河南省高考物理三輪復(fù)習(xí)沖刺 易考知識點 機(jī)械振動和機(jī)械波.doc

河南2013年高考易考知識點三輪復(fù)習(xí)沖刺機(jī)械振動和機(jī)械波振動和波的知識雖然不多，但確是高考必考內(nèi)容。題型多以選擇題的形式出現(xiàn)，其中命題頻率較高的知識點是波的圖像，波的傳播，頻率、波長、波速的關(guān)系，能量問題，其次是單擺的周期、振動圖像。試題信息容量大，綜合性強(qiáng)，一道題往往考查多個概念和規(guī)律，特別是通過波的圖像綜合考查對波的理解能力、推理能力和空間想象能力。復(fù)習(xí)時重點仍為波的圖像，同時也應(yīng)對振動的規(guī)律及圖像加以重視?！绢}型示例】【示例1】在印度尼西亞的蘇門答臘島近海，地震引發(fā)了海嘯，造成了重大的人員傷亡，海嘯實際上是一種波浪運動，也可稱為地震海浪，下列說法中正確是a地震波和海嘯都是由機(jī)械振動引起的機(jī)械波b波源停止振動時，海嘯和地震波的傳播立即停止c地震波和海嘯都有縱波d從這個事件中可以看出機(jī)械波能將能量從振源向外傳播【解析】 地震波是地球內(nèi)部的劇烈振動從地球內(nèi)部到地表傳播形成的機(jī)械波，海嘯是【示例2】如圖51所示，位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓環(huán)軌道與水平面相切于m點，與豎直墻相切于a點，豎直墻上另一點b與m的連線和水平面的夾角為600，c是圓環(huán)軌道的圓心，d是圓環(huán)上與m靠得很近的一點（dm遠(yuǎn)小于cm）。已知在同一時刻：a、b兩球分別由a、b兩點從靜止開始沿光滑傾斜直軌道運動到m點；c球由c點自由下落到m點；d球從d點靜止出發(fā)沿圓環(huán)運動到m點。則bcamd圖51aa球最先到達(dá)m點 bb球最先到達(dá)m點cc球最先到達(dá)m點 dd球最先到達(dá)m點【解析】 設(shè)圓環(huán)的半徑為r，光滑軌道的傾角為q，小球沿光滑軌道下滑的加速度agsinq，由運動學(xué)公式，得，q45時t最小，且【示例3】如圖52所示，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x0.2 m和x1.2 m處，兩列波的速度均為v0.4 m/s，兩波源的振幅均為a2 cm。圖示為t0時刻兩列波的圖像(傳播方向如圖5所示)，此刻平衡位置處于x0.2 m和x0.8 m的p、q兩質(zhì)點剛開始振動.質(zhì)點m的平衡位置處于x0.5 m處，關(guān)于各質(zhì)點運動情況判斷正確的是圖52at1 s時刻，質(zhì)點m的位移為4 cmbt1 s時刻，質(zhì)點m的位移為+4 cmct0.75 s時刻，質(zhì)點p、q都運動到m點d質(zhì)點p、q的起振方向都沿y軸正方向【解析】 波的周期都為s1 s。波傳到m用時s0.75 s，剩下時間tt1s0.75 s0.25 s，是m點振動時間，由于兩波都使m點向下運動到【示例4】一列簡諧波沿x軸正向傳播。已知軸上x10處的質(zhì)點振動圖線如圖53甲所示，x21m處的振動圖線如圖53乙所示，則此列波的傳播速度可能是a1000m/sb333 m/s c143 m/s d111 m/s 圖53甲乙圖54【解析】 根據(jù)甲圖的振動圖像，t0時刻x10處的質(zhì)點處于波峰，根據(jù)乙圖的振動圖像，x21m處的質(zhì)點處于平衡位置且向下振動，可畫出t0時刻的波形圖，如圖54所示。（兩質(zhì)點之間還可能有多個波長未畫出）由振動圖像得周期s，由波形圖得，即。波速當(dāng)時，b項正確；當(dāng)時， ，c項正確，時，n再增大，v減小，所以a項、d項都不正確?！敬鸢浮縝c【名師解讀】本題涉及到振動圖像、波長、波速、頻率（周期）等知識點，考查理解能成解答的不完整?！緦＜翌A(yù)測】1一個波源在繩的左端發(fā)出半個波：頻率為f1，振幅為a1；同時另一個波源在繩的右端發(fā)出半個波：頻率為f2，振幅為a2.p為兩波源的中點，由圖可知，下列說法中不正確的是()a兩列波同時到達(dá)兩波源的中點pb兩列波相遇后，p點波峰值可達(dá)a1a2c兩列波相遇后，各自仍保持原來的波形獨立傳播d兩列波相遇時，繩上波峰可達(dá)a1a2的點只有一點解析：選b.波的傳播遵守獨立傳播原理和疊加原理，兩波由于波的傳播速率一樣，和p點的距離一樣，所以同時到達(dá)p點；兩波相遇后，繩上某點最大位移可以達(dá)到a1a2，但并不是p點，因為兩波相遇時，波峰到p點的距離不同2一列簡諧橫波t0時刻的波形如圖中的實線所示，t0.02 s時刻的波形如圖中虛線所示若該波的周期t0.02 s，則該波的傳播速度可能是()a2 m/s b3 m/sc4 m/s d5 m/s解析：選b.由于周期大于0.02 s，當(dāng)波沿x軸正向傳播時，波傳播的距離為x10.02 m，波速v1 m/s1 m/s；當(dāng)波沿x軸負(fù)向傳播時，波傳播的距離為x20.06 m，波速v2 m/s3 m/s，故b選項正確3一列橫波沿x軸正向傳播，a、b、c、d為介質(zhì)中沿波傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位置某時刻的波形如圖甲所示，此后，若經(jīng)過周期開始計時，則圖乙描述的是() 4一單擺做小角度擺動，其振動圖像如圖所示，以下說法正確的是()at1時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最小bt2時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最小ct3時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最大dt4時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最大【答案】d【解析】單擺在平衡位置時位移為零，速度最大，其對懸線的拉力最大，在最大位移處，速度為零，對懸線的拉力最小，d正確5在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦的探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個配重桿的方法，解決了這一問題，在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的主要目的是()a加大飛機(jī)的慣性b使機(jī)體更加平衡c使機(jī)翼更加牢固 d改變機(jī)翼的固有頻率【答案】d【解析】飛機(jī)飛上天后，在氣流周期性驅(qū)動力作用下作受迫振動，機(jī)翼越抖越厲害說明氣流驅(qū)動力周期與機(jī)翼的固有周期非常接近或相等在機(jī)翼前緣處裝置配重桿，目的是通過改變機(jī)翼的質(zhì)量來改變其固有頻率，使驅(qū)動力頻率與固有頻率相差較大，從而實現(xiàn)減振目的，故d選項正確6如圖所示，ac為一段很短的光滑圓弧軌道，軌道半徑為r，d為ac上的一點現(xiàn)將同一小球先后從c、d兩點由靜止釋放，到達(dá)a點的速度分別為v1、v2，所用時間為t1、t2，則()av1v2，t1t2 bv1v2，t1t2cv1v2，t1t2 dv1v2，t1t2 7如圖所示兩木塊a和b疊放在光滑水平面上，質(zhì)量分別為m和m，a與b之間的最大靜摩擦力為fm，b與勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接構(gòu)成彈簧振子，為使a和b在振動過程中不發(fā)生相對滑動，則()a它們的振幅不能大于fmb它們的振幅不能大于fmc它們的最大加速度不能大于d它們的最大加速度不能大于【答案】bd【解析】為使a和b在振動過程中不發(fā)生相對滑動，在最大振幅時，是加速度的最大時刻，這時對a研究則有：fmmam，對整體研究，最大振幅即為彈簧的最大形變量，ka(mm)am，得afm，a錯誤，b正確；最大加速度為，c錯誤，d正確8一簡諧橫波以4 m/s的波速沿x軸正方向傳播已知t0時的波形如圖所示，則()a波的周期為1 sbx0處的質(zhì)點在t0時向y軸負(fù)向運動cx0處的質(zhì)點在t s時速度為0dx0處的質(zhì)點在t s時速度值最大 9任何簡諧運動的周期公式都可以表示為t2，式中t為簡諧運動的周期，m為振動物體的質(zhì)量，k為回復(fù)力f與位移x的關(guān)系式(即fkx)中的比例系數(shù)如圖甲所示的實驗裝置是用來測量彈簧勁度系數(shù)和滑塊質(zhì)量所用的彈簧振子，m為待測滑塊(滑塊上可增加砝碼)，與滑塊相連的兩輕質(zhì)彈簧a、b完全相同整個裝置置于水平氣墊導(dǎo)軌上，氣墊導(dǎo)軌可使滑塊在運動過程中不受摩擦力，a彈簧的左端和b彈簧的右端固定在氣墊導(dǎo)軌上為了測出滑塊未加砝碼時的質(zhì)量及彈簧a的勁度系數(shù)，某同學(xué)用秒表分別測出了加上不同質(zhì)量的砝碼時的滑塊做簡諧運動的周期，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表所示圖甲實驗次數(shù)所加砝碼質(zhì)量(kg)50個周期的時間t(s)振動周期t(s)t2的值(s2)10.10038.70.7740.59920.20042.40.8480.71930.30045.80.9160.83940.40049.00.9800.96050.50051.91.041.0860.60054.91.101.21(1)為了減小實驗誤差，可用秒表測出滑塊運動50個周期的總時間t，再得到周期t，測量時以滑塊_開始計時有利于減小計時誤差a開始運動時 b到達(dá)最大位移處時c通過平衡位置時(2)如圖乙為某次測量50個周期時秒表的示數(shù)，則該振動的周期為_s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)根據(jù)表格記錄的實驗數(shù)據(jù)，在如圖丙所示的坐標(biāo)紙上，以m(滑塊上所加砝碼的質(zhì)量)為橫坐標(biāo)，t2為縱坐標(biāo)，作出t2m圖像圖中已描出4個點，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)描出另外兩點，并完成t2m圖像(4)根據(jù)t2m圖像可得出未加砝碼時滑塊的質(zhì)量為_kg，彈簧a的勁度系數(shù)為_n/m.(取210，最后結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (4)由t2得t2m，由表達(dá)式可知，t2m圖象的斜率為，求得k35n/m，從圖象中可得未加砝碼時的周期為0.5s，求得質(zhì)量為0.22kg.10如圖所示，甲是一個單擺振動的情形，o是它的平衡位置，b、c是擺球所能到達(dá) 11如圖所示是某同學(xué)設(shè)計的測量物體質(zhì)量的裝置其中p是光滑水平面，n是質(zhì)量為m的帶夾子的金屬盒，金屬盒兩端分別連接輕質(zhì)彈簧；q是固定于盒子上的遮光片，利用它和光電計時器能測量金屬盒振動時的頻率已知彈簧振子做簡諧運動時的周期t2，其中m是振子的質(zhì)量，k是常數(shù)當(dāng)空盒振動時，測得振動頻率為f1；把一物體夾在盒中，并使其振動時，測得頻率為f2.你認(rèn)為這套裝置能測量物體的質(zhì)量嗎？如果不能，請說明理由；若能，請求出被測物體的質(zhì)量 12將一測力傳感器連接到計算機(jī)上就可以測量快速變化的力圖甲中o點為單擺的固定懸點，將傳感器接在擺球與o點之間，現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點)拉到a點，此時細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直面內(nèi)的a、b、c之間來回擺動，其中b點為運動中的最低位置，aobcob，10且是未知量圖乙表示由計算得到的細(xì)線對擺球的拉力大小f隨時間t變化的曲線，且圖中t0時刻為擺球從a點開始運動的時刻試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖中)所給的信息求：(g10m/s2)(1)單擺的振動周期和擺長(2)擺球的質(zhì)量(3)擺球運動過程中的最大速度【答案】(1)0.4s0.4m(2)0.05kg(3)0.283m/s【解析】(1)由題意和圖象知：單擺周期t0.4s由t2得l0.4m(2)在a點：f1mgcos在b點：f2mgmv2/lab過程中機(jī)械能守恒，所以mgl(1cos)mv2解得：3mgf22f1m0.05kg(3)由式可得v0.283m/s 13如圖甲所示，在水平面內(nèi)的三個質(zhì)點分別位于直角三角形abc的頂點上，已知ab6 m，ac8 mt00時刻a、b開始振動，波動圖象均如圖乙所示，所形成的機(jī)械波在水平面