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2018届人教版 第15章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第3讲 单元测试

2018届人教版     第15章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第3讲     单元测试
2018届人教版     第15章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第3讲     单元测试

选修3-4 第十五章 第3讲

1.(2016·四川物理)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n 。如图甲所示,O 是圆心,MN 是法线,AO 、BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i 和折射角r ,做出sin i -sin r 图象如图乙所示。则 ( B )

A .光由A 经O 到

B ,n =1.5

B .光由B 经O 到A ,n =1.5

C .光由A 经O 到B ,n =0.67

D .光由B 经O 到A ,n =0.67

[解析] 由题图乙可知,入射角i 小于折射角r ,则可知光是从玻璃砖进入空气,即光

由B 经O 到A ;由折射率公式,n =sin r sin i =0.90.6

=1.5,B 项正确。 2.(2015·安徽理综)如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上,经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气。当出射角i ′和入射角i 相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为 ( A )

A.sin α+θ2sin α2

B.sin α+θ2sin θ2

C.sin θsin θ-α2 D .sin αsin α-θ2 [解析] 当出射角i ′和入射角i 相等时,在棱镜面上发生折射时的折射角与由棱镜到

空气的入射角相等,由几何关系和对称性分析可知,折射角等于α2,入射角i =α+θ2

,则棱镜对该光的折射率n =sin α+θ2sin α2

,故A 项正确。 3.(2016·全国卷Ⅰ)如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A ,它到池边的水平距离为3.0 m 。从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,

水的折射率为43

(1)求池内的水深;

(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到地面的高度为2.0m 。当他看到正前下方的点光源A 时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。

[答案] (1)2.6m (2)0.7m

[解析] (1)如图,设到达池边光线的入射角为i 。依题意,水的折射率n =43

,光线的折射角θ=90°。由折射定律有n sin i =sin θ①

由几何关系有sin i =l

l 2+h 2

式中,l =3m ,h 是池内水的深度。联立①②式并代入题给数据得

h=7m≈2.6m③

(2)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′=45°。由折射定律有n sin i′=sinθ′④

式中,i′是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系得

sin i′=

a

a2+h2

x+l=a+h′⑥

式中h′=2m。联立③④⑤⑥式得x=(3

7

23

-1)m≈0.7m⑦

4.(2016·全国卷Ⅲ)如图,玻璃球冠的折射率为3,其底面镀银,底面的半径是球半

径的

3

2

倍;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球

冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。

[答案]150°

[解析]设球半径为R,球冠底面中心为O′,连接OO′,则

机械振动机械波高考题汇编标准答案

机械振动机械波高考题汇编答案 一、选择题 1.2010·全国卷Ⅱ·15一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示,则 A.波的周期为1s B.x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动 C.x=0处的质点在t= 1 4 s时速度为0 D.x=0处的质点在t= 1 4 s时速度值最大 2.2010·福建·15一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02s,则该波的传播速度可能是 A.2m/s B.3m/s C.4m/s D.5m/s 答案:B 3. 2010·上海物理·2利用发波水槽得到的水面波形如a,b所示,则 (A)图a、b均显示了波的干涉现象 (B)图a、b均显示了波的衍射现象 (C)图a显示了波的干涉现象,图b显示了波的衍射现象 (D)图a显示了波的衍射现象,图b显示了波的干涉现象 【解析】D

本题考查波的干涉和衍射。难度:易。 4. 2010·上海物理·3声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为 (A )声波是纵波,光波是横波 (B )声波振幅大,光波振幅小 (C )声波波长较长,光波波长很短 (D )声波波速较小,光波波速很大 【解析】C 本题考查波的衍射条件:障碍物与波长相差不多。难度:易。 5.2010·北京·17一列横波沿x 轴正向传播,a 、b 、c 、d 为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图1所示,此后,若经过3 4 周期开始计时,则图2描述的是 A.a 处质点的振动图象 B.b 处质点的振动图象 C.c 处质点的振动图象 D.d 处质点的振动图象 【答案】B 【解析】由波的图像经过 4 3 周期a 到达波谷,b 到达平衡位置向下运动,c 到达波峰,d 到达平衡位置向上运动,这是四质点在0时刻的状态,只有b 的符合振动图像,答案B 。 11.2010·重庆·14一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实践和虚线所示,由图可确定这列波的 A .周期 B .波速 C .波长 D .频率 【答案】C 【解析】只能确定波长,正确答案C 。题中未给出实线波形和虚线波形的时刻,不知道时间

高中物理机械振动和机械波知识点

高中物理机械振动和机械波知识点 1.简谐运动 (1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动. (2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置. 简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大. (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. 2.弹簧振子: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. 3.单摆: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. (1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°. (2)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. (3)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). 4.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. 共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率. .5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波. (1)机械波产生的条件:①波源;②介质 (2)机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷). ②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部. [注意]气体、液体、固体都能传播纵波,但气体、液体不能传播横波.

高中物理-机械振动、机械波高考真题演练

高中物理-机械振动、机械波高考真题演练1.[·山东理综,38(1)](多选)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/s2。以下判断正确的是() A.h=1.7 m B.简谐运动的周期是0.8 s C.0.6 s内物块运动的路程是0.2 m D.t=0.4 s时,物块与小球运动方向相反 2.(·天津理综,3)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=2 m和x b=6 m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是() A.该波沿+x方向传播,波速为1 m/s B.质点a经4 s振动的路程为4 m C.此时刻质点a的速度沿+y方向

D.质点a在t=2 s时速度为零 3.(·北京理综,15) 周期为2.0 s的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻的图象如图所示,此时质点P沿y轴负方向运动,则该波() A.沿x轴正方向传播,波速v=20 m/s B.沿x轴正方向传播,波速v=10 m/s C.沿x轴负方向传播,波速v=20 m/s D.沿x轴负方向传播,波速v=10 m/s 4.(·四川理综,2)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3 m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30 Hz B.波长是3 m C.波速是1 m/s D.周期是0.1 s 5.(·福建理综,16)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()

大学物理 机械振动与机械波

大学物理单元测试 (机械振动与机械波) 姓名: 班级: 学号: 一、选择题 (25分) 1 一质点作周期为T 的简谐运动,质点由平衡位置正方向运动到最大位移一半处所需的最短时间为( D ) (A )T/2 (B )T/4 (C)T/8 (D )T/12 2 一弹簧振子作简谐振动,当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时,其动能为振动总能量的( E ) (A )7/16 (B )9/16 (C )11/16 (D )13/16 (E )15/16 3 一质点作简谐运动,其振动方程为 )3 2cos( 24.0π π + =t x m, 试用旋转矢量法求出质点由初始状态运动到 x =-0.12 m,v <0的状态所经过的最短时间。 (C ) (A )0.24s (B ) 3 1 (C )3 2 (D )2 1 4 一平面简谐波的波动方程为:)(2cos λνπx t A y - =,在ν 1 = t 时刻,4 31λ= x 与 4 2λ = x 两处质点速度之比:( B ) (A )1 (B )-1 (C )3 (D )1/3 5 一平面简谐机械波在弹性介质中传播,下述各结论哪个正确?( D ) (A)介质质元的振动动能增大时,其弹性势能减小,总机械能守恒. (B)介质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化,但两者相位不相同 (C)介质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同,但两者数值不同. (D)介质质元在其平衡位置处弹性势能最大. 二、填空题(25分) 1 一弹簧振子,弹簧的劲度系数为0.3 2 N/m ,重物的质量为0.02 kg ,则这个系统的固有频率为____0.64 Hz ____,相应的振动周期为___0.5π s______. 2 两个简谐振动曲线如图所示,两个简谐振动的频率之比 ν1:ν2 = _2:1__ __,加速度最大值之比a 1m :a 2m = __4:1____,初始速率之比 v 10 :v 20 = _2:1__ ___.

历年机械振动机械波的高考题答案

(97)简谐横波某时刻的波形图线如图所示。由此图可知 (BD) (A)若质点a向下运动,则波是从左向右传播的 (B)若质点b向上运动,则波是从左向右传播的 (C)若波从右向左传播,则质点c向下运动 (D)若波从右向左传播,则质点d向上运动 (98全国)一简谐横波在x轴上传播,在某时刻的波形如图所示,已知此时质点F的运动方向向下,则(AB) (A)此波朝x轴负方向传播 (B)质点D此时向下运动 (C)质点B将比质点C先回到平衡位置 (D)质点E的振幅为零 (00全国)一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示,在t=1s时刻的波形如图中虚线所示,由此可以判定此波的(AC) (A)波长一定是4cm (B)周期一定是4s (C)振幅一定是2cm (D)传播速度一定是1cm/s (01晋津)图1所示为一列简谐横波在t=20秒时的波形图, 图2是这列波中P点的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是(B) A.v=25cm/s,向左传播B.v=50cm/s,向左传播 C.v=25cm/s,向右传播D.v=50cm/s,向右传播(01全国)如图所示,在平面xy内有一沿水平轴x正向传播的简谐横波,波速为3.0m/s,频率为2.5HZ ,振幅为。已知t=0时刻P 质点的位移为,速度沿y 轴正向。Q点在P点右方处,对于Q点的质元来说(BC) A.在t=0时,位移为y= B.在t=0时,速度沿y轴负方向。 C.在t=0.1s时,位移为y=D.在t=0.1s 时,速度沿y轴正方向。 (02广东)一列在竖直方向振动的简谐横波,波长为λ,沿正x方向传播,某一时刻,在振动位移向上且大小等于振幅一半的各点中,任取相邻的两点P1、P2,已知P1的x坐标小于P2的x坐标.(AC) A .若<λ/2,则P1向下运动,P2向上运动 B .若<λ/2,则P1向上运动,P2向下运动 C .若>λ/2,则P1向上运动,P2向下运动 D .若>λ/2,则P1向下运动,P2向上运动 (02上海)如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,振幅为A,a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc。某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是两列波的波谷相遇点,则(CD) A.a处质点的位移始终为2A B.c处质点的位移始终为-2A C.b处质点的振幅为2A D.d处质点的振幅为2A (03全国)简谐机械波在给定的媒质中传播时,下列说法中正确的是(D) A.振幅越大,则波传播的速度越快 B.振幅越大,则波传播的速度越慢 C.在一个周期内,振动质元走过的路程等于一个波长 D.振动的频率越高,则波传播一个波长的距离所用的时间越短

高中物理机械振动和机械波知识点.doc

高中物理机械振动和机械波知识点 "机械振动和机械波是高中物理教学中的难点,有哪些知识点需要学生学习呢?下面我给大家带来高中物理课本中机械振动和机械波知识点,希望对你有帮助。 1.简谐运动 (1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动. (2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置. 简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大. (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. 2.弹簧振子: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. 3.单摆: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. (1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角<5. (2)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. (3)作简谐运动的单摆的周期公式为: 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). 4.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.

2018年机械振动和机械波专题复习

知识点一:振动图像(物理意义.质点振动方向)与波形图(物理意义.传播方向与振动方向),回复 力、位移、速度、加速度等分析 1 ?悬挂在竖直方向上的弹簧振子,周期为 2 s,从最低点的位置向上运动时开始计时,它的振动图像如图所示,由 图可知() A. t 二1.25 s 时振子的加速度为正,速度为正 B. t 二1.7 s 时振子的加速度为负,速度为负 C. t 二1. 0 s 时振子的速度为零,加速度为负的最大值 D. t=1.5 s 时振子的速度为零,加速度为负的最大值 2?如图甲所示,一弹簧振子在A. B 间做简谐运动,0为平衡位置,如图乙是振子做简谐运动时的位移-时间图像, 则关于振子的加速度随时间的变化规律,下列四个图像(选项)中正确的是() 5?—列横波沿x 轴正向传播.心b 、c. 〃为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图1 所示,此后,若经过3/4周期开始计时,则图2描述的是 A. “处质点的振动图象 B.b 处质点的振动图象 C.e 处质点的振动图象 D.〃处质点的振动图象 3?如图甲所示,水平的光滑杆上有一弹簧振子,振子以0点为平衡位置,在 a 、&两点之间做简谐运动,其振动图象如图乙所示。由振动图象可以得知 A. 振子的振动周期等于匕 B. 在(二0时刻,振子的位置在艺点 C. 在时刻,振子的速度为零 D ?从九到tzy 振子正从0点向b 点运动 4. 一简谐机械波沿x 轴正方向传播,周期为7\波长为人。若在x=0处质点 A ? B. C ? D.

6. 如图所示,甲图为一列简谐横波在t-0.2s 时刻的波动图象和乙图为这列波上质点F 的振动图象,则该波 7. 如图所示是一列沿x 轴传播的简谐横波在某时刻的波形图。已知a 质点的运动状态总是滞后于b 质点0. 5s, 质点b 和质点c 之间的距离是5cm.下列说法中正确的是 A. 此列波沿x 轴正方向传播 B. 此列波的频率为2Hz C. 此列波的波长为10cm D ?此列波的传播速度为5cm/s 8?—列向右传播的简谐横波在某一时刻的波形如图所示,该时刻.两个质咼相同的质点只0到平衡位置的距离 相等。关于只0两个质点,以下说法正确的是( ) A. 尸较J 先回到平衡位置 B. 再经;周期,两个质点到平衡位置的距离相等 o 4 C.两个质点在任意时刻的动疑相同 X ail ? 4 1 ? 1 D.两个质点在任意时刻的加速度相同 . 9. 在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一质点由平衡位置竖直向上运动,经O.ls 到达最大位移处.在 这段时间内波传播了 0.5 m 0则这列波() A. 周期是O ?2s B ?波长是0.5 m C ?波速是2 nVs D ?经1.6 s 传播了 8m 10. 如图所示,两列简谐横波分別沿x 轴正方向和负方向传皤,两波源分别位于x=-0. 2m 和x=l. 2m 处,两列波 的速度大小均为v 二0?4m/s,两波源的振幅均为A 二2cm 。图示为t 二0时刻两列波的图象(传播方向如图所示), 该时刻平衡位宜位于x=0. 2m 和x 二0?8m 的P 、Q 两质点刚开始振动,质点M 的平衡位置处于x=0. 5m 处。关于各 质点运动情况的判断正确的是( ) A. t 二0时刻质点P 、Q 均沿y 轴正方向运动 B. t 二Is 时刻,质点M 的位移为一4cm C. t 二Is 时刻,质点M 的位移为+ 4cm D ?t 二0?75s 时刻,质点P 、Q 都运动到x 二0?5m A. 沿*轴负方传播,波速为0. 8m/s B. 沿x 轴正方传播,波速为0. 8m/s C. 沿*轴负方传播,波速为5mAs D. 沿x 轴正方传播,波速为5m./s .v/m t/s

高考物理力学知识点之机械振动与机械波经典测试题

高考物理力学知识点之机械振动与机械波经典测试题 一、选择题 1.一弹簧振子做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,由图可知:() A.质点的振动频率是4Hz B.t=2s时,质点的加速度最大 C.质点的振幅为5cm D.t=3s时,质点所受合力为正向最大 2.如图所示,从入口S处送入某一频率的声音。通过左右两条管道路径SAT和SBT,声音传到了出口T处,并可以从T处监听声音。右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度,开始时左右两侧管道关于S、T对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为l时,第一次听到最弱的声音。设声速为v,则该声音的频率() A.B.C.D. 3.做简谐运动的物体,下列说法正确的是 A.当它每次经过同一位置时,位移可能不同 B.当它每次经过同一位置时,速度可能不同 C.在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍 D.在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅 4.如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动.下列判断正确的是() A.振子从O向N运动的过程中位移不断减小 B.振子从O向N运动的过程中回复力不断减小 C.振子经过O时动能最大

D.振子经过O时加速度最大 5.下列说法正确的是() A.物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的物体振幅越大 B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应 C.两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大 D.遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短 6.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() A.0.60 m B.0.20 m C.0.15 m D.0.10 m 7.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t1=0时的波形图。经过t2=0.1s,Q点振动状态传到P点,则() A.这列波的波速为40cm/s B.t2时刻Q点加速度沿y轴的正方向 C.t2时刻P点正在平衡位置且向y轴的负方向运动 D.t2时刻Q点正在波谷位置,速度沿y轴的正方向 8.若单摆的摆长不变,摆球的质量由20g增加为40g,摆球离开平衡位置的最大角度由4°减为2°,则单摆振动的( ) A.频率不变,振幅不变 B.频率不变,振幅改变 C.频率改变,振幅不变 D.频率改变,振幅改变 t=时刻的波形图,虚线为9.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为0 T>,则:() 0.6s t=时的波形图,波的周期0.6s A.波的周期为2.4s

N考核《大学物理学》机械振动与机械波部分练习题(解答)

《大学物理学》机械振动与机械波部分练习题(解答) 一、选择题 1.一弹簧振子,当把它水平放置时,它作简谐振动。若把它竖直放置或放在光滑斜面上,试判断下列情况正确的是 ( C ) (A )竖直放置作简谐振动,在光滑斜面上不作简谐振动; (B )竖直放置不作简谐振动,在光滑斜面上作简谐振动; (C )两种情况都作简谐振动; (D )两种情况都不作简谐振动。 2.两个简谐振动的振动曲线如图所示,则有 ( A ) (A )A 超前/2π; (B )A 落后/2π; (C )B 超前/2π; (D )B 落后/2π。 3.一个质点作简谐振动,周期为T ,当质点由平衡位置向x 轴正方向运动时,由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的最短时间为: ( D ) (A )/4T ; (B )/6T ; (C )/8T ; (D )/12T 。 4.分振动方程分别为13cos(50)4 x t π π=+ 和234cos(50)4 x t ππ=+ (SI 制)则它们的合 振动表达式为: ( C ) (A )5cos(50)4 x t π π=+ ; (B )5cos(50)x t π=; (C )1 15cos(50)2 7 x t tg π π-=+ +; (D )1 45cos(50)2 3 x t tg π π-=+ +。 5.两个质量相同的物体分别挂在两个不同的弹簧下端,弹簧的伸长分别为1l ?和2l ?,且1l ?=22l ?,两弹簧振子的周期之比T 1:T 2为 ( B ) (A )2; (B )2; (C )1/2; (D )2/1。 6.一个平面简谐波沿x 轴负方向传播,波速u=10m/s 。x =0处,质点振动曲线如图所示,则该波的表式为 (A ))2 20 2 cos( 2π π π + + =x t y m ; (B ))2 20 2 cos( 2π π π - + =x t y m ; (C ))2 20 2 sin( 2π π π + + =x t y m ; (D ))2 20 2 sin( 2π π π - + =x t y m 。 2 -

高考物理机械振动与机械波专题讲解

高考物理机械振动与机 械波专题讲解 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

专题六机械振动与机械波 一、大纲解读 振动在介质中的传播形成波,本专题涉及的Ⅱ级要求有三个:弹簧振子、简谐运动、简谐运动的振幅、周期和频率、简谐运动的位移—时间图象;单摆,在小振幅条件下单摆做简谱运动,周期公式;振动在介质中的传播——波、横波和纵波、横波的图像、波长、频率和波速的关系。它们是高考考查的重点,其中振动与波动的结合问题是高考出题的一个重要方向,单摆的问题经常结合实际的情景进行考查,有时也综合题出现,但往往比较简单,以考查周期公式为主。涉及的I级要求有五个,其中共振,波的叠加、干涉、衍射等问题都曾在高考中出现,复习中不能忽视。只要振动的能量转化、多普勒效应在高考中出现次数的相对较少是考查的冷门。 二、重点剖析 1.机械振动这一部分概念较多,考点较多,对图象要求层次较高,因而高考试题对本部分内容考查的特点是试题容量较大,综合性较强,一道题往往要考查力学的多个概念或者多个规律。因此,在复习本专题时,要注意概念的理解和记忆、要注意机械振动与牛顿定律、动量守恒定律、机械能守恒定律的综合应用。 要求掌握简谐运动的判断方法,知道简谐运动中各物理量的变化特点,知道简谐运动具有周期性,其运动周期由振动系统本身的性质决定,清楚简谐运动涉及到的物理量较多,且都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x存在直接或间接关系,如果弄清了图6-1的关系,就很容易判断各物理量的变化情况。 2.理解和掌握机械波的特点:(1)在简谐波传播方向上,每一个质点都以它自己的平衡位置为中心做简谐运动;后一质点的振动总是落后于它前一质点的振动。

2013高考物理 真题分类解析 专题19 机械振动机械波

专题十九、机械振动机械波 1. (2013高考福建理综第16题)如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是 答案:C 解析:波源振动在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t=0.6时沿x 轴正、负两方向各传播1.5个波长,能够正确表示t=0.6时波形的图是C。 2.(2013高考上海物理第4题)做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是 (A)位移(B)速度(C)加速度(D)回复力 答案:B 解析:做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,位移相同,加速度相同,位移相同,可能不同的物理量是速度,选项B正确。 3.(2013高考上海物理第14题)一列横波沿水平绳传播,绳的一端在t=0时开始做周期为T 的简谐运动,经过时间t(3 4 T<t<T),绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在 2t时,该点位于平衡位置的 (A)上方,且向上运动 (B)上方,且向下运动 (C)下方,且向上运动 (D)下方,且向下运动 答案:B 解析:由于再经过T时间,该点才能位于平衡位置上方的最大位移处,所以在2t时,该点位于平衡位置的上方,且向上运动,选项B正确。

4.(2013全国高考大纲版理综第21题)在学校运动场上50 m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10 m。在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为() A.2 B.4 C.6 D.8 .答案:B 解析:向某一端点每缓慢行进2.5m,他距离两波源的路程差为5m,听到扬声器声音强,缓慢行进10 m,他听到扬声器声音由强变弱的次数为4次,选项B正确。 5(2013全国新课标理综1第34题)(1) (6分)如图,a. b, c. d是均匀媒质中x轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为2m、4m和6m一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对I个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错I个扣3分,最低得分为0分) A.在t=6s时刻波恰好传到质点d处 B.在t=5s时刻质点c恰好到达最高点 C..质点b开始振动后,其振动周期为4s D..在4s

高考物理专题16机械振动和机械波 真题分类汇编(教师版)

专题16 机械振动和机械波 1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)一简谐横波沿x 轴正方向传播,在t = 2 T 时刻,该波的波形图如图(a )所示,P 、Q 是介质中的两个质点。图(b )表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是 A .质点Q 的振动图像与图(b )相同 B .在t =0时刻,质点P 的速率比质点Q 的大 C .在t =0时刻,质点P 的加速度的大小比质点Q 的大 D .平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b )所示 E .在t =0时刻,质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大 【答案】CDE 【解析】由图(b )可知,在2T t = 时刻,质点正在向y 轴负方向振动,而从图(a )可知,质点Q 在2 T t = 正在向y 轴正方向运动,故A 错误;由2 T t = 的波形图推知,0t =时刻,质点P 正位于波谷,速率为零;质点Q 正在平衡位置,故在0t =时刻,质点P 的速率小于质点Q ,故B 错误;0t =时刻,质点P 正位于波谷,具有沿y 轴正方向最大加速度,质点Q 在平衡位置,加速度为零,故C 正确;0t =时刻,平衡位置在坐标原点处的质点,正处于平衡位置,沿y 轴正方向运动,跟(b )图吻合,故D 正确;0t =时刻,质点P 正位于波谷,偏离平衡位置位移最大,质点Q 在平衡位置,偏离平衡位置位移为零,故E 正确。故本题选CDE 。 2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)如图,长为l 的细绳下方悬挂一小球a 。绳的另一端固定在天花板上O 点处,在O 点正下方3 4 l 的O '处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。当小球a 摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ,向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t 关系的是

专题16 高考试题汇编 机械振动与机械波(答案附后面)

专题16 选修3-4机械振动与机械波 题型一、简谐振动的规律 (1) 题型二、利用波动规律求振动参数 (3) 题型三、波形图与振动图像的综合考查 (11) 题型四、波的干涉规律 (14) 题型五、电磁波与麦克斯韦方程 (16) 题型一、简谐振动的规律 1.(2019全国3)水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是________。(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) A.不同质点的振幅都相同 B.不同质点振动的频率都相同 C.不同质点振动的相位都相同 D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同 E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化 2.(2019全国2)如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a。绳的另一端固定在天花板上O点处,在O点正下方3 4 l 的O 处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是_____。 A. B. C. D.

3.(2018天津)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则() A. 若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 B. 若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 C. 若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 s D. 若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s 题型二、利用波动规律求振动参数 4.(2017·全国3)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波,下列说法正确的是________。 A.波长为2 m B.波速为6 m/s C.频率为1.5 Hz D.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰 E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置 5.(2019北京)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则() A. 此刻a的加速度最小 B. 此刻b的速度最小 C. 若波沿x轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动 D. 若波沿x轴负方向传播,a比c先回到平衡位置 6.(2018全国3)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是______ A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 m C.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷 D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷 E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m 7.(2018北京)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()

高考物理:机械振动和机械波知识点

高考物理:机械振动和机械波知识点 :高三就是到了冲刺的阶段,大家在大量练习习题的时候,也不要忘记巩固知识点,只有很好的掌握知识点,才能运用到解题中。接下来是小编为大家总结的高考物理知识点,希望大家喜欢。 1.简谐运动 (1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动。 (2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置。 简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。 (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。 2.弹簧振子: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。 3.单摆: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。 (1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α5°。 (2)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。 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)。

2019年高考真题物理专题15 机械振动和机械波

2016年—2018年高考试题精编版分项解析 专题15 机械振动和机械波 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 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: 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。 2.(多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则 A. 若振幅为0.1 m,振子的周期可能为

B. 若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 C. 若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 s D. 若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s 【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试理科综合物理试题(天津卷) 【答案】 AD ②,或者③,对于①式,只有当n=0时,T=2s,为整数;对于②式,T不为整数;对于③式,当n=0时,T=6s,之后只会大于6s,故C错误D正确 【点睛】t=0时刻振子的位移x=-0.1m,t=1s时刻x=0.1m,关于平衡位置对称;如果振幅为0.1m,则1s为半周期的奇数倍;如果振幅为0.2m,分靠近平衡位置和远离平衡位置分析. 3.(多选)两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿+x和-x轴方向在同一介质中传播,两列波的振动方向均沿y轴,某时刻两波的波面如图所示,实线表示P波的波峰,Q波的波谷;虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等间距的质点,d为b、c中间的质点。下列判断正确的是 A. 质点a的振幅为2A B. 质点b始终静止不动 C. 图示时刻质点c的位移为0 D. 图示时刻质点d的振动方向沿-y轴 【来源】浙江新高考2018年4月选考科目物理试题

高中物理选修3-4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。 (6)相位:用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。 2.简谐运动的表达式:。 (1)理解:A代表简谐运动的振幅;叫做简谐运动的圆频率,表示简谐运动的快慢,且;(代表简谐运动的相位,是t=0时的相位,称作初相位或初相;两个具有相同频率的简谐运动存在相位差,我们说2的相位比1超前。 (2)变形: 三、典型例题 例1:某振子做简谐运动的表达式为x=2sin(2πt+6π)cm则该振子振动的振幅和周期为() A.2cm1s B.2cm2πs C.1cmπ6s D.以上全错 解析:由x=Asin(ωt+φ)与x=2sin(2πt+6π)对照可得:A=2cm,ω=2π=2πT,∴T=1s,A选项正确。 答案:A 例2:周期为2s的简谐运动,在半分钟内通过的路程是60cm,则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为() A.15次,2cm B.30次,1cm

2021届高三物理一轮复习力学机械振动与机械波波的图像专题练习

2021届高三物理一轮复习力学机械振动与机械波波的图像专题练习 一、填空题 1.一列简谐横波在x 轴上传播,波源振动周期T =0.1s ,在某一时刻的波形如图所示,且此时a 点向下运动,则该波的波长_______m ,波速______m /s ,该波向x 轴的_______(正、负)方向传播。 2.一列简谐横波在0t =时刻的波形图如图中实线所示,3s t =时的波形图如图中虚线所示。已知该波传播的速度5m/s v =,则该波的传播方向为__________;质点a 的振动周期为__________s ;质点a 的振动方程为___________。 3.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在t =0时刻的波形图如图所示。已知这列波在P 点出现两次波峰的最短时间为0.4s ,这列波的波速是________m/s ;再经________s 质点R 第二次到达波峰。 4.如图所示,甲为一列简谐横波在t=0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,则该列机械波的波速为 m/s ,在t=0.Is 时刻,质点P 对平衡位置的位移为____cm. 5.如图所示,波源在x=0处的简谐横波刚好传播到x=5 m 处的M 点,此时波源恰好在正方向最大位移处, 已知该简谐横波的波速v=4 m/s ,则该波的波长为____m;此时x=3.5 m 处的质点正在向____(选填“x 轴正”、 “x 轴负”、“y 轴正”或“y 轴负”)方向运动;从波源开始振动到波传播到M 点的时间为____s .

6.如图,位于坐标原点的某波源S 振动方程y =10sin 200πt (cm ),产生的简谐横波沿x 轴正方向传播,波速v =80 m/s .在x 轴上有M 、N 、P 三点,已知SM =SN =1 m ,NP =0.2 m .当波刚传到质点P 时,P 点的振动方向沿y 轴____(填“正”或“负”)方向,N 质点的位移为____cm .此后质点M 、N 的振动方向始终__(填“相同”或“相反”). 7.弹性绳沿x 轴放置,左端位于坐标原点,用手握住绳的左端,当t =0时使其开始沿y 轴做振幅为8 cm 的简谐振动,在t =0.25 s 时,绳上形成如图所示的波形,则该波的波速为______cm/s ,t =______s 时,位于x 2=45 cm 处的质点N 恰好第一次沿y 轴正向通过平衡位置. 8.t=0时刻从坐标原点O 处发出一列简谐波,沿x 轴正方向传播,4s 末刚好传到A 点,波形如图所示.则A 点的起振方向为______,该波的波速v=_____m/s. 9.如图为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波的部分波形图。若:该波波速80m/s ,在0t =时刻刚好传播到13m x =处,则0.425s t =时,9m x =处的质点的位移为________cm ,该波刚好传到x =________m 处。 10.一列简谐横波在某介质中沿x 轴传播,在x 轴上a 、b 两点的振动图像分别为如图甲乙所示,波的传播速度为5m/s ,a 、b 间的距离小于一个波长,若波从a 传播到b ,则a 、b 间的距离为______________m ,若波从b 传播到a ,所用的时间为____________s ,若增大波源处质点的振动频率,则波从b 传播到a 所用的时间会________________(填“变大”、“变小”或“不变”). 11.如图所示,位于坐标原点的波源从t=0时刻开始沿y 轴正方向振动,产生的两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正方向和负方向传播。t=3s 时x A =-2m 的质点A 第一次经平衡位置向y 轴负方向运动;x B =6m 处

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