高考物理二轮复习专题机械振动和机械波讲含解析.doc

机械振动和机械波

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考点考纲要求

专家解读

1简谐运动

Ⅰ本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系、波动图象与振动图象的结合，题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下。复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义。2简谐运动的公式和图象Ⅱ3单摆、周期公式Ⅰ4受迫振动和共振Ⅰ5机械波Ⅰ6横波和纵波Ⅰ7横波的图象Ⅱ8波速、波长和频率(周期)的关系

Ⅰ9波的干涉和衍射现象Ⅰ10多普勒效应

Ⅰ

11

实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度

错误！未指定书签。纵观近几年高考试题，预测

2019年物理高考试题还会考：

1、在新课标全国卷中，对本部分知识的考查是在选考题中出现。从近几年的高考试题来看，主要考查简谐运动的图像、波动图像以及波的传播规律等；

考点定位】简谐振动

；自由落体运动.

【规律总结】首先要搞清简谐振动的特点及自由落体运动的规律；然后通过物块及小球的位置关系进行讨论.

【趁热打铁】如左图所示，t=0时刻，与M 点间的距离为15m 的波源O 点由平衡位置开始上下振动，形成一

列沿直线OM 传播的简谐横波．右图为质点M 的振动图象．下列判断正确的是

_________．（填正确答案标号．选

对1个得2分，选对2个得4分．选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）

错误！未指定书签。A ．波源O 的振动周期为3s B ．这列波的传播速度为

2.5m/s

C ．t =0时刻，波源O 振动的方向沿y 轴负方向

D．在0~9s时间内，这列波的传播距离为12m

E．在0~9s时间内，质点M的路程为6cm

【答案】 BCE

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案例2．一“根不可伸长的细线。上端悬挂在O点。下端系一个小球,如图(1)所示,某同学利用此装置来探究周期与摆长的关系。该用学用米尺测得细线两端的长度,用卡尺测量小球的直径,二着相加为l,通过改变细线的长度,测得对应的周期T,得到该装置的图象如图(2)所示利用所学单摆相关知识,选择下列说法正确的选项(取) _________

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A.T=2s时摆长为为1m

B.T=2s时摆长为0.994m

C．摆球半径为0.006m

D．当地重力加速度为9.80m/s2

E.当地重力加速度为9.86m/s2

【答案】 BCD

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点睛：该题是一道非常新颖的题，通过单摆的周期公式较好的考查了学生的读图能力和推导能力，解答该

题时学生比较易凭借思维定式错选A，同时不经过CD的解答直接把g当做已知量来解答AB．

【正解】

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7s时振子的位置应该和1s时的位置相同，处于波峰位置，从而画出的乙观察到的振子的振动图象如图所示

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(2) 因为水波在7 s内传播了7 m，

所以波速为错误！未指定书签。

又由图象得T＝2 s，

根据

所以λ＝2 m。

点睛：本题考查振动图象的画法，画的过程注意周期和开始的位置及振动方向，并掌握的应用，注意波动图象与振动图象的区别。

考向02 机械波

1.讲高考

（1）考纲要求

知道机械波的特点和分类；掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象.3.理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件．

（2）命题规律

考查的热点有波的图象以及波长、波速、频率的关系题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与

振动的综合也有计算题的形式考查．

案例1．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是

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A. 0.60 m

B. 0.30 m

C. 0.20 m

D. 0.15 m

【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）

【答案】 B

【解析】可以画出PQ之间的最简单的波形，如图所示：

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同时由于PQ可以含有多个完整的波形，则：错误！未指定书签。

整理可以得到：错误！未指定书签。

当时，

当时，，故选项B正确，ACD错误。

点睛：解决机械波的题目关键在于理解波的周期性，即时间的周期性或空间的周期性，得到波长的通项，

再求解处波长的特殊值。考点定位】机械波的传播、质点的振动

【名师点睛】本题知道两个时刻的波形，可以运用波形的平移法分析波传播的最短距离，要理解“该简谐

波的周期大于0.5 s”表达的意义。

2．讲基础

（1）机械波的形成条件：①波源；②介质．

（2）机械波的特点

①机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移．②介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同．③各质点开始振动

(即起振)的方向均相同．

④一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A ，位移为零．

（3）波长、波速、频率及其关系

①波长：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，用λ表示．

②波速：波在介质中的传播速度．由介质本身的性质决定；波速的计算公式：v ＝λT 或t

x v

。

③频率：由波源决定，等于波源的振动频率．

【趁热打铁】如图所示,实线和虚线分别是沿x 轴传播的一列简谐横波在t=0和t'=0.06s 时刻的波形。已

知在t=0时刻,x=1.5m 处的质点向y 轴正方向运动。错误！未指定书签。

①判断该波的传播方向并求出该波的最小频率;

②若3T<0.06s<4T,求该波的波速。【答案】 (1) 12.5 Hz (2) 75 m/s

【解析】

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（2）由图知：若时，n=3，，T=0.016s ，则波速为：错误！未指定书签。

案例2．如图所示，实线和虚线分别是沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0和t ＝0.06s 时刻的波形图．已知

在t ＝0时刻，x ＝1.5m 处的质点向y 轴正方向运动．错误！未指定书签。(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；

(3)若3T