是指：从物体在某一位置的运动开始，直到物体下一次以相同的速度到达该位置的过程.(4)若 简 谐 运 动 的 位 移 图 象 如 图 ， 那 么 该 振 动 图 象 的 解 析 式 是 ：，简谐运动的表达式为： 2sini tTAtx. )()( 00
7、简谐运动的对称性和周期性1.空间上的对称性：振子经过关于平衡位置对称的两个位置，速度大小、位移大小、加速度大小、回复力大小、动量大小、动能、势能都相等；关于平衡位置对称的两段位移，振子经过所用的时间相等.2.时 间 上 的 周 期 性 ： 若 t2 t1 nT(n 1,2,3)， 则 t1、 t2 两 时 刻 振 子 在 同 一 位 置 .若t2 t1 nT (n0,1，2) ，则 t1、t 2 两时刻，描述振子运动的物理量(x、a、v) 均大小相T等，方向相反.若 t2t 1nT (n0,1,2) 或 t2t 1nT (n0,1,2) ，则若 t1 时刻443T振子到达最大位移处，那么 t2
8、 时刻振子到达平衡位置，反之亦然.简谐运动的图象反映同一质点偏离平衡位置的位移随时间变化的规律.1.从简谐运动图象可直接读出在不同时刻的位移值，从而知道位移 x 随时间 t 的变化情况.2.可以确定振幅，如图所示.3.可以确定振动的周期和频率，如图所示.4.可以用作曲线上某点切线的办法确定各时刻质点的速度的大小和方向.5.由于简谐运动的加速度与位移大小成正比，方向相反，故可以根据图象上各时刻的位移变化情况确定质点加速度的变化情况.2、单摆单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型; 1单摆的等时性，在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等无关; 2单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供
9、，当最大摆角 0.5m。在某一时刻开始计时，质点 A 处于最大正位移处，经过 0.1s，第二次回到平衡 位置，此时质点B 达到最大正位移处。请在图中画出 0.1s 时刻，质点 A、 B 之间的波形图。并计算这列波的波速是多大？A B波的干涉和衍射现象 例 1、 （四川省成都市 2012 届高三第一次诊断性检测理综卷）如图所示，在同一种均匀介质中的一条 直线上，两个振源 A、 B 相距 8 m。在 t0 = 0 时刻， A、 B 开始振动，它们的振幅相等，且都只振 动了一个周期， A、 B 的振动图象分别如图甲、乙所 示 。 若 A 振动 形成的横波向右传播， B 振动形成的横波向左传播，波速均
10、为 10 m/s，则（ ）A. t1=0. 2 s 时刻，两列波相遇B. 两列波在传播过程中，若遇到大于 1m 的障碍物，不能发生明显的衍射现象C. 在两列波相遇过程中，AB 连线中点 C 处的质点的振动速度始终为零D. t2=0. 8 s 时刻， B 处质点经过平衡位置且振动方向向下 APS第 9 页 共 11 页例 2、(2012 上海虹口期末） 小河中有一个实心桥墩 P，A 为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视如右图所示，小河水面平静。现在 S 处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶 A 振动起来，可以采用的方法是（ ） （A）提高拍打水面的频率（B）降低拍打水面的频率（C）无论怎
11、样拍打，A 都不会振动起来（D）无需拍打，A 也会振动起来例 3、 （2012 年 2 月江西九江市七校联考）下列物理现象中：（1）在春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；（2） “闻其声而不见其人” ；（3）学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；（4）当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的( )A反射、衍射、干涉、多普勒效应 B折射、衍射、多普勒效应、干涉C反射、折射、干涉、多普勒效应 D衍射、折射、干涉、多普勒效应【自我演练】1、 （福建省厦门双十中学 2012 届高三 5 月热身卷理科综合）如图所示，图（a）为一波源的共振曲线，图
12、（b）中的 a 表示该波源在共振状态下的振动形式沿 x 轴传播过程中形成的机械波在 t=0 时刻的波形曲线。则下列说法错误的是（ ）A图（a）中，若驱动力周期变小共振动曲线的峰将向频率 f 大的方向移动B图（b）中，波速一定为 1.2m/sC图（b）中，a 、 b 波形时间间隔可能为 2.5sD图（b）中，遇到宽度为 2m 的狭缝能发生明显的衍现象2、 （陕西省西安市 2012 届高三第一次质量检测试题理综卷）图甲为一列简谐横波在t=0.10s 时刻的波形图 ，P 是平衡位置为 x =1m 处的质点， Q 是平衡位置为 x=4m 处的质点，图乙为质点 Q 的振动图象,则A.t=0.10s 时，
13、质点 Q 的速度方向向上B.该波沿 x 轴正方向的传播C.该波的传播速度为 40m/s第 10 页 共 11 页D.从 t= 0.10s 到 t= 0.25s，质点 P 通过的路程为 30 cm3、 （湖北省部分重点中学 2013 届高三上学期起点考试理科综合试题） 一列简谐横波向右传播，在其传播路径上每隔 L=0.1m 选取一个质点，如图甲所示， t=0 时刻波恰传到质点1，并立即开始向上振动，经过时间t=0.3s，所选取的 1-9 号质点间第一次出现如图乙所示的波形，则下列判断正确的是：（选对一个给 3 分，选对两个给 4 分，选对 3 个给 6 分。每选错一个扣 3 分，最低得分为 0
14、分）At=0.3s 时刻，质点 1 向上运动 Bt 0.3s 时刻，质点 8 向下运动Ct=0 至 t0.3s 内，质点 5 运动的时间只有 0.2s D该波的周期为 0.2s，波速为 4m/s E该波的周期为 0.3s，波速为 2.67m/s4、 （辽宁省五校协作体 2012-2013 学年度高三上学期初联考物理试题）如图所示，质点 O 在垂直 x 轴方向上做简谐运动，形成了沿 x 轴传播的横波。在 t=0 时刻，质点 O 从平衡位置开始向上运动，经 0.2s 第一次形成图示波形，则下列判断正确的是（ ） At=0.4s 时，质点 A 第一次到达波峰Bt=1.2s 时，质点 A 在平衡位置，
15、速度沿 y 轴正方向Ct=2s 时，质点 B 第一次到达波谷Dt=2.6s 时，质点 B 的加速度达到最大5、 （河南省新乡许昌平顶山三市 2013 届高三第一次调研考试理科综合能力测试）如图所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，实线为 t1=0 时的波形图，虚线为 t2 =0.06s 时的波形图，则 t=0 时质点 P 向 y 轴 _(选填“正”或“ 负” ）方向运动。已知周期T0.06s，则该波的传播速度为 _m/s。6、 （2013 河南三市联考）如图所示，一列简谐横波沿 x 轴 正方向传播，实线为 t1=0 时的波形图，虚线为 t2 =0.06s 时的波形图，则 t=0 时 P 质点向 y 轴_(选填“正”或“负” ）方向运动。已知周期 T0. 06s,则该波的传播速度为_m/s。7、 （2013 河南开封一模）在某一均匀介质中由波源 O 发出的简谐横波在 x 轴上传播，某时刻的波形如图，其波速为 5 ms，则下列说法正确的是第 11 页 共 11 页A此时P、Q 两点运动方向相同B再经过 05s 质点 N 刚好在（-5m，20cm）位置C能与该波发生干涉
