高考物理二轮复习精品资料专题13 机械振动、机械波教学案（教师版）.doc

2013高考物理二轮复习精品资料专题13 机械振动、机械波教学案（教师版）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。【重点知识整合】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ek、势能ep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ek和势能ep都随时间作周期性变化，x、v、a、f的变化周期为t，ek和ep的变化周期为.(2)质点在任意时刻开始计时的一个周期内通过的路程s4a(a为振幅)，半个周期内通过的路程s2a.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 vf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计算，其中x为t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、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x(n0,1,2)的点为振动减弱点；路程差xn(n0,1,2)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、光1光的折射定律：光从真空(或空气)射入透明介质时，n；光从透明介质射入真空(或空气)时，.2折射率n：n(v为透明介质中的光速)，折射率是表征透明介质的光学性质的物理量3全反射和临界角(1)发生全反射的条件：光从光密介质进入光疏介质；入射角不小于临界角(2)临界角c：sinc.【高频考点突破】考点一 基本概念和规律的理解例1 有以下说法a在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，为减小偶然误差,应测出单摆作n次全振动的时间t，利用t求出单摆的周期b如果质点所受的合外力总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动c变化的磁场一定会产生变化的电场d图1振荡电路中的电容器正处于放电状态ex射线是比紫外线频率低的电磁波f只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象g在同种均匀介质中传播的声波，频率越高，波长越短其中正确的是_题型2波动和振动关系的应用例2 、在o点有一波源，t0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波t14 s时，距离o点为3 m的a点第一次达到波峰；t27 s时，距离o点为4 m的b点第一次达到波谷则以下说法正确的是( )a该横波的波长为2 mb该横波的周期为4 sc该横波的波速为1 m/sd距离o点为1 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末解析：设波速为v，横波波长为，周期为t，则t1t2解得v1 m/s，t4 s则vt4 m，距o点1 m的质点第一次开始向上振动的时刻为1 s末答案：bc题型3两种图象和波速公式的理解及应用例3 、渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位，已知某超声波的频率为1.0105 hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图3所示从该时刻开始计时，画出x7.5103 m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动) 图3解析：因为超声波的频率为f1.0105 hz，所以质点振动周期t105 sx7.5103 m处的质点在图示时刻处于波谷，所以可画出该质点做简谐运动的图象如图所示因为超声波的频率为f1.0105 hz，由波的图象可知超声波的波长15103 m，由vf可得超声波的速度vf151031.0105 m/s1 500 m/s所以鱼群与渔船间的距离x m3 000 m答案：见解析中图3 000 m【难点探究】难点一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)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t后的波形，可确定各质点经t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关键提醒：要特别关注波动图象是哪个时刻的图象，振动图象是哪个质点的图象例1、介质中坐标原点o处的波源在t0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到l处，波形如图5121所示图5122中能描述x0处质点振动的图象是()图5121 ab cd图5122【答案】c【解析】 由波动图象知，l处质点的振动方向沿y轴负方向，故x0处质点起振方向沿y轴负方向，a、b错误；又由波动图象知，t0时刻x0处质点沿y轴负方向运动，c正确，d错误【点评】 解答本题的关键是，明确振动图象是波动图象中x0处质点的振动图象，波动图象是tt0时的波动图象解题时应根据波动图象中x0处质点的振动方向确定振动图象t0及tt0时刻的振动情况下面的变式题则是根据振动图象中某时刻质点的振动情况确定波动图象中某位置质点的振动方向【变式探究】如图5123甲所示，一条水平张紧的弹性长绳上有等间距的q、p、o、p、q等质点，相邻两质点间距离为1 m，t0时刻质点o从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的简谐横波，质点o振动图象如图乙所示当质点o第一次到达正方向最大位移时刻，质点p刚开始振动，则下列说法正确的是() 甲 乙 图5123a这列波的波长为2 m，传播速度为2 m/sb当质点o第二次达到正向最大位移时，质点o已经走过35 cm路程ct3 s时，质点p、p均在平衡位置且向上运动dt2 s时，质点p位于波峰，质点p则位于波谷【变式探究】一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2 m，振幅为a.当坐标为x0处质元的位移为a且向y轴负方向运动时，坐标为x0.4 m处质元的位移为a.当坐标为x0.2 m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x0.4 m处质元的位移和运动方向分别为()aa、沿y轴正方向ba、沿y轴负方向ca、沿y轴正方向 da、沿y轴负方向【答案】c【解析】 根据题意，画出此时坐标的波形图，可以看到，此时坐标为x0.2 m处的质元正在平衡位置且向y轴负方向运动再经过半个周期，坐标为x0.2 m处的质元回到平衡位置且向y轴正方向运动，在这半个周期当中，坐标为x0.4 m处的质元已经过了波谷且正在向着平衡位置运动，根据简谐运动的对称性，此时的位移与半个周期之前的位移大小相等所以c正确【历届高考真题】【2012高考】（2012大纲版全国卷）20.一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（a）是t=0时刻的波形图，图（b）和图（c）分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是a. m b. m c.1m d. m 【答案】b【解析】根据题述及波形图和两处质点的振动图像，图（b）所示质点在t=0时在正向最大位移处，图（c）所示质点在t=0时，x=-0.05m，,运动方向沿y轴负方向，结合波形图找到对应的点，如图所示。若图（c）所示质点为图中左侧波峰上的点，这两质点平衡位置之间的距离是/2+/6=2/3= m，选项d正确；若图（c）所示质点若为图中右侧波峰上的点，这两质点平衡位置之间的距离可能是/4+/12=/3=m，选项b正确。【考点定位】考查波图象、振动图象及其相关知识。18. 模块3-4试题（12分）（1）（2012海南）某波源s发出一列简谐横波，波源s的振动图像如图所示。在波的传播方向上有a、b两点，它们到s的距离分别为45m和55m。测得a、b两点开始振动的时间间隔为1.0s。由此可知波长= m。当b点离开平衡位置的位移为+6cm时，a点离开平衡位置的位移是 cm。（2012福建）13、 .一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点p正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是a沿x轴负方向，60m/s b沿x轴正方向，60m/sc沿x轴负方向，30 m/s d沿x轴正方向，30m/s【答案】a【解析】从甲图的波动图像可知，质点p向y轴负方向运动说明波沿x轴负方向传播，从图中还可在波长为24m,周期为0.4秒，可得到波速为60m/s;所以答案选a【考点定位】波动图像和振动图像，会读图和处理波长、波速、周期三者的关系。较容易。（2012浙江）16、用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波锋位置。下列说法正确的是a. a、b两点之间的距离为半个波长b. a、b两点开始时刻相差半个周期c. b点完成全振动的次数比a点多一次d. b点完成全振动的次数比a点少一次【答案】d【解析】由图可知：a、b之间距离为一个波长，开始时刻相差1个周期，a点振动先于b点，所以d正确。【考点定位】振动和波、波的基本特征（2012天津）7 沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形如图所示，m为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t = 1 40s时a质点m对平衡位置的位移一定为负值b质点m的速度方向与对平衡位置的位移方向相同c质点m的加速度方向与速度方向一定相同d质点m的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反（2012四川）19在xoy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为a。m、n是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在t = 0时，m通过其平衡位置沿y轴正方向运动，n位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s。则a该波的周期为 53 sb在t = 13 s时，n的速度一定为2m/sc从t = 0到t = 1s，m向右移动了2md从t = 13 s到t = 23 s，m的动能逐渐增大【答案】d【解析】在t = 0时，m通过其平衡位置沿y轴正方向运动，n位于其平衡位置上方最大位移处，且该波的周期大于1s。则 34=2m，可得= 83m，周期t = v = 43 s，a错误。质点振动速度不同于波的传播速度，b错误。质点不随波的传播而迁移，c错误。从t = 13 s到t = 23 s，m由最大位移处向平衡位置移动，速度逐渐增大，动能逐渐增大，d正确。【考点定位】本题考查机械波。（2012北京）17一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置o为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间，关系的图像是【答案】a【解析】弹簧振子所受回复力f = k x，加速度a=-kxm，与偏离平衡位置的位移方向相反，四分之一周期时，振子具有沿x轴正方向的最大加速度，偏离平衡位置的位移为负方向最大值，所以a正确。【考点定位】本题考查弹簧振子做简谐运动时，位移、回复力、加速度的关系，属简单题。（2012全国新课标卷）34.物理选修3-4（15分）（1）（6分）一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_m。（2）（9分）一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。【答案】（1） 正向 0.8 （2）/4【解析】（1）根据振动图像可知在t=0后的很小一段时间内，位移增大，故物体在t=0时向上运动；由图（a）、图（b）及题意可知21/2=2sin3/4，所以此质点距o点距离为波长的3/8，即3/8=0.30m；得=0.8m （2012上海）24如图，简谐横波在t时刻的波形如实线所示，经过t=3s，其波形如虚线所示。己知图中x1与x2相距1m，波的周期为t，且2tt4t 。则可能的最小波速为_m/s，最小周期为_s。（2012安徽）15.一列简谐被沿x轴正方向传播，在t=0j时波形如图1所示，已知波速度为10m/s。则t=0.1s时正确的波形应是图2中的 （ ） 【答案】c【解析】 由波形图知波长为4.0m，波长除以波速的周期为0.4s，所以0.1s是四分之一周期，则用质点振动法结合波形图中上下坡法判断0.1s时的波形图应为c。【考点定位】机械振动和机械波（2012重庆） 装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是()【答案】d【解析】根据题中规定的正方向，开始计时时刻位移为正的最大值，由于简谐运动的图象是正弦或余弦曲线，可知d正确【考点定位】机械振动【2011高考】1.（全国）一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2 m，振幅为a。当坐标为x = 0处质元的位移为-a且向y轴负方向运动时，坐标为x=0.4 m处质元的位移为a。当坐标x=0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x=0.4 m处质元的位移和运动方向分别为（ ）a-a、沿y轴正方向b-a、沿y轴负方向c-a、沿y轴正方向d-a、沿y轴负方向【答案】c【解析】由波长，某时刻在波的传播方向上相距，坐标分别为x=0和x=0.4m的两质元位移分别为和，画出草图，结合三角函数知识可以判定该时刻的波形图具有唯一性，且根据坐标为x=0处质元向y轴负方向运动，可确定波的传播方向为x轴正方向，且此时坐标为x=0.2m处的质元正位于平衡位置向y轴负方向运动，直到当坐标为x=0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，其间历时，根据简谐运动的对称性，x=0.4m处质元的位移和运动方向分别为、沿y轴正方向 ，c项正确2（北京）介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（ ）a它的振动速度等于波的传播速度b它的振动方向一定垂直于波的传播方向c它在一个周期内走过的路程等于一个波长d它的振动频率等于波源的振动频率答案：d解析：介质中某个振动质点做简谐运动，其速度按正弦（或余弦）规律变化，而在同一介质中波的传播速度是不变的，振动速度和波的传播速度是两个不同的速度，a错误；在横波中振动方向和波的传播方向垂直，在纵波中振动方向和波的传播方向在一条直线上，b错误；振动质点在一个周期内走过的路程为4个振幅，c错误；波在传播的过程中，频率不变为波源的频率，d正确。3.（重庆）介质中坐标原点0处的波源在t=0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到l处，波形如题17图所示。下列能描述x0处质点振动的图象是（ ）4（浙江）关于波动，下列说法正确的是（ ）a.各种波均会发生偏振现象b.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹c.声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度d.已知地震波得纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警【答案】bd【解析】只有横波才能发生偏振现象，故a错误；用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可以观察到彩色条纹，故b正确；声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故c错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故d正确。5（天津）位于坐标原点处的波源a沿y轴做简谐运动，a刚好完成一次全振动时，在介质中形成的简谐横波的波形如图所示，b是沿波传播方向上介质的一个质点，则（ ）a波源a开始振动时的运动方向沿y轴负方向b此后周期内回复力对波源a一直做负功c经半个周期时间质点b将向右迁移半个波长d在一个周期时间内a所受回复力的冲量为零【解析】由a刚好完成一次全振动时的图线可知波源a的起振方向沿y轴负方向，a选项正确；经过周期之后质点a将向负向最大位移运动，回复力做负功，b正确；质点不随波迁移，c选项错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零，d选项正确。【答案】abd6（四川）如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当q点在t=0时的振动状态传到p点时，则（ ）a.1cmx3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动b.q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向c. q处的质点此时正在波峰位置d. q处的质点此时运动到p处7（上海）两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速、 ()在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为和，则（ ）(a) ， (b) ，(c) ， (d) ，【答案】c.【解析】根据单摆的周期公式，两单摆的摆长相同则周期相同，频率相同，又因为，所以最低点动能，根据机械能守恒，在最高点的重力势能，即振幅，所以c选项正确.8（上海）两波源在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（ ） (a)在两波相遇的区域中会产生干涉 (b)在两波相遇的区域中不会产生干涉 (c) 点的振动始终加强 (d) 点的振动始终减弱【答案】b.【解析】从图中看，两列水波的波长相不同，波在水中的速度都相等，根据，可知两列波的周期不相等，不满足相干条件，在两波相遇的区域中不会产生干涉现象，b正确.9（上海）两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为，两波源分别位于a、b处，时的波形如图所示。当时，m点的位移为 cm，n点的位移为 cm。【答案】2，0【解析】2.5s内，两列波传播的距离，当a波向右传播1m时，a波如图中的虚线所示，波如图中的实线所示，所以，点位移为2cm,点位移为零，【2010高考】一、选择题12010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，不知道时间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频率。22010全国卷21一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。 时刻振子的位移；时刻；时刻。该振子的振幅和周期可能为 （ ）a0. 1 m， b0.1 m, 8s c0.2 m， d0.2 m，8s82010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。9. 2010上海物理16如右图，一列简谐横波沿轴正方向传播，实线和虚线分别表示时的波形，能正确反映时波形的是图（ ）答案：d解析：因为t2t，可确定波在0.5s的时间沿x轴正方向传播，即，所以t=2s，波峰沿x轴正方向传播，从处到处，选d。10. 2010上海物理20如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为，波速为，在波的传播方向上两质点的平衡位置相距（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点在轴下方与轴相距的位置，则（a）此波的周期可能为（b）此波的周期可能为（c）从此时刻起经过，点可能在波谷位置（d）从此时刻起经过，点可能在波峰位置解析：如上图，。根据，a正132010海南物理18(2)右图为某一报告厅主席台的平面图，ab是讲台，、 是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫为了进免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136hz，问讲台上这样的位置有多少个？【答案】4【解析】相应于声频的声波的波长是式中是空气中的声速。在右图中，o是ab的中点，p是ob上任一点。将表示为 式中为实数，当时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知，o是干涉加强点；对于b点，所以，b点也是干涉加强点。因而o、b之间有两个干涉相消点，由对称性可知，ab上有4个干涉相消点。【2009高考】一、选择题1.（09全国20）一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中p、q两质点的横坐标分别为x=1.5m和x=4.5m。p点的振动图像如图2所示。在下列四幅图中，q点的振动图像可能是 （ ）答案：bc2.（09全国卷14）下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是（ ）a媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等b媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等c波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致d横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍答案：ad解析：本题考查机械波和机械振动.介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致a正确.而各质点做简谐运动速度随时间作周期性的变化,但波在介质中是匀速向前传播的,所以不相等,b错.对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的,c错.根据波的特点d正确。3.（09北京15）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是 （ ）a机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用b机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象c机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播d机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波4.（09北京17）一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为t，波长为。若在x=0处质点的振动图像如右图 所示，则该波在t=t/2时刻的波形曲线为 （ ）答案：a 解析：从振动图上可以看出x=0处的质点在t=t/2时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有a图符合要求，故a项正确。5.（09上海物理4）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、振幅不变答案：c解析：由单摆的周期公式，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅a是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，因此振幅改变，所以c正确。6.（09天津8）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为xasin，则质点 （ ）a.第1 s末与第3 s末的位移相同b.第1 s末与第3 s末的速度相同c.3 s末至5 s末的位移方向都相同d.3 s末至5 s末的速度方向都相同答案：ada-a48t/sx123567o解析：由关系式可知，将t=1s和t=3s代入关系式中求得两时刻位移相同，a对；画出对应的位移-时间图像，由图像可以看出，第1s末和第3s末的速度方向不同，b错；仍由图像可知，3s末至5s末的位移大小相同，方向相反，而速度是大小相同，方向也相同。故c错、d对。 8.（09四川19）图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，虚线为t0.6 s时的波形图，波的周期t0.6 s，则 （ ）a.波的周期为2.4 sb.在t0.9s时，p点沿y轴正方向运动c.经过0.4s，p点经过的路程为4md.在t0.5s时，q点到达波峰位置答案：d解析：根据题意应用平移法可知t0.6s，解得t0.8s，a错；由图可知振幅a0.2m、波长8m。t0.9s1t，此时p点沿y轴负方向运动，b错；0.4st，运动路程为2a0.4m，c错； t0.5sttt，波形图中q正在向下振动，从平衡位置向下振动了t，经t到波谷，再过t到波峰，d对。9.（09福建17）图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，p是平衡位置为x=1 m处的质点，q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点q的振动图象，则 （ ）a.t=0.15s时，质点q的加速度达到正向最大b.t=0.15s时，质点p的运动方向沿y轴负方向c.从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6 md.从t=0.10s到t=0.25s，质点p通过的路程为30 cm答案：ab 解析：由y-t图像知，周期t=0.2s，且在t=0.1sq点在平衡位置沿y负方向运动，可以推断波没x负方向传播，所以c错；从t=0.10s到t=0.15s时，t=0.05s=t/4，质点q从图甲所示的位置振动t/4到达负最大位移处，又加速度方向与位移方向相反，大小与位移的大小成正比，所以此时q的加速度达到正向最大，而p点从图甲所示位置运动t/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中，速度沿y轴负方向，所以a、b都对；振动的质点在t=1t内，质点运动的路程为4a；t=t/2，质点运动的路程为2a；但t=t/4，质点运动的路程不一定是1a；t=3t/4，质点运动的路程也不一定是3a。本题中从t=0.10s到t=0.25s内，t=0.15s=3t/4，p点的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在3t/4时间内的路程不是30cm。10.（09浙江21）一列波长大于1m的横波沿着轴正方向传播，处在和的两质点、的振动图像如图所示。由此可知 （ ）a波长为mb波速为c末、两质点的位移相同d末点的振动速度大于点的振 动速度二、非选择题11.（09上海物理12）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t0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为_cm/s，t_时，位于x245cm的质点n恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。答案：20，2.75解析：由图可知，这列简谐波的波长为20cm，周期t=0.25s4=1s，所以该波的波速；从t=0时刻开始到n质点开始振动需要时间,在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过，所以当t=（2.25+0.5）s=2.75s，质点n恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。12.（09广东物理14）（2）图为声波干涉演示仪的原理图。两个u形管a和b套在一起，a管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率 的波。当声波分别通过a、b传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅 ；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅 。答案：（2）相等，等于零，等于原振幅的二倍。解析：（2）声波从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同的波，若两列波传播的路程相差半个波长，则振动相消，所以此处振幅为零，若传播的路程相差一个波长，振动加强，则此处声波的振幅为原振幅的二倍。14.（09江苏物理12.b）（4分）(2)在时刻，质点a开始做简谐运动，其振动图象如图乙所示。质点a振动的周期是 s；时，质点a的运动沿轴的 方向（填“正”或“负”）；质点b在波动的传播方向上与a相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在时，质点b偏离平衡位置的位移是 cm。答案：b.（2）4 正 10解析：（2）振动图象和波形图比较容易混淆，而导致出错，在读图是一定要注意横纵坐标的物理意义，以避免出错。题图为波的振动图象，图象可知周期为4s，波源的起振方向与波头的振动方向相同且向上，t=6s时质点在平衡位置向下振动，故8s时质点在平衡位置向上振动；波传播到b点，需要时间s=8s，故时，质点又振动了1s(个周期)，处于正向最大位移处，位移为10cm.。16.（09海南物理18）有一种示波器可以同时显示两列波形。对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同。利用此中示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如图1所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接受器所接受。图2为示波器的显示屏。屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接受信号。若已知发射的脉冲信号频率为，发射器与接收器的距离为，求管内液体中的声速。（已知所测声速应在13001600m/s之间，结果保留两位有效数字。）【2008高考】1.（08全国16）一列简谐横波沿x轴传播,周期为t.t=0时刻的波形如图所示.此时平衡位置位于x=3