2022年2022年高考物理专题复习振动和波综合例题精选

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载高考物理专题复习振动和波综合例题精选例 1：如单摆的摆长不变,摆球的质量增加为原先的4 倍,摆球经过平稳位置时的速度减为原先的1 ,就单摆的2a 频率不变,振幅不变b频率不变,振幅转变c频率转变,振幅转变d频率转变,振幅不变解析： 此题考查单摆振动周期或频率与摆球质量和摆角无关,只由摆长和当地重力加速精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载度打算,即t2l；因而频率不变；振动过程中机械能守恒,在摆长不变情形下总机g精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载械能可以由在平稳位置的动能或最大振幅时的势能表示,此题经过平稳位置时动能精品学习

2、资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2e1 mv、 e21 4m v1 mv2 ,单摆机械能未变化,最大位移处与平稳位置的精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载k121k 2222v 2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载高 差 h,由于 v 的减小而减小,在摆长不变条件下,振幅要减小,正确选项为b；2 g精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载例 2： 单摆摆球多次通过同一位置时,下述物理量变化的为a 位移b 速度c加速度d动量 e动能f摆线张力解析： 通过同一位置,其位移不变,同时加速度.回复力.速率.动能也不变,摆线张v2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢

3、迎下载力 mg cosm也不变,由单摆振动的往复性可知相邻两次经过同一位置速度方向发生l精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载转变,从而动量也发生转变；符合题意的选项为bd ；有爱好的话,可以分析一下,当回复力由小变大时,上述哪些物理量的数值为变小的？例 3：如单摆摆球在最大位移处摆线断了,此后球做什么运动？如在摆球经过平稳位置时摆线断了,摆球又做什么运动？解析： 单摆摆至最大位移处速度为零,此时摆线断了,摆球只受重力,因此摆球做自由落体运动； 在平稳位置线断了,此时摆球有最大水平速度,又只受重力,所以摆球做平抛运动；此题除了考查单摆振动中速度特点外,仍考查了物体运动轨迹为由受力和初速

4、度打算的这一基本学问；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载例 4：在光滑水平面上有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k,振子质量为 m ,振动最大速度为 v0,如图 2 所示；当振子在最大位移为 a 的时刻把质量为 m 的物体轻放在其上,就（ 1）要保持物体和振子一起振动,二者间动摩因数至少有多大？（ 2）一起振动时,二者通过平稳位置时的速度为多大？振幅又为多大？解析：（ 1）对 m 与 m 整体以及m 隔离受力分析如图3 所示,在最大位移处,竖直方向均为平稳态,水平方向加速度应相同即精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载tkamm a、aka、 fma、mmf m

5、g 、精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载mgma 时一起振动；a gkamm g即为所求；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 2）振动过程机械能守恒,在最大位移处放上m 并没有转变弹簧的势能,由于弹性势能只由k 和 a 打算,与振子质量无关；因此振回到平稳位置总动能应不变；由于系统质量精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载的增加,其速度要减小,即1 mv 2021mm v 2 、 v 2mv0 ；振幅不变仍为a；mm精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载假如此题改为在平稳位置放上m,而且能够共同振动,问其振

6、幅和经过平稳位置的速度将如何变化？答案为振幅和经过平稳位置速度都要减小缘由为m 放到 m 上开头速度为零,到与 m 有共同速度振动,与m 相对打滑,滑动摩擦力与相对位移乘积等于系统机械能的缺失；例 5：如图 4 所示, 甲为某一波动在t = 1.0 秒时的图象, 乙为参加该波动的p 点的振动图象,（ 1）说出两图中aa 的意义？（ 2）说出甲图中oa b 图象的意义？（ 3）求该波速v = .（ 4）在甲图中画出再经过3.5 秒 时的波形图；（ 5）求再经过3.5 秒时 p 点的路程s和位移？解析： 此题要考查用振动图象和波形图象解决问题的基本方法；（ 1）如何区分两种图象,坐标轴意义不同为主

7、要区分方法；纵座标表示位移为相同点,振动图象的横轴表示时间,波形图的横轴表示介质中的位置；（ 2）会从图象直接读出的参量,波形图中的振幅.波长；振动图中的振幅.周期；仍有 图 象 中 每 个 点 的 对 应 参 量 ； 如 果 再 给 一 个 速 度v , 即 可 解 决 两 个 图 象 间 的 联 系vft ；（ 3）振动图中可以读出某时刻质点振动方向,波形图已知波形的传播方向,可以判定介质中各点此时的振动方向；（ 4）依据波源质点振动一个周期,波在介质中传播一个波长的特点,可以画出不同时精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载刻的波形图；依据上面总结的方法；由甲图可以

8、直接判定出各点振幅为0.2 厘米,波长为4 米；由乙图可直接判定出p 点振幅为0.2 厘米,周期为1.0 秒,且 1.0 秒时 p 点振动方向为y 方向；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载再依据甲图p 点此时振动为y 方向,可判定出波传播方向为x 方向, vt秒；44 米/1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 1）甲图中aa 表示质点a 振幅为 0.2 厘米,或1.0 秒时 a 质点位移为 0.2 厘米；乙图中 aa 表示 p 点振幅为0.2 厘米,也表示0.25 秒时位移大小为0.2 厘米,方向为负；（ 2）甲图中oab 段图线表示o 到 b 之间介质中全部的点在1

9、.0 秒时位移方向均为负,oa 间各质点正向远离平稳位置方向振动,a b 间质点向靠近平稳位置方向振动；（ 3） v4 m /st（ 4）甲图中再经过3.5 秒时波形图,可用平移法,即3.5 秒= 3.5 / 1.0 = 3.5 t,波左移 3.5 个波长, 只需向左平移即可；2也可以用描点法,例如b 点此时向 +y 方向振动, 3.5t 后仍在平稳位置,振动向y 方向,再选o.a.c 等位置和振动方向,运用描点法得出结果,答案如图5 所示；（ 5） 依据振子一个周期要经过4 个振幅的路程,所以3.5 个周期经过路程为s = 3.5× 4 ×.02 = 2.8cm；由于经过

10、3.5 个周期 p 点位置不变,因此位移得零；例 6：如图 6 所示,实线为某时刻的波形图线,虚线为0.2 秒后的波形图；（ 1）如波向左传播,求它传播的可能距离？（ 2）如波向右传播,求它的最大周期？（ 3）如波速为35m/s,求波的传播方向？解析： 由图象可以直接读出波长为4 米,如波向左传精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载播 由 实 线 到 虚 线x1mm344n34 ,4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载x4n3、n0、 1、2、 3、精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载x3、 7、 11、 m；仍 可 以

11、 用 另 一 种 方 法 解 决 第 一 问 的 问 题 , 即 向 左 传 播0.2=n3t 、4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载t0.8n4n30、 1、 2、 3,而 svt、 vt5 4n3 、 s4n3 ；结果同上；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载第一问答案：3m、 7m、 11m；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载波向右传播.0.2n1t 、 t 40.8n 4n10、 1、 2、最大周期为n = 0 时 ,t = 0.8精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载秒；其次问答案0.8 秒；精品学习资料精选学习资料 - -

12、- 欢迎下载由 v、 t t4v35, 如 向 左 传 播4350.84n3, n=1 , 如 向 右 传 播精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载40.8、 n354n11.5 不合题意；第3 问答案为向左传播；或用另一种解法；a2 秒内传播距3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载离sv t350.27米1,因而第三问答案向左传播；4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载例 7：有一个单摆,当摆线与竖直方向成角,（< 5 ）时,摆球的速度为零,摆球摆到最低点时速度为v,求单摆的周期？解 析 ： 设 摆 长 为l , 摆 球 由 最 大 位 移 处 向 最 低

13、点 运 动 过 程 机 械 能 守 恒 ,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载22mgl 1cos1 mv2 、 lv,单摆周期t2l2v；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载答 案 ： 2 v22g 11cosg 2 g 21cos精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载g2 1cos例 8： 一单摆的摆长为l ,摆球质量为m,原先静止,在一个水平冲量i 作用下开头摆 动；此后,每当摆球经过平稳位置时,使给它一个与其速度方向一样的冲量i ；求摆球经过 多长时间后,其摆线与竖直方向夹角可以达到？（不计阻力,所施冲量时间极短,< 5 ）解 析 ： 设 摆 球 经

14、过 平 衡 位 置 次 数 为n , 就 摆 球 达 最 大 偏 角时 所 需 时 间精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载tn1ttn tt2424； 由 动 量 定 理 和 机 械 能 守 恒 定 律 得ni=mv ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1 mv22mgl 1cos、 t2l,解上面4 个式子得g精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载tmli2 1cosl ；2g精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载例 9： 蝙蝠假如每秒发射50 次超声波,每次发出

15、100 个频率为105h 2 的波,那么在空气中形成一系列断续的波列；已知空气中声速为340m/s,求（ 1）每个波列的长度及两列波间隔的长度？（ 2）假如这声波进入水中传播,声波在水中的传播速度为1450m /s ,那么波列的长度及两波列间隔的长度又为多少？精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载v1解析：（ 1）波长1f134010 53.4103 m ,设波列长度l 1、 l1 = 1001 = 0.34m ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载两列波间的时间间隔为t,t110010.019 s ；两列波间隔的长度为l ,150g精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载l 1v1