北京四中届高三物理第八单元复习机械振动和机械波 新课标 人教版.docx
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北京四中届高三物理第八单元复习机械振动和机械波新课标人教版
北京四中2007届高三物理第八单元复习机械振动和机械波
机械振动和机械波
内容
要求
说明
1．弹簧振子，简谐振动，简谐振动的振幅、周期和频率，简谐振动的振动图象
2．单摆，在小振幅条件下单摆做简谐振动，周期公式
3．振动中的能量转化，简谐振动中机械能守恒
4．自由振动和受迫振动，受迫振动的振动频率，共振及其常见的应用
5．振动在介质中传播——波，横波和纵波，横波的图象，波长、频率和波速的关系
6．波的叠加，波的干涉、衍射现象
7．声波，超声波及其应用
8．多普勒效应
B
B
A
A
B
A
A
A
阅读内容
（一）回答第二册P41、P64的“本章小结”的中所列问题；
（二）结合问题认真阅读书本；
（三）复习相关内容的课堂笔记；
（四）然后完成A组练习。
A组练习
1．做简谐振动的物体，每一次通过同一位置时，都具有相同的
A．速度B．加速度C．动能D．回复力
2．简谐振动的物体，通过平衡位置时，以下哪些物理量具有最大值：
A．加速度B．位移C．速度
D．动能E．势能F．回复力
3．一根劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端悬挂一个质量为m的砝码，处于静止状态。
用手向下拉砝码，使它移动一小段距离，无初速释放，它将沿竖直方向上下振动，试证明在空气阻力可以忽略的条件下，它的振动是简谐运动，并求振动周期。
4．某一弹簧振子完成10次全振动需要2s的时间，在此2s的时间内通过的路程是80cm。
求此弹簧振子的振幅、周期和频率。
5．关于简谐运动受力和运动的特点，下列说法中正确的是：
A．回复力的方向总指向平衡位置
B．回复力的方向总跟离开平衡位置的位移的方向相反
C．物体越接近平衡位置，运动得越快，因而加速度越大
D．物体加速度的方向跟速度的方向有时相同，有时相反
E．物体速度的方向跟离开平衡位置的位移的方向总是相同的
6．在相同的时间内单摆甲做了10次全振动，单摆乙做了6次全振动，两个单摆的摆长差16cm，求两摆长各是多少？
7．如图是简谐运动的振动图象，试根据图象回答下列问题：
（1）该简谐振动的振幅、周期、频率各是多大？
（2）从O点算起，到曲线上的哪一点，表示完成了一次全振动？
从A点算起呢？
（3）曲线上A、B、C、D、E、F、G、H各点中，哪些点表示振子的动能最大，哪些点表示振子的势能最大？
8．如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，
（1）甲、乙两个摆的摆长之比是多少？
（2）以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，从t=0起，乙第一次到达右方最大位移处时，甲振动到了什么位置？
向什么方向运动？
9．弹簧振子做简谐振动，从某一位置开始计时（t=0），经过T/4周期，
（1）振子具有正方向最大加速度的是；
（2）振子具有正方向最大速度的是。
10．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等。
先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则
A．其它各摆摆动周期跟A摆相同
B．其它各摆振动振幅大小相同
C．其它各摆振动振幅大小不相同，E摆振幅最大
D．其它各摆振动周期大小不同，D摆周期最大
11．关于机械波的概念，下列说法中正确的是
A．有机械振动一定有机械波，有机械波也一定有机械振动
B．由公式v=
，波速v与周期T成反比，增大周期即可减小速度
C．波传播振动的同时也传播能量
D．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
12．一列波在第一种均匀媒质中的波长为λ，进入第二种均匀媒质中的波长为λ/3，那么波在这两种媒质中的频率之比为________，波速之比为________。
13．振动在媒质中传播的过程中，下列关于波长的说法正确的是
A．位移总是相等的两个质点间的距离是一个波长
B．振动方向总是相同的两个质点间的距离是一个波长
C．两个波峰之间的距离是一个波长
D．质点完成一次全振动，波传播的距离为一个波长
14.一列横波沿x轴正方向传播，在x方向上有A、B、C、D……I、J等10个质点。
A是振源，每两个相邻的点之间相距1m。
当t=0时，A点开始向上振动，经过0.1s达到最大位移，此时波传到C点。
则
A.波的传播速度是10m/s，周期是0.1s
B.波的频率是2.5Hz，波长是4m
C.再经过0.2s波传到G点，质点E向上达到最大位移
D.波传到J点时，共经过0.45s，质点H向上达到最大位移
15．有一列向右传播的简谐波，它在某一时刻的波形曲线如图实线所示。
（1）分析此时质点1、2、3、4点各自的运动状态
（2）设波的周期为T，经过T/4的时间后，它的波形曲线是怎样的？
经过2T/4，3T/4的时间后，它的波形曲线又是怎样的。
请用不同颜色笔在下图中画出。
（3）设波源在O点，图中的1、2、3、4各质点，哪一个最先开始发生振动的？
（4）若波源O开始振动时是从平衡位置开始向上振动，则1、2、3、4质点开始振动时的情况？
（5）设质点的振幅为5cm，经过3T/4的时间，质点1和4偏离平衡位置的位移的大小是多大？
所通过的路程是多大？
16．关于波的干涉，下列说法正确的是
A．只有频率相同的两列波才有可能发生干涉
B．两列波只要都是横波，就会发生干涉
C．干涉时，振动加强的质点是始终处于最大位移处
D．干涉时，振动加强的质点的位移有时会小于振动削弱的质点的位移
17．关于波的衍射，正确的是
A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象
B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显
C．孔越大，则衍射现越明显
D．当障碍物的尺寸与波长差不多时，会发生明显的衍射现象
18．关于多普勒效应，下列说法中正确的是
A．设波源相对介质不动，观察者远离波源，则接收到机械波的频率减小
B．设波源相对介质不动，观察者靠近波源，则接收到的机械波频率增大
C．设观察者相对介质不动，波源接近观察者时，观察者接收到的频率减小
D．设观察者相对介质不动，波源远离观察者时，观察者接收到的频率增大
答案及提示：
1、BCD2、CD3、
4、2cm，0.2s，5Hz5、ABD
6、
7、
（1）2cm，0.8s，1.25Hz
（2）D，E（3）BDFH质点的动能最大，ACEG的势能最大
8、
（1）1:
4
（2）平衡位置，向左振动9、A；B；10、AC
11、C12、1:
1，3:
113、D14、CD
15、
（1）质点1在最大位移处，速度为零，具有沿-y方向的加速度
质点2此时具有+y方向的速度，-y方向的加速度；
质点3此时具有-y方向的速度，-y方向的加速度；
质点4在平衡位置，此时具有沿-y方向的速度。
（2）略（3）质点1最先开始发生振动（4）开始振动时都是从平衡位置开始向上振动（5）0，5cm；所通过的路程是15cm
16、AD17、D18、AB
机械振动和机械波
B组练习
1．
一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐振动，下列图象中正确的是
2．两木块质量分别为m、M，用倔强系数为K的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，将木块1压下一段距离后释放，它就上下做简谐振动。
在振动过程中木块2刚好始终不离开地面（即它对地面最小压力为零）。
求木块1的最大加速度，木块2对地面的最大压力。
3．如果下表中给出的是做简谐振动物体的位移x或速度v与时刻的对应关系，T是振动周期。
则下列选项中正确的是
时刻
状态
物理量
0
T/4
T/2
3T/4
T
甲
零
正向最大
零
负向最大
零
乙
零
负向最大
零
正向最大
零
丙
正向最大
零
负向最大
零
正向最大
丁
负向最大
零
正向最大
零
负向最大
A．若甲表示位移x，则丙表示相应的速度v
B．若丁表示位移x，则甲表示相应的速度v
C．若丙表示位移x，则甲表示相应的速度v
D．若乙表示位移x，则丙表示相应的速度v
4．弹簧振子以O点为平衡位置做简谐振动。
从O点开始计时，振子第一次到达M点时用了0.3s，又经过0.2s第二次通过M点，则振子第三次通过M点还要经过的时间可能是
A．1/3sB．8/15sC．1.4sD．1.6s
5．一个弹簧振子做简谐振动，周期为T，设t1时刻振子不在平衡位置，经过一段时间到t2时刻，它的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相同。
若t2－t1A．t2时刻振子的加速度一定跟t1时刻大小相等、方向相反
B．在（t1+t2）/2时刻，振子处在平衡位置
C．从t1到t2时间内，振子的运动方向不变
D．从t1到t2时间内，振子的回复力的方向不变
6．一弹簧振子做简谐振动，周期为T，那么
A．若t时刻和（t+Δt）时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则Δt一定等于T的整数倍
B．若t时刻和（t+Δt）时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则Δt一定等于T/2的整数倍
C．若Δt=T，则在t时刻和（t+Δt）时刻振子运动的加速度一定相等
D．若Δt=T/2，则在t时刻和（t+Δt）时刻弹簧的长度一定相等
7．如图是演示简谐运动图像的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上直线OO′代表时间轴。
如图是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线，若板N1和N2拉动速度v1和v2的关系为2v1=v2，则板N1和N2上曲线所代表的摆动周期T1和T2的关系为：
A．T1=T2B．2T1=T2 C．4T1=T2D．T1=4T2
8．一弹簧振子的振动图象如图所示，已知t2－t1=t4－t3=Δt，在这两个Δt内，关于振子受到的弹簧弹力的冲量与弹力做功的说法正确的是
A．所受冲量相同，弹力做功相同B．所受冲量相同，弹力做功不同
C．所受冲量不同，弹力做功不同D．所受冲量不同，弹力做功相同
9．细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方1/2摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图所示。
现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速地释放，对于以后的运动，下列说法中正确的是
A．摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小
B．摆球在左、右两侧上升的最大高度一样
C．摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等
D．摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍
10．一物体在某一行星表面时，其重力加速度的值是物体在地球表面重力加速度的1/4，在地球上走得很准的摆钟，搬到此行星上，此钟的分针走一整圈经历的时间实际是
A．2小时B．4小时C．1/4小时D．1/2小时
12．图中实线表示横波甲和横波乙在t时刻的波形图线，经过1s后，甲的波峰A移到A'点，乙的波峰B移到B'点，如两图中虚线所示。
下列说法中正确的是
A．波甲的波长大于波乙的波长
B．波甲的速度小于波乙的速度
C．波甲的周期等于波乙的周期
D．波甲的频率小于波乙的频率
13．如图，沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，一列横波以1m/s的速度水平向右传播，t=0时到达质点a，a开始由平衡位置向上运动，t=1s时，质点a第一次到达最高点，则在4s＜t＜5s这段时间内
A．质点c的加速度逐渐增大B．质点a的速度逐渐增大
C．质点d向下运动D．质点f保持静止
14．如图所示，某质点在坐标原点O处做简谐振动，其振幅为0.05m，振动周期为0.4s。
振动在媒质中沿x轴正方向直线传播，传播速度为1m/s。
质点从平衡位置O向上振动0.2s后立即停止振动，此时刻的波形为
15．如图所示，一列向右传播的简谐波，波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标为x=0.96m，从图中状态开始计时，求：
（1）P质点刚开始振动时，振动方向如何？
（2）经过多长时间，P质点第一次达到波谷？
16．图a中有一条均匀的绳，1、2、3、4、…是绳上一系列等间隔的点。
现有一列简谐横波沿此绳传播。
某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图b所示（其他点的运动情况未画出），其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值，试在图c中画出再经过3/4周期时点3、4、5、6的位置和速度方向，其他点不必画
17．如图所示，在xy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为1m/s，振幅为4cm，频率为2.5Hz。
在t=0时刻，P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距P为0.2m的Q点
A．在0.1s时的位移是4cmB．在0.1s时的速度最大
C．在0.1s时的速度向下D．在0到0.1s时间内的路程是4cm
18．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8.0×10－2m。
已知t=0时刻P点质元的位移为y=4.0×10－2m，速度沿y轴正向，Q点在P点右方9.0×10－1m处，对于Q点的质元来说
A．在t=0时位移为y=－4.0×10-2mB．在t=0时速度沿y轴负方向
C．在t=0.1s时位移为y=－4.0×10-2mD．在t=0.1s时速度沿y轴正方向
19．一列简谐横波沿某一方向传播，振幅为1m，传播速度为2m/s，周期为4s。
在t0时刻，质点O正好经过其平衡位置。
那么，沿着波的传播方向
A．在t0时刻，距O为1/4波长处的质点离开其平衡位置的距离为1m
B．在t0起经过1s，距O为2m处的质点离开其平衡位置的距离为1m
C．在t0+2s时刻，距O为4m处的质点与在t0－2s时刻质点O的运动状态相同
D．在t0+6s时刻，质点O跟与它相距8m处的质点的运动状态相同
20．质点S作为振源上下振动，形成向左、向右传播的简谐横波。
振动频率20Hz，波速16m/s。
已知PS=15.8m，QS=14.6m。
经过足够长的时间，某时刻质点S恰通过平衡位置向上运动。
此时刻P、Q两质点所处的位置是
A．P在波峰B．P在波谷
C．Q在波峰D．Q在波谷
21．如图所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时的波形，而虚线是该波在t=0.5s时的波形，此列波的周期大于0.3s而小于0.5s，该波的波速为
A．0.2m/sB．10m/sC．18m/sD．6m/s
22．一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距4.2m，b点在a点的右方，一列简谐波沿水平绳向右传播，波速为20m/s，波长大于2m。
某时刻b点达到波峰位置，而a点正处于平衡位置且向上运动，则这列波的周期可能是
A．0.12sB．0.28sC．0.168sD．0.84s
23．一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0m，b点在a点的右方。
当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时，b点的位移恰为零，且向下运动。
经过1.00s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰达到负极大。
则这简谐横波的波速可能等于
A．4.67m/sB．6m/s
C．10m/sD．14m/s
24．在一简谐波的传播路径上有a、b两质点相距1.8m，某时刻两质点都在平衡位置，其间有两个波峰和一个波谷，经0.3s（小于一个周期），a点升到波峰位置，而b点降到波谷位置。
则这列波的传播速度可能是
A．若波由a向b传播，波速是1m/s
B．若波由a向b传播，波速是3m/s
C．若波由b向a传播，波速是1m/s
D．若波由b向a传播，波速是3m/s
25．一列横波在x轴线上传播，在t1=0时和t2=0.005s时的波形图象如图所示，
（1）由图中读出波的振幅和波长
（2）设波的周期大于（t2–t1），如果波向右传播，波速为多大？
（3）设波的周期小于（t2–t1），并且波速为6000m/s，试求波的传播方向。
26．一列横波沿x轴传播，t1时刻波形图为实线，t2时刻的波形图为虚线。
已知t2=t1+1/8s，振动周期为0.5s，则这列波的传播方向与两时刻间的传播距离为
A．向右，9mB．向左，3m
C．向右，3mD．向左，9m
27．一列简谐横波向右传播，波速为v，沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点，如图所示。
某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰。
经过时间t，Q质点第一次运动到波谷。
则t的可能值有
A．1个B．2个C．3个D．4个
28．图1所示为一列简谐横波在t=20s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
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
29．一列沿x轴正方向传播的简谐波在x1=10cm和x2=110cm处的两质点的振动图线如图所示，则质点振动的周期为______s，这列简谐波的波长为________cm。
30．如图所示，沿x轴正方向传播的横波，传到A点的同时，沿x轴负方向传播的横波恰传到B点，这一时刻A、B质点的速度方向相同，两列波波速相同，波长都是2m，质点的振幅都是2cm，继续传播足够长的时间以后
A．质点M的振幅是4cmB．质点M的振幅是2cm
C．质点N的振幅是4cmD．质点M、N的振幅都是零
31．两列简谐横波均沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿正x方向传播（图中实线所示），一列沿负x方向传播（图中虚线所示）。
这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x=________的点，振幅最小的是x=________的点。
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