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

河南2013年高考易考知識(shí)點(diǎn)三輪復(fù)習(xí)沖刺機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波振動(dòng)和波的知識(shí)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(shí)點(diǎn)是波的圖像，波的傳播，頻率、波長(zhǎng)、波速的關(guān)系，能量問(wèn)題，其次是單擺的周期、振動(dòng)圖像。試題信息容量大，綜合性強(qiáng)，一道題往往考查多個(gè)概念和規(guī)律，特別是通過(guò)波的圖像綜合考查對(duì)波的理解能力、推理能力和空間想象能力。復(fù)習(xí)時(shí)重點(diǎn)仍為波的圖像，同時(shí)也應(yīng)對(duì)振動(dòng)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(mén)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(shí)際上是一種波浪運(yùn)動(dòng)，也可稱(chēng)為地震海浪，下列說(shuō)法中正確是a地震波和海嘯都是由機(jī)械振動(dòng)引起的機(jī)械波b波源停止振動(dòng)時(shí)，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(gè)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(dòng)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(diǎn)，與豎直墻相切于a點(diǎn)，豎直墻上另一點(diǎn)b與m的連線(xiàn)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(diǎn)（dm遠(yuǎn)小于cm）。已知在同一時(shí)刻：a、b兩球分別由a、b兩點(diǎn)從靜止開(kāi)始沿光滑傾斜直軌道運(yùn)動(dòng)到m點(diǎn)；c球由c點(diǎn)自由下落到m點(diǎn)；d球從d點(diǎn)靜止出發(fā)沿圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到m點(diǎn)。則bcamd圖51aa球最先到達(dá)m點(diǎn) bb球最先到達(dá)m點(diǎn)cc球最先到達(dá)m點(diǎn) dd球最先到達(dá)m點(diǎn)【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(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得，q45時(shí)t最小，且【示例3】如圖52所示，兩列簡(jiǎn)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(shí)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(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng).質(zhì)點(diǎn)m的平衡位置處于x0.5 m處，關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是圖52at1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)m的位移為4 cmbt1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)m的位移為+4 cmct0.75 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)p、q都運(yùn)動(dòng)到m點(diǎn)d質(zhì)點(diǎn)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(shí)s0.75 s，剩下時(shí)間tt1s0.75 s0.25 s，是m點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間，由于兩波都使m點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到【示例4】一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播。已知軸上x(chóng)10處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖線(xiàn)如圖53甲所示，x21m處的振動(dòng)圖線(xiàn)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(dòng)圖像，t0時(shí)刻x10處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰，根據(jù)乙圖的振動(dòng)圖像，x21m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置且向下振動(dòng)，可畫(huà)出t0時(shí)刻的波形圖，如圖54所示。（兩質(zhì)點(diǎn)之間還可能有多個(gè)波長(zhǎng)未畫(huà)出）由振動(dòng)圖像得周期s，由波形圖得，即。波速當(dāng)時(shí)，b項(xiàng)正確；當(dāng)時(shí)， ，c項(xiàng)正確，時(shí)，n再增大，v減小，所以a項(xiàng)、d項(xiàng)都不正確?！敬鸢浮縝c【名師解讀】本題涉及到振動(dòng)圖像、波長(zhǎng)、波速、頻率（周期）等知識(shí)點(diǎn)，考查理解能成解答的不完整?！緦?zhuān)家預(yù)測(cè)】1一個(gè)波源在繩的左端發(fā)出半個(gè)波：頻率為f1，振幅為a1；同時(shí)另一個(gè)波源在繩的右端發(fā)出半個(gè)波：頻率為f2，振幅為a2.p為兩波源的中點(diǎn)，由圖可知，下列說(shuō)法中不正確的是()a兩列波同時(shí)到達(dá)兩波源的中點(diǎn)pb兩列波相遇后，p點(diǎn)波峰值可達(dá)a1a2c兩列波相遇后，各自仍保持原來(lái)的波形獨(dú)立傳播d兩列波相遇時(shí)，繩上波峰可達(dá)a1a2的點(diǎn)只有一點(diǎn)解析：選b.波的傳播遵守獨(dú)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(diǎn)的距離一樣，所以同時(shí)到達(dá)p點(diǎn)；兩波相遇后，繩上某點(diǎn)最大位移可以達(dá)到a1a2，但并不是p點(diǎn)，因?yàn)閮刹ㄏ嘤鰰r(shí)，波峰到p點(diǎn)的距離不同2一列簡(jiǎn)諧橫波t0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線(xiàn)所示，t0.02 s時(shí)刻的波形如圖中虛線(xiàn)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(shí)，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(shí)，波傳播的距離為x20.06 m，波速v2 m/s3 m/s，故b選項(xiàng)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(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置某時(shí)刻的波形如圖甲所示，此后，若經(jīng)過(guò)周期開(kāi)始計(jì)時(shí)，則圖乙描述的是() 4一單擺做小角度擺動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖所示，以下說(shuō)法正確的是()at1時(shí)刻擺球速度最大，懸線(xiàn)對(duì)它的拉力最小bt2時(shí)刻擺球速度為零，懸線(xiàn)對(duì)它的拉力最小ct3時(shí)刻擺球速度為零，懸線(xiàn)對(duì)它的拉力最大dt4時(shí)刻擺球速度最大，懸線(xiàn)對(duì)它的拉力最大【答案】d【解析】單擺在平衡位置時(shí)位移為零，速度最大，其對(duì)懸線(xiàn)的拉力最大，在最大位移處，速度為零，對(duì)懸線(xiàn)的拉力最小，d正確5在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來(lái)，而且越抖越厲害，后來(lái)人們經(jīng)過(guò)了艱苦的探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了這一問(wèn)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(dòng)力作用下作受迫振動(dòng)，機(jī)翼越抖越厲害說(shuō)明氣流驅(qū)動(dòng)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(guò)改變機(jī)翼的質(zhì)量來(lái)改變其固有頻率，使驅(qū)動(dòng)力頻率與固有頻率相差較大，從而實(shí)現(xiàn)減振目的，故d選項(xiàng)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(diǎn)現(xiàn)將同一小球先后從c、d兩點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)a點(diǎn)的速度分別為v1、v2，所用時(shí)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(dòng)過(guò)程中不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，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(dòng)過(guò)程中不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，在最大振幅時(shí)，是加速度的最大時(shí)刻，這時(shí)對(duì)a研究則有：fmmam，對(duì)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(cuò)誤，b正確；最大加速度為，c錯(cuò)誤，d正確8一簡(jiǎn)諧橫波以4 m/s的波速沿x軸正方向傳播已知t0時(shí)的波形如圖所示，則()a波的周期為1 sbx0處的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)cx0處的質(zhì)點(diǎn)在t s時(shí)速度為0dx0處的質(zhì)點(diǎn)在t s時(shí)速度值最大 9任何簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式都可以表示為t2，式中t為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期，m為振動(dòng)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(shí)驗(yàn)裝置是用來(lái)測(cè)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(cè)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(gè)裝置置于水平氣墊導(dǎo)軌上，氣墊導(dǎo)軌可使滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(cè)出滑塊未加砝碼時(shí)的質(zhì)量及彈簧a的勁度系數(shù)，某同學(xué)用秒表分別測(cè)出了加上不同質(zhì)量的砝碼時(shí)的滑塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表所示圖甲實(shí)驗(yàn)次數(shù)所加砝碼質(zhì)量(kg)50個(gè)周期的時(shí)間t(s)振動(dòng)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(shí)驗(yàn)誤差，可用秒表測(cè)出滑塊運(yùn)動(dòng)50個(gè)周期的總時(shí)間t，再得到周期t，測(cè)量時(shí)以滑塊_開(kāi)始計(jì)時(shí)有利于減小計(jì)時(shí)誤差a開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí) b到達(dá)最大位移處時(shí)c通過(guò)平衡位置時(shí)(2)如圖乙為某次測(cè)量50個(gè)周期時(shí)秒表的示數(shù)，則該振動(dòng)的周期為_(kāi)s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)根據(jù)表格記錄的實(shí)驗(yàn)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(gè)點(diǎn)，請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描出另外兩點(diǎn)，并完成t2m圖像(4)根據(jù)t2m圖像可得出未加砝碼時(shí)滑塊的質(zhì)量為_(kāi)kg，彈簧a的勁度系數(shù)為_(kāi)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(shí)的周期為0.5s，求得質(zhì)量為0.22kg.10如圖所示，甲是一個(gè)單擺振動(dòng)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(jì)的測(cè)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(jì)時(shí)器能測(cè)量金屬盒振動(dòng)時(shí)的頻率已知彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)，測(cè)得振動(dòng)頻率為f1；把一物體夾在盒中，并使其振動(dòng)時(shí)，測(cè)得頻率為f2.你認(rèn)為這套裝置能測(cè)量物體的質(zhì)量嗎？如果不能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若能，請(qǐng)求出被測(cè)物體的質(zhì)量 12將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力圖甲中o點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，將傳感器接在擺球與o點(diǎn)之間，現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉到a點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線(xiàn)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(lái)回?cái)[動(dòng)，其中b點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，aobcob，10且是未知量圖乙表示由計(jì)算得到的細(xì)線(xiàn)對(duì)擺球的拉力大小f隨時(shí)間t變化的曲線(xiàn)，且圖中t0時(shí)刻為擺球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(dòng)周期和擺長(zhǎng)(2)擺球的質(zhì)量(3)擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)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：?jiǎn)螖[周期t0.4s由t2得l0.4m(2)在a點(diǎn)：f1mgcos在b點(diǎn)：f2mgmv2/lab過(guò)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(gè)質(zhì)點(diǎn)分別位于直角三角形abc的頂點(diǎn)上，已知ab6 m，ac8 mt00時(shí)刻a、b開(kāi)始振動(dòng)，波動(dòng)圖象均如圖乙所示，所形成的機(jī)械波在水平面