2017-2018学年高中物理 考点15 机械振动与机械波(含2015年高考试题)新人教版
高中物理知识点之机械振动与机械波
高中物理知识点之机械振动与机械波机械振动与机械波是高中物理中的重要知识点，涉及到物理学中的振动和波动的相关理论及应用。
下面将从机械振动的基本概念、机械振动的特性、机械波的传播和机械波的特性等方面进行详细介绍。
一、机械振动的基本概念机械振动是物体在作用力的驱动下沿其中一轴向或其中一平面上来回往复运动的现象。
常见的机械振动有单摆振动、弹簧振动等。
1.单摆振动：单摆是由一根细线或细杆悬挂的可以在竖直平面内摆动的物体。
摆动过程中，单摆的重心沿圆弧形轨迹在竖直平面内来回运动。
2.弹簧振动：弹簧振动是指将一端固定，另一端悬挂质点的弹簧在作用力的驱动下做往复振动的现象。
弹簧振动有线性振动和简谐振动两种形式。
二、机械振动的特性1.幅度：振动中物体运动的最大偏离平衡位置的距离。
2.周期：振动一次所需要的时间，记为T。
3.频率：振动在单位时间内所完成的周期数，记为f。
频率和周期之间的关系为f=1/T。
4.角频率：单位时间内振动角度的增量，记为ω。
角频率和频率之间的关系为ω=2πf。
5.相位：刻画振动状态的物理量。
任何时刻振动的状态都可由物体与参照物的相对位移和相对速度来描述。
三、机械波的传播机械波是指质点或介质在空间传播的波动现象。
按传播方向的不同，机械波可以分为纵波和横波。
1.纵波：波动传播的方向与波的传播方向一致。
纵波的传播特点是质点沿着波动方向做往复运动，如声波就是一种纵波。
2.横波：波动传播的方向与波的传播方向垂直。
横波的传播特点是质点沿波动方向做往复运动，如水波就是一种横波。
四、机械波的特性1.波长：波的传播方向上，相邻两个相位相同的点之间的距离。
记为λ。
2.波速：波的传播速度。
波速和频率、波长之间的关系为v=λf。
3.频率：波动现象中，单位时间内波的传输周期数。
记为f。
4.能量传递：机械波在传播过程中，能量从一个质点传递到另一个质点，并随着传播的距离逐渐减弱。
5.反射和折射：机械波在传播过程中，遇到不同介质的边界时会发生反射和折射现象。
高三物理第一轮复习：机械振动、机械波鲁教版
高三物理第一轮复习：机械振动、机械波鲁教版【本讲教育信息】 一. 教学内容：机械振动、机械波本章的知识点： （一）机械振动 1、简谐运动（1）机械振动和回复力回复力f ：使振动物体返回平衡位置的力叫做回复力。
它时刻指向平衡位置。
回复力是以效果命名的力，它是振动物体在振动方向上的合外力，可能是几个力的合力，也可能是某一个力的分力。
并不一定是物体受的合外力。
（2）弹簧振子的振动①弹簧振子：一个物体和一根弹簧构成弹簧振子。
需要条件：物体可视为质点，弹簧为轻质弹簧，忽略一切阻力和摩擦。
②简谐振动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动。
受力特征：f =－kx 。
可以由回复力f =－kx 证明一种运动为简谐运动。
2、振动的描述①简谐运动的振幅、周期和频率：振幅A ：物体偏离平衡位置的最大距离。
标量，反映振动的强弱和振动的空间范围。
周期T 和频率f ：描述振动快慢的物理量。
其大小由振动系统本身的性质决定，所以也叫固有周期和固有频率。
②简谐运动的振动图像：物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律。
横轴表示时间，纵轴表示质点在不同时刻偏离平衡位置的位移。
需要注意的是振动图像不是质点的运动轨迹。
简谐运动的振动图像为正（余）弦函数曲线。
振动图像的应用：①可读取A 、T 及各时刻的位移；②判断v 、x 、f 、a 、的方向及变化情况和E k 、E p 的变化情况。
③简谐运动的公式表达；t TA x π2sin= 3、单摆①单摆，在小振幅条件下单摆作简谐振动在一条不可伸长的轻质细线下端拴一质点，上端固定，这样的装置就叫单摆。
单摆振动在偏角很小（θ＜5°）的情况下，才可以看成是简谐运动。
单摆做简谐运动的回复力为重力在垂直于摆线方向上的分力。
等效摆长：单摆的摆长是悬点到球心的距离。
图1单摆模型中的摆长为圆的半径减去球的半径，图2中的摆长不断的在变化，它先以摆长l 1摆动半个周期，再以摆长l 2摆动半个周期。
高考理综物理知识点总结考点复习机械振动与机械波
高考理综物理知识点总结考点复习 机械振动与机械波1.（15北京卷）周期为2.0S 的简谐横波沿X 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波沿X 轴正方向传播，波速s m 20=υ沿X 轴正方向传播，波速m 10=υ沿X 轴负方向传播，波速s m 20=υ沿X 轴负方向传播，波速m 10=υ答案：B解析：根据机械波的速度公式v=T λ,由图可知波长为 20m ，再结合周期为2.0s ，可以得出波速为 10m/s.应用“上下坡法”方法判断波沿 x 轴正方向传播.故答案为 B 选项.2.（15海南卷）一列沿x 轴正方向传播的简谱横波在t =0时刻的波形如图所示，质点P 的x坐标为3m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s.下列说法正确的是A. 波速为4m/sB. 波的频率为1.25HzC. x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波谷D. x 的坐标为22m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波峰E. 当质点P 位于波峰时，x 坐标为17m 的质点恰好位于波谷答案：BDE解析：任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ，则，解得,从图像中可知，所以根据公式，故A 错误；根据公式可得波的频率为1.25Hz ，B 正确；x 坐标为15m 的质点和x 坐标为3m 的质点相隔12m ，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x 坐标为3m 的质点经过t =0.2s 即四分之一周期振动到平衡位置，所以x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时振动到平衡位置，C 错误；x 的坐标为22m 的质点和x 的坐标为2m 的质点为同相点，x 的坐标为2m 的质点经过t =0.2s 即四分之一周期恰好位于波峰，故x 的坐标为22m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波峰，D 正确；当质点P 位于波峰时，经过了半个周期，而x 坐标为17m 的质点和x 坐标为1m 的质点为同相点，经过半个周期x 坐标为1m 的质点恰好位于波谷，E 正确；3.（15重庆卷）题11图2为一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P 的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P 点此时的振动方向.答案：；P 点沿y 轴正向振动解析： 由波形图可知 1.0m λ= 距 2.5/v m s T λ==波沿x 轴正方向，由同侧法可知P 点沿y 轴正向振动.4.（15新课标2卷）平衡位置位于原点O 的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播，P 、Q 为x 轴上的两个点（均位于x 轴正向），P 与Q 的距离为35cm ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T =1s ，振幅A =5cm.当波传到P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s ，平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置，求：（ⅰ）P 、Q 之间的距离（ⅱ）从t =0开始到平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程.解析：（1）由题意，O 、P 两点的距离与波长满足：λ45=OP 波速与波长的关系为：T v λ=在t =5s 时间间隔内波传播的路程为vt ，由题意有：4λ+=PQ vt2.5/v m s =综上解得：PQ =133cm（2）Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：T t t 451+= 波源由平衡位置开始运动，每经过4T ，波源运动的路程为A ，由题意可知：T t 41251⨯= 故t 1时间内，波源运动的路程为s =25A =125cm。
高考物理一轮复习第十五章机械振动和机械波15.2机械波课件
的频率发生了变化．
即时突破
判断正误．
1．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象．( × )
2．一切波都能发生衍射现象．( √ ) 3．多普勒效应说明波源的频率发生变化．( × )
(3)多普勒效应的产生
①当波源和观察者相对于介质都不动时，观察者接收到的波的频率等于波源的
频率． ②波源相对于介质不动，当观察者靠近波源运动时，观察者接收到的波的频率 增大；当观察者远离波源运动时，观察者接收到的波的频率减小，当观察者运动的 速度与波速相等时接收不到波．
③观察者相对于介质不动，当波源接近观察者时，观察者接收到的波的频率增
4 ．观察者接收到的波的频率发生变化的原因是观察者与波源之间有相对运 动．( √ )
2
抓重难点
动手演练
掌握提分技巧
重难点 1
波动图象与波速公式的应用
1．波动图象的信息(如右图所示)
(1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移． (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小． (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的 传播方向．
迁移 ． (2)质点不随波_________ 3．机械波的分类 垂直 (1)横波：振动方向与传播方向__________ ，有波峰和波谷． 在同一直线上 ，有疏部和密部． (2)纵波：振动方向与传播方向_______________
4．机械波的描述
相同的两个_______ 相邻 质点间的距离． (1)波长(λ)：在波动中，振动相位总是______ 波长 ． ①在横波中，两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于________ ②在纵波中，两个相邻密部(或疏部)间的距离等于_________ 波长 ． (2)频率(f)：波的频率等于波源振动的频率． (3)波速(v)：单位时间内机械波在介质中所传播的距离． λ (4)波长、频率(或周期)和波速的关系：v＝ ＝λf. T
高考物理第六章机械振动和机械波知识点优选份
高考物理第六章机械振动和机械波知识点优选份高考物理第六章机械振动和机械波知识点 1一、机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫机械振动。
1、平衡位置：机械振动的中心位置;2、机械振动的位移：以平衡位置为起点振动物体所在位置为终点的有向线段;3、回复力：使振动物体回到平衡位置的力;(1)回复力的方向始终指向平衡位置;(2)回复力不是一重特殊性质的力，而是物体所受外力的合力;4、机械振动的特点：(1)往复性; (2)周期性;二、简谐运动：物体所受回复力的大小与位移成正比，且方向始终指向平衡位置的运动;(1)回复力的大小与位移成正比;(2)回复力的方向与位移的方向相反;(3)计算公式：F=-Kx;如：音叉、摆钟、单摆、弹簧振子;三、全振动：振动物体如：从0出发，经A,再到O，再到A/,最后又回到0的周期性的过程叫全振动。
例1：从A至o,从o至A/,是一次全振动吗?例2：振动物体从A/,出发，试说出它的一次全振动过程;四、振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离。
1、振幅用A表示;2、最大回复力F大=KA;3、物体完成一次全振动的路程为4A;4、振幅是表示物体振动强弱的物理量;振幅越大，振动越强，能量越大;五、周期：振动物体完成一次全振动所用的时间;1、T=t/n (t表示所用的总时间，n表示完成全振动的次数)2、振动物体从平衡位置到最远点，从最远点到平衡为置所用的时间相等，等于T/4;六、频率：振动物体在单位时间内完成全振动的次数;1、f=n/t;2、f=1/T;3、固有频率：由物体自身性质决定的频率;七、简谐运动的图像：表示作简谐运动的物__移和时间关系的图像。
1、若从平衡位置开始计时，其图像为正弦曲线;2、若从最远点开始计时，其图像为余弦曲线;3、简谐运动图像的作用：(1)确定简谐运动的周期、频率、振幅;(2)确定任一时刻振动物体的位移;(3)比较不同时刻振动物体的速度、动能、势能的大小：离平衡位置跃进动能越大、速度越大，势能越小;(4)判断某一时刻振动物体的运动方向：质点必然向相邻的后一时刻所在位置运动4、作受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率与其固有频率无关;物体发生共振的条件：物体的固有频率等于驱动力的频率;八、单摆:用一轻质细绳一端固定一小球，另一端固定在悬点的装置。
高中物理机械振动和机械波考点
高中物理机械振动和机械波考点机械振动和机械波作为高中物理学中重要的知识,在教学上既是重点内容又是难点内容，具体有哪些考点呢?下面是店铺给大家带来的高中物理机械振动和机械波考点，希望对你有帮助。
高中物理机械振动和机械波考点(一)机械振动1. 机械振动① 定义：物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。
回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。
② 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。
b、阻力足够小。
2. 简谐振动①定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。
简谐振动是最简单，最基本的振动。
研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置(平衡位置)为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。
因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=-kx，其中“-”号表示力方向跟位移方向相反。
② 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。
③ 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能(重力势能和弹性势能)都随时间做周期性变化。
3. 描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。
① 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。
② 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。
振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。
高三物理机械振动和机械波知识点总结
3. 描述简谐运动的物理量（1）位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅。
（2）振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱。
（3）周期T和频率f：表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f。
4. 简谐运动的图像（1）意义：表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹。
（2）特点：简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线。
（3）应用：可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。
二、弹簧振子定义：周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系。
如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中；是水平放置、倾斜放置还是竖直放置；振幅是大还是小，它的周期就都是T。
三、单摆1. 定义：摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点。
单摆是一种理想化模型。
2. 单摆的振动可看作简谐运动的条件是：最大摆角α<5°。
3. 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力。
4. 作简谐运动的单摆的周期公式为：T=2π（1）在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关。
（2）单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g有关.（3）摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L 应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度（一般情况下，等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值）。
四、受迫振动1. 受迫振动：振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。
2. 受迫振动的特点：受迫振动稳定时，系统振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关。
3. 共振：当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动物体的振幅最大，这种现象叫做共振。
高中物理选修知识点机械振动与机械波解析
机械振动与机械波简谐振动一、学习目标1.了解什么是机械振动、简谐运动2.正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
二、知识点说明1.弹簧振子(简谐振子)：(1)平衡位置：小球偏离原来静止的位置；(2)弹簧振子：小球在平衡位置附近的往复运动，是一种机械运动，这样的系统叫做弹簧振子。
(3)特点：一个不考虑摩擦阻力，不考虑弹簧的质量，不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。
2.弹簧振子的位移—时间图像弹簧振子的s—t图像是一条正弦曲线，如图所示。
3.简谐运动及其图像。
(1)简谐运动：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
(2)应用：心电图仪、地震仪中绘制地震曲线装置等。
三、典型例题例1：简谐运动属于下列哪种运动()A．匀速运动? ?B．匀变速运动C．非匀变速运动? ?D．机械振动解析：以弹簧振子为例，振子是在平衡位置附近做往复运动，并且平衡位置处合力为零，加速度为零，速度最大．从平衡位置向最大位移处运动的过程中，由F＝－kx可知，振子的受力是变化的，因此加速度也是变化的。
故A、B错，C正确。
简谐运动是最简单的、最基本的机械振动，D正确。
答案：CD简谐运动的描述一、学习目标1．知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。
2．知道振动物体的固有周期和固有频率，并正确理解与振幅无关。
二、知识点说明1.描述简谐振动的物理量，如图所示：(1)振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离，。
(2)全振动：振子向右通过O点时开始计时，运动到A，然后向左回到O，又继续向左达到，之后又回到O，这样一个完整的振动过程称为一次全振动。
(3)周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，符号T表示，单位是秒(s)。
(4)频率：单位时间内完成全振动的次数，符号用f表示，且有，单位是赫兹(Hz)，。
(5)周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量，周期越小，频率越大，振动越快。
高考物理知识点之机械振动与机械波
高考物理知识点之机械振动与机械波考试要点基本概念一、简谐运动的基本概念1．定义物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。
表达式为：F= -kx（1）简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。
也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。
（2）回复力是一种效果力。
是振动物体在沿振动方向上所受的合力。
（3）“平衡位置”不等于“平衡状态”。
平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。
（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态）（4）F=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。
凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。
2．几个重要的物理量间的关系要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移x、回复力F、加速度a、速度v这四个矢量的相互关系。
（1）由定义知：F∝x，方向相反。
（2）由牛顿第二定律知：F ∝a ，方向相同。
（3）由以上两条可知：a ∝x ，方向相反。
（4）v 和x 、F 、a 之间的关系最复杂：当v 、a 同向（即 v 、 F 同向，也就是v 、x 反向）时v 一定增大；当v 、a 反向（即 v 、 F 反向，也就是v 、x 同向）时，v 一定减小。
3．从总体上描述简谐运动的物理量振动的最大特点是往复性或者说是周期性。
因此振动物体在空间的运动有一定的范围，用振幅A 来描述；在时间上则用周期T 来描述完成一次全振动所须的时间。
（1）振幅A 是描述振动强弱的物理量。
（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变的）（2）周期T 是描述振动快慢的物理量。
（频率f =1/T 也是描述振动快慢的物理量）周期由振动系统本身的因素决定，叫固有周期。
2018高考物理二轮复习精品讲义15机械振动与机械波
机械振动与机械波本专题解决两大类问题：一是机械振动和机械波；二是光和电磁波．作为选修模块之一，每年高考试题中都独立于其他模块而单独命题，《考试说明》中除对波的图象、波速公式的应用和折射率要求较高外，其它内容要求都较低，命题方式仍然是小题的拼盘．高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方面：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③光的折射及全反射；④光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑤简谐运动的规律及振动图象；⑥电磁波的有关性质．机械波是高中物理的一个比较重要的知识，也是每年高考的必考内容， 高考中的热点内容主要包括振动和波的关系；波长、频率和波速的关系；波的图象及其应用等. 高考中机械波相关试题的特点是:(1)试题容量大、综合性强，一道题往往要考查多个概念或多个规律；(2)用图象考查理解能力和推理能力，特别是对波的图象的理解和应用。
本章所占的分值约为全卷总分的5%，个别年份将达到10 %以上,因此要认真对待，熟练掌握相关内容。
一、机械振动 1．简谐运动的对称性(1)振动质点经过关于平衡位置对称的两点时，位移x 、回复力F 、速度v 、加速度a 、动能E k 、势能E p 的大小都相等，其中回复力F 、加速度a 与位移x 方向相反，速度与位移x 的方向可能相同，也可能相反．(2)振动质点通过关于平衡位置对称的两段等长线段的时间相等． 2．简谐运动的周期性(1)周期性：简谐运动的位移x 、速度v 、加速度a 、回复力F 、动能E k 和势能E p 都随时间作周期性变化，x 、v 、a 、F 的变化周期为T ，E k 和E p 的变化周期为T 2.(2)质点在任意时刻开始计时的一个周期内通过的路程s ＝4A (A 为振幅)，半个周期内通过的路程s ＝2A .但从不同时刻开始计时的四分之一周期内，路程不一定等于振幅A .二、机械波1．波长、波速与频率(周期)的关系 v ＝λf ＝λT波的频率(周期)等于振源的频率(周期)，与介质无关，波从一种介质进入另一种介质，频率(周期)是不变的；波在介质中的传播速度v 由介质的性质决定；波长等于波在一个周期内向外传播的距离，其大小取决于波的频率及介质的性质(波速v )．波速也可用公式v ＝ΔxΔt 计算，其中Δx 为Δt 时间内波沿传播方向传播的距离．2．振动图象与波的图象的比较振动图象反映了一个质点的位移x (位置坐标)随时间t 变化的关系，波动图象反映了一系列质点在某一时刻相对其平衡位置的位移随质点的平衡位置变化的关系；由振动图象可确定周期T 、振幅A 、各时刻的位移及速度方向，由波动图象可确定波长λ、振幅A 、波峰和波谷的位置、各个质点的位置及速度方向(结合传播方向)．注意：(1)简谐运动与其在介质中的传播形成的简谐波的振幅、频率均相同． (2)简谐振动和简谐波的图象均为正弦(或余弦)曲线． (3)振动和波动的图象中质点振动方向判断方法不同．3．波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域互相隔开，这种现象叫波的干涉．路程差Δx ＝2n ＋12λ(n ＝0,1,2…)的点为振动减弱点；路程差Δx ＝nλ(n ＝0,1,2…)的点为振动加强点．4．波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象．发生明显衍射的条件是，波长大于障碍物、小孔的尺寸或差不多．三、振动图象与波动图象问题1．由振动图象判定质点在某时刻的振动方向振动图象中质点在某时刻的振动方向可根据下一个时刻(远小于T4)质点的位移(位置坐标)确定，也可根据图象中该时刻对应的曲线斜率的正负确定．2．波动图象中质点的振动方向与波的传播方向(1)“上下坡法”：将波形想象成一段坡路，沿着波传播的方向看，位于“上坡”处的各质点振动方向向下，位于“下坡”处的各质点振动方向向上．(2)微平移法：波的传播过程其实是波形沿传播方向的平移，作出微小时间Δt 后的波形，可确定各质点经Δt 后到达的位置，由此可确定各质点的振动方向．3．振动图象与波动图象结合 解答振动图象和波动图象结合的问题，应注意两种图象意义的理解，波动图象是某时刻一系列质点的振动情况的反映，振动图象是某一质点在不同时刻的振动情况的反映；其次要从一种图象中找到某一质点的振动信息，由此结合题设条件及相应的振动或波动规律推导另一种图象的相关情况．1.了解北京高考真题【2014北京高考】17．一简谐机械波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期T ．t =0时刻的波形如图1所示，a 、b 是波上的两个质点．图2是波上某一质点的振动图像．下列说法正确的是【 】 A ．t =0时质点a 的速度比质点b 的大 B ．t =0时质点a 的加速度比质点b 的小 C ．图2可以表示质点a 的振动 D ．图2可以表示质点b 的振动【2013北京高考】15. 一列沿x 轴正方向传播的间谐机械横波，波速为4m/s 。
高考物理专练题机械振动与机械波(试题部分)
高考物理专练题机械振动与机械波考点一机械振动1.[2020届河南中原大联考,34(1)](多选)如图所示,弹簧振子在BC间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm。
若振子从B到C的运动时间是1s,则下列说法中正确的是()A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是2s,振幅是5cmC.经过两次全振动,振子通过的路程是20cmD.从B开始经过3s,振子通过的路程是30cmE.振子从B到O的时间与从O到C的时间相等答案BDE2.(2019陕西二检,15)(多选)下列关于机械振动的有关说法正确的是()A.简谐运动的回复力是按效果命名的力B.振动图像描述的是振动质点的轨迹C.受迫振动的频率等于驱动力的频率D.当驱动力的频率等于受迫振动系统的固有频率时,振幅最大E.机械振动的振动能量对外传播时不需要依赖介质答案ACD3.[2019四川攀枝花二模,34(2)]弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t=0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t=0.2s时刻,振子速度第一次变为-v;在t=0.5s时刻,振子速度第二次变为-v。
①求弹簧振子的振动周期T;②若B、C之间的距离为25cm,求振子在4s内通过的路程;③若B、C之间的距离为25cm,从平衡位置开始计时,写出弹簧振子的位移表达式,并画出弹簧振子的振动图像。
答案①1s②200cm=2πrad/s③根据x=A sinωt,A=12.5cm,ω=2πT得x=12.5sin2πt(cm)振动图像如图所示。
考点二机械波1.[2019江西红色七校二模,34(1)](多选)一列简谐横波在介质中沿x轴负方向传播,t=0时刻的波形如图所示,此时刻质点P的位移为5cm,质点Q位于x=4m处。
从t=0时刻开始计时,当t=16.5s时质点Q刚好第3次到达波峰。
下列说法正确的是()A.该波的振动周期为4sB.该波的传播速度为4m/s3C.t=3s时质点P沿y轴负方向运动D.0~30s内质点Q通过的路程为2mE.0~3s内质点P通过的路程为10cm答案BCD2.(多选)图(a)为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P是平衡位置在x=1m处的质点,Q是平衡位置在x=4 m处的质点;图(b)为质点Q的振动图像,下列说法正确的是()A.波向左传播B.波速为40m/sC.t=0.1s时,质点P向y轴正方向运动D.从t=0到t=0.05s,质点P运动的路程为20cmE.从t=0到t=0.25s,质点Q运动的路程为50cm答案BCE3.(多选)图甲是一列简谐横波传播到x=5m的M点时的波形图,图乙是质点N(x=3m)从此时刻开始计时的振动图像,Q是位于x=10m处的质点,下列说法正确的是()A.这列波的波长是5mB.这列波的传播速度是1m/sC.当Q点开始振动时,M点位于波谷D.质点Q在6s时,第一次到达波峰E.这列简谐波由M点传播到Q点需要5s答案BCE方法1 判断波的传播方向和质点的振动方向的方法1.(多选)如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,P是参与波动的、离原点x1=2m处的质点,Q是参与波动的、离原点x2=4m处的质点。
2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论第1讲机械振动课件
• [解析] 振子从B→O→C仅完成了半次全 振动，所以周期T＝2×1s＝2s，振幅A＝ BO＝5cm，弹簧振子在一次全振动过程中 通过的路程为4A＝20cm，所以两次全振动 中通过路程为40cm,3s的时间为1.5T，所以 振子通过的路程为30cm。
3.如图所示为某弹簧振子在 0～5s 内的振动图象，由图可知，下列说法中正确 的是 导学号 51343442 ( C ) A．振动周期为 5s，振幅为 8cm B．第 2s 末振子的速度为零，加速度为负向的最大值 C．第 3s 末振子的速度为正向的最大值 D．从第 1s 末到第 2s 末振子在做加速运动
(3)振子由 P 到 O 所用时间等于由 O 到 P′所用时间，即 tPO＝tOP′。 (4)振子往复过程中通过同一段路程(如 OP 段)所用时间相等，即 tOP＝tPO。
• 5．能量特征 • 振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运 动过程中，系统动能与势能相互转化，系 统的机械能守恒。
(多选)一简谐振子沿 x 轴振动，平衡位置在坐标原点。t＝0 时刻振 4 子的位移 x＝－0.1m；t＝ s 时刻 x＝0.1m；t＝4s 时刻 x＝0.1m。该振子的振幅和 3 周期可能为 导学号 51343444 ( ACD) 8 A．0.1m， s 3 8 C．0.2m， s 3 B．0.1m,8s D．0.2m,8s
振动能量
振动物体的机械能
不变 ________
由产生驱动力的物体提供
振动物体获得的能量
最大 ________
• 思维辨析： • (1)简谐运动平衡位置就是质点所受合力为零的位置。 ( ) • (2)做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、 加速度、位移都是相同的。( ) • (3)做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度一定减 小。( ) • 答案：(1)× 简谐运动平衡位置处质点所受合力不一定 为零，如单摆模型。平衡位置处质点所受回复力为零。 (2)× 回复力、加速度、位移是相同的，但速度只是大 小相等，方向相反。 (3)√
高中物理-【机械波与机械振动】知识点总结
103(4)简谐运动的两种模型 模型弹簧振子单摆示意图简谐 运动 条件①弹簧质量可忽略 ②无摩擦等阻力 ③在弹簧弹性限度内①摆线为不可伸缩的轻细线 ②无空气等的阻力 ②最大摆角小于10° 回复力弹簧的弹力提供F=kx 摆球重力沿切向的分力 F 回＝－mg sin θ＝－mg lx 平衡 位置弹簧处于原长处最低点周期与振幅无关T ＝2πL g L 为摆长，表示从悬点到摆球重心的距离。
简谐运动的特点受力 特征 回复力F ＝－kx ，F (或a )的大小与x 的大小成正比，方向相反运动 特征 靠近平衡位置时，a 、F 、x 都减小，v 增大；远离平衡位置时，a 、F 、x 都增大，v 减小能量 特征振幅越大，能量越大。
在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒选修3-4 周期性特征质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为T2对称性特征关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等；由对称点到平衡位置O用时相等2.简谐运动的公式和图象(1)简谐运动的表达式①动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。
②运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相。
(2)简谐运动的图象①从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图甲所示。
②从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图象如图乙所示。
(3)根据简谐运动图象可获取的信息①振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)。
②某时刻振动质点离开平衡位置的位移。
③某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定。
高考物理一轮总复习第15章机械振动机械波第1讲机械振动课件
4．描述简谐运动的物理量
知识点 2 简谐运动的公式和图象 Ⅱ
1.表达式
(1)动力学表达式：F＝ －kx ，其中“－”表示回复力
与位移的方向相反。 (2)运动学表达式：x＝ Asin(ωt＋φ) ，其中 A 代表振
幅，ω＝2πf 表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的 相位，φ 叫作 初相 。
2.简谐运动的图象 (1)图象如图：
(2)物理意义：表示振动质点的位移随 时间 的变化规 律。
知识点 3 单摆、周期公式 Ⅰ 简谐运动的两种模型
知识点 4 受迫振动和共振 Ⅰ
1.受迫振动 系统在 周期性驱动力
作用下的振动。做受迫振
动的物体，它做受迫振动的周期(或频率)等于 驱动力 的周 期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率) 无关 。
(3)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于 5°)， 然后释放小球，从摆到平衡位置处开始计时，记下单摆摆动 30～50 次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单 摆的振动周期。
(4)改变摆长，重做几次实验。
(5)数据处理 ①公式法：g＝4Tπ22l。 ②图象法：画 l-T2 图象。 g＝4π2k，k＝Tl2＝ΔΔTl2。
3．[单摆]做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增 加为原来的 4 倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的 1/2，则单摆振动的 ( )
A．频率、振幅都不变 B．频率、振幅都改变 C．频率不变、振幅改变 D．频率改变、振幅不变
解析 由单摆周期公式 T＝2π gl 知，周期只与 l、g 有关，与 m 和 v 无关，周期不变，频率不变。改变质量前， 设摆球运动的最低点与最高点的高度差为 h，最低点速度为 v，则 mgh＝12mv2；质量改变后，4mgh′＝12×4m×v22， 可知 h′≠h，振幅改变，故选 C。
高考物理专题——机械振动和机械波 光学
一、机械振动和机械波1．简谐运动的图象信息(1)由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期。
(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。
(3)可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向。
2．机械波的传播特点(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。
(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。
(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变。
(4)波经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v＝λT＝λf。
二、光的折射和全反射对折射率的理解(1)公式：n＝sin θ1 sin θ2(2)折射率由介质本身的性质决定，与入射角的大小无关。
(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质。
(4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。
同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
(6)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝c n。
三、光的波动性1．三种现象：光的干涉现象、光的衍射现象和光的偏振现象。
2．光的干涉(1)现象：光在重叠区域出现加强或减弱的现象。
(2)产生条件：两束光频率相同、相位差恒定。
(3)典型实验：杨氏双缝实验。
3．光的衍射(1)现象：光绕过障碍物偏离直线传播的现象。
(2)产生条件：障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或更小。
(3)典型实验：单缝衍射、圆孔衍射和不透明圆盘衍射。
四、电磁波1．电磁波是横波：在传播方向上的任一点，E和B随时间做正弦规律变化，E与B彼此垂直且与传播方向垂直。
2．电磁波的传播不需要介质：电磁波在真空中的传播速度与光速相同，即c＝3×108 m/s。
3．电磁波具有波的共性：能产生干涉、衍射等现象。
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习含解析
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习含解析一、选择题1．一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v ，传播周期为T ，介质中质点的振幅为A 。
绳上两质点M 、N 的平衡位置相距34波长，N 位于M 右方。
设向上为正，在t =0时刻M 位移为2A +，且向上运动；经时间t （t ＜T ），M 位移仍为2A+，但向下运动，则（ ）A ．在t 时刻，N 位移为负，速度向下B ．在t 时刻，N 位移为负，速度向上C ．在t 时刻，N 恰好在波谷位置D ．在t 时刻，N 恰好在波峰位置2．如图所示，A 、B 两物体组成弹簧振子，在振动过程中，A 、B 始终保持相对静止，下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A 所受摩擦力F f 与振子对平衡位置位移x 关系的图线为A ．B ．C ．D ．3．图甲所示为以O 点为平衡位置、在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是A ．在t ＝0.2s 时，弹簧振子运动到O 位置B ．在t ＝0.1s 与t ＝0.3s 两个时刻，弹簧振子的速度相同C ．从t ＝0到t ＝0.2s 的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D ．在t ＝0.2s 与t ＝0.6s 两个时刻，弹簧振子的加速度相同4．如图所示，质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T ，振动过程中m 、M 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ，A ．若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则t ∆一定等于2T 的整数倍B ．若2Tt ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C ．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力D ．当整体离开平衡位置的位移为x 时，物块与木板间的摩擦力大小等于mkx m M+ 5．下图表示一简谐横波波源的振动图象．根据图象可确定该波的（ ）A ．波长，波速B ．周期，振幅C ．波长，振幅D ．周期，波速6．一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中的质点b 比质点a 晚0. 5s 起振，质点b 和质点c 平衡位置之间的距离为5m ，则该波的波速为A ．1m/sB ．3m/sC ．5m/sD ．8m/s7．一列简谐横波沿x 轴传播，t=0时刻的波形如图所示．则从图中可以看出（ ）A ．这列波的波长为5mB ．波中的每个质点的振动周期为4sC ．若已知波沿x 轴正向传播，则此时质点a 向下振动D ．若已知质点b 此时向上振动，则波是沿x 轴负向传播的8．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2 s时刻的波形如图中的虚线所示，则A．质点P的运动方向向右B．波的周期可能为0.27 sC．波的频率可能为1.25 HzD．波的传播速度可能为20 m/s9．如图所示，MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分，把小球A放在MN的圆心处，再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的B处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时有（）A．A球先到达C点B．B球先到达C点C．两球同时到达C点D．无法确定哪一个球先到达C点10．一列简谐横波沿x轴传播,a、b为x轴上的两质点,平衡位置分别为 x=0,x=x b（x b>0）.a 点的振动规律如图所示。
高中物理机械振动、机械波知识要点
高中物理机械振动、机械波知识要点1、简谐运动、振幅、周期和频率的概念（1）简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。
特征是：，。
（2）简谐运动的规律：①在平衡位置：速度最大、动能最大、动量最大；位移最小、回复力最小、加速度最小。
②在离开平衡位置最远时：速度最小、动能最小、动量最小；位移最大、回复力最大、加速度最大。
③振动中的位移x都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置，大小为这两位置间的直线距离。
加速度与回复力、位移的变化一致，在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。
（3）振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。
它是描述振动强弱的物理量。
它是标量。
（4）周期T和频率f：振动物体完成一次全振动所需的时间称为周期T，它是标量，单位是秒；单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率，单位是赫兹（Hz）。
周期和频率都是描述振动快慢的物理量，它们的关系是：T=1/f。
2、单摆的概念（1）单摆的概念：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量可忽略，线长远大于球的直径，这样的装置叫单摆。
（2）单摆的特点：①单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型；②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；③单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供，当最大摆角时，单摆的振动是简谐运动，其振动周期T=。
（3）单摆的应用：①计时器；②测定重力加速度g，g=。
3、受迫振动和共振（1）受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率；受迫振动是等幅振动，振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充，维持其做等幅振动。
（2）共振：①共振现象：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。
②产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率。
2017高考物理第一轮复习必备知识点——机械波
2017高考物理第一轮复习必备知识点：机械波2017高考物理第一轮复习必备知识点：机械波机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanicalwave)。
机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。
常见的机械波有：水波、声波、地震波。
机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。
形成条件波源波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。
波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。
介质广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。
在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。
仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。
机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。
在不同介质中，波速是不同的。
下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度，数据取自《普通高中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2005年)[1]。
单位v/m·s^-1传播方式与特点质点的运动机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。
例如：人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。
简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动.为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波(右下图)为例进行介绍，其他形式的机械波同理[1]。
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考点15 机械振动与机械波一、选择题1. (2015·江苏高考)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比（ ） A.波速变大 B.波速不变 C.频率变高 D.频率不变【解析】选B 、C 。
在同种介质中,超声波的传播速度保持不变,根据多普勒效应可知,频率变高,所以B 、C 项正确。
2.(2015·山东高考)如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。
以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m 。
t=0时刻,一小球从距物块h 高处自由落下;t=0.6 s 时,小球恰好与物块处于同一高度。
取重力加速度的大小g=10 m/s 2。
以下判断正确的是（ ）A.h=1.7 mB.简谐运动的周期是0.8 sC.0.6 s 内物块运动的路程是0.2 mD.t=0.4 s 时,物块与小球运动方向相反物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)m=-0.1 m;则对小球;简谐运动的周期是T=2πω=22.5ππs=0.8 s,选项B 正选项C 错误;t=0.4s=T2,此时物块在平衡位置向下选项D 错误。
x 轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此( )A.沿x 轴正方向传播,波速v=20m/sB.沿x 轴正方向传播,波速v=10m/sC.沿x 轴负方向传播,波速v=20m/sD.沿x 轴负方向传播,波速v=10m/s【解析】选B 。
根据前一质点带动后一质点振动的原理,该波沿x 轴正方向传播;根据图像,这列波的波长为20m,所以波速v=Tλ=10m/s,选项B 正确。
4.(2015·福建高考)简谐横波在同一均匀介质中沿x 轴正方向传播,波速为v 。
若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a 、b 相距为s,a 、b 之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四幅波形图中质点a 最早到达波谷的是( )【解析】选D 。
由波沿x 轴正方向传播可知图A 、C 中质点a 经43T 到达波谷,图B 、D 中质点a 经41T 到达波谷,由波形图可知图D 中的波长短,周期短,因此图D 中的质点a 最早到达波谷,故选D 。
5.(2015·海南高考)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P 的x 坐标为3m 。
已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s 。
下列说法正确的是（ ）A.波速为4m/sB.波的频率为1.25HzC.x 坐标为15m 的质点在t=0.6s 时恰好位于波谷D.x 坐标为22m 的质点在t=0.2s 时恰好位于波峰E.当质点P 位于波峰时,x 坐标为17m 的质点恰好位于波谷 【解题指南】解答本题时注意以下两点：次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ”即周期为0.8s,频率f=1T,3m 的质点P 运动情况相同,x 坐标为22m 的质点与x 2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s,则12T=0.4s,v=T =40.8m/s=5m/s,故A 错误;根据公式坐标为15m 的质点和x 坐标为3m 的质点相隔12m,为坐标为3m 的质点经过t=0.6s 即四分之三周期振动到平衡位置,所以x 坐标为15m 的质点在t=0.6s 时振动到平衡位置,C 错误;x 坐标为22m 的质点和x 坐标为2m 的质点为同相点,x 坐标为2m 的质点经过t=0.2s 即四分之一周期恰好位于波峰,故x 坐标为22m 的质点在t=0.2s 时恰好位于波峰,D 正确;当质点P 位于波峰时,经过了半个周期,而x 坐标为17m 的质点和x 坐标为1m 的质点为同相点,经过半个周期x 坐标为1m 的质点恰好位于波谷,E 正确。
6.(2015·四川高考)平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距3m 的甲、乙两小木块随波上下运动。
测得两小木块每分钟都上下30次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰。
这列水面波 ( ) A.频率是30Hz B.波长是3mC.波速是1m/sD.周期是0.1s 【解题指南】解答本题可按以下思路进行：(1)根据小木块每分钟上下30次,可计算出频率和周期。
(2)根据甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,可计算出波长。
(3)由v=Tλ可求出波速。
【解析】选C 。
由于小木块每分钟振动30次,因此周期为：T=6030s=2s,频率为：f=1T=0.5Hz,故A 、D 错;又因为甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,所以32λ=s AB ,解得波长λ=2m 。
波速v=Tλ=1m/s,B 错、C 对。
7.(2015·天津高考)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a 、b 两质点的横坐标分别为x a =2m 和x b =6m,图乙为质点b 从该时刻开始计时的振动图像。
下列说法正确的是 ( )A.该波沿+x 方向传播,波速为1m/sB.质点a 经4s 振动的路程为4mC.此时刻质点a 的速度沿+y 方向D.质点a 在t=2s 时速度为零【解析】选D 。
由题图甲可知,该波的波长为8m,由题图乙可知,波振动的周期为8s,并且质点b 在开始计时时刻沿+y 轴方向运动,则该波沿-x 方向传播,且波速v=8T 8λ=m/s=1m/s,故选项A 错误;质点a 经4s 振动半个周期,振动的路程为两个振幅,即振动的路程为2A=2×0.5m=1m,故选项B 错误;该波沿-x 方向传播,则开始计时时刻质点a 的速度沿-y 轴方向运动,故选项C 错误;质点a 在t=2s 时,处于波谷,其速度为零,故选项D 正确。
二、填空题8.(2015·江苏高考)用2×106Hz 的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m/s 和1 500 m/s,则该超声波在结石中的波长是胆汁中的倍。
用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短,遇到结石时 (选填“容易”或“不容易”)发生衍射。
【解析】根据v=λf,在传播中,超声波的频率不变,所以波长与速度成正比,解得波长比为1.5。
在结石中,超声波的波长为λ=vf≈1mm,因为波长太短,所以不容易发生明显衍射。
答案：1.5 不容易9.(2015·北京高考)用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
①组装单摆时,应在下列器材中选用(选填选项前的字母)。
A.长度为1m左右的细线B.长度为30cm左右的细线C.直径为1.8cm的塑料球图线的示意图如图中的a、b、c所示,其中近当地重力加速度的值。
则相对于图线b,下列分析正确的是(选填选项前的字母)A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值⑤某同学在家里测重力加速度。
他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图所示,由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。
保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长。
实验中,当O、A间细线的长度分别为l1、l2时,测得相应单摆的周期为T1、T2,由此可得重力加速度g=(用l1、l2、T1、T2表示)。
【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析： ①知道单摆的周期公式。
②会计算单摆的周期和摆长。
③会分析实验误差。
【解析】①细线的长度要适当长一些,所以要选择1m 长的细线,选项A 正确,选项B 错误;为了减小相对误差,应该选择密度大的铁球,选项C 错误,选项D 正确。
②根据单摆的周期公式glT π2=可得224T l g π==2224n L t π。
③第三组实验中,周期T=2.01s,由加速度公式224Tl g π=,代入数据得g=9.76m/s 2。
④出现图线a 的原因：少记录摆线的长度,而不是多记录摆线的长度,选项A 错误;出现c 的原因是周期小了,选项B 正确;图线斜率的倒数是g 值,c 对应的值大于b 对应的值,选项C 错误。
⑤根据单摆的周期公式1T 2=2T 2=联立可得21222124(l l )g T T π-=-。
答案：①A 、D ②2224n L t π ③2.01 9.76 ④B ⑤21222124(l l )T T π--10. (2015·天津高考)某同学利用单摆测量重力加速度。
(1)为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是 。
A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大(2)如图所示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m 的单摆。
实验时,由于仅有量程为20cm 、精度为1mm 的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T 1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期T 2;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL 。
用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g= 。
【解析】(1)为了使测量误差尽量小,组装摆球须用密度较大、直径较小的摆球和不易伸长的细线,故选项A 错误,选项B 正确;单摆的摆球必须在同一竖直面内摆动,以减少实验误差,故选项C 正确;单摆的摆角比较小,在摆长一定的情况下摆的振幅不能太大,故选项D 错误。
(2)设单摆的摆球半径为r,实验时标记点到悬点的距离为l,由单摆的周期公式可知,g r l T -=112π、g r l T -=222π,且l 1-l 2=ΔL,解得g=222124LT T π∆-。
答案： (1)B 、C (2)222124LT T π∆- 【误区警示】(1)减小测量误差的措施：组装摆球须用密度较大、直径较小的摆球,不易伸长的细线;单摆的摆球必须在同一竖直面内摆动;单摆的摆角比较小,在摆长一定的情况下摆的振幅不能太大。
(2)单摆周期公式gLT π2=中摆长L 为摆球重心到悬点的距离。
三、计算题11.(2015·全国卷Ⅱ)平衡位置位于原点O 的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播,P 、Q 为x 轴上的两个点(均位于x 轴正向),P 与O 的距离为35cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间。
已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1s,振幅A=5cm 。
当波传到P 点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5s,平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置。