高中物理 考點15 機械振動與機械波（含2014高考試題）

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精考點15 機械振動與機械波一、選擇題1。（2014新課標(biāo)全國卷）(1)圖甲為一列簡諧橫波在t=2s時的波形圖,圖乙為媒質(zhì)中平衡位置在x=1。5m處的質(zhì)點的振動圖像，p是平衡位置為x=2m的質(zhì)點。下列說法正確的是（)a.波速為0.5 m/sb.波的傳播方向向右c.02 s時間內(nèi)，p運動的路程為8cmd.02 s時間內(nèi),p向y軸正方向運動e.當(dāng)t=7s時,p恰好回到平衡位置【解析】選a、c、e。本題考查了機械振動與機械波。v=0。5 m/s，a正確。x=1。5m處的質(zhì)點t=2 s時正在向下振動,根據(jù)“上坡下”可判斷機械波向左傳播，b錯誤;02 s是半個周期,p點由波峰運動

2、到波谷,c正確、d錯誤;7 s是此時刻再經(jīng)過5 s，即t,這時p點剛好回到平衡位置,e正確?！菊`區(qū)警示】注意題目中的波形圖是t=2s時刻的波形圖，不是t=0時的波形圖,如果不加以區(qū)分，認(rèn)為是t=0時的波形圖就會導(dǎo)致錯誤。2。(2014北京高考）一簡諧機械橫波沿x軸正方向傳播，波長為，周期為t。t=0時刻的波形如圖甲所示,a、b是波上的兩個質(zhì)點。圖乙是波上某一質(zhì)點的振動圖像。下列說法中正確的是()a。t=0時質(zhì)點a的速度比質(zhì)點b的大b.t=0時質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的小c.圖乙可以表示質(zhì)點a的振動d.圖乙可以表示質(zhì)點b的振動【解題指南】解答本題應(yīng)明確以下兩點:（1）質(zhì)點在平衡位置處的振動速度最大

3、,加速度為零；(2）質(zhì)點在偏離平衡位置位移最大處的速度為零,加速度最大?！窘馕觥窟xd。質(zhì)點在平衡位置處的振動速度是最大的，所以在零時刻a的速度小于b的速度，a錯誤；而質(zhì)點偏離平衡位置越遠加速度越大,a的加速度大于b的加速度,b錯誤;根據(jù)波的圖像“同側(cè)法”可以判斷在零時刻，b在平衡位置且向下振動,d正確，c錯誤。3。（2014安徽高考）一簡諧橫波沿x軸正向傳播,圖甲是t=0時刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖像，則該質(zhì)點的x坐標(biāo)值合理的是(）a.0.5 mb.1。5 mc。2.5 md。3.5 m【解題指南】解答本題注意以下兩點:(1）簡諧橫波沿x軸正向傳播;（2)質(zhì)點在t=0時刻坐標(biāo)為負(fù)值

4、,并且向y軸的負(fù)方向運動。【解析】選c。根據(jù)題干中圖乙可知，該質(zhì)點在t=0時刻豎直方向的坐標(biāo)為0.2my-0.1m,并且向y軸的負(fù)方向運動。根據(jù)題意該波沿x軸正向傳播，所以該質(zhì)點的x坐標(biāo)值只能為2mx0）。a點的振動規(guī)律如圖所示。已知波速為v=10m/s,在t=0。1s時b的位移為0.05m,則下列判斷可能正確的是(）a.波沿x軸正向傳播，xb=0。5mb。波沿x軸正向傳播，xb=1。5mc.波沿x軸負(fù)向傳播，xb=2。5md。波沿x軸負(fù)向傳播，xb=3。5m【解題指南】解答此題應(yīng)注意以下兩點:(1）區(qū)別振動圖像與波動圖像,理解波速v、周期t、波長三者的關(guān)系；（2）根據(jù)質(zhì)點的振動圖像和位置畫出

5、某時刻的波動圖像，并注意其周期性?！窘馕觥窟xb、c。由振動圖像可知,振動周期t=0。2s，所以=vt=100.2m=2 m;由題意可知在t=0.1s時,a向上振動,b在最大位移處,這時如果波沿x軸正向傳播,根據(jù)“同側(cè)法”,a、b之間的距離為（n+）(n=0，1,2，3）,所以xb=（n+)=（2n+1。5）m（n=0,1,2,3)；這時如果波沿x軸負(fù)向傳播，根據(jù)“同側(cè)法”,a、b之間的距離為(n+）(n=0，1,2,3），所以xb=（n+）=(2n+0.5)m（n=0，1,2,3)，故選b、c。14.（2014大綱版全國卷)兩列振動方向相同、振幅分別為a1和a2的相干簡諧橫波相遇。下列說法正確

6、的是()a。波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅為a1-a2b。波峰與波峰相遇處質(zhì)點離開平衡位置的位移始終為a1+a2c.波峰與波谷相遇處質(zhì)點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點的位移d。波峰與波峰相遇處質(zhì)點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點:（1）這兩列波是相干波。(2）波的疊加原理。（3）振動加強和減弱是振動的強烈程度及振幅的大小的表現(xiàn),振幅大是質(zhì)點離開平衡位置的最大距離大，而不是停留在最大位移處?！窘馕觥窟xa、d.波峰與波峰相遇處的質(zhì)點振動加強,振幅為a1+a2，而質(zhì)點的位移大小在0a1+a2之間變化；波峰和波谷相遇處的質(zhì)點，振動減弱,振幅為a1a2|，其位移

7、大小在0|a1a2之間變化,故b、c錯， a、d對。二、計算題1。（2014江蘇高考）在“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)準(zhǔn)備好相關(guān)實驗器材后,把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放，同時按下秒表開始計時，當(dāng)單擺再次回到釋放位置時停止計時，將記錄的這段時間作為單擺的周期.以上操作中有不妥之處,請對其中兩處加以改正. ?！窘馕觥繎?yīng)在擺球通過平衡位置時開始計時；應(yīng)測量單擺多次全振動的時間,再計算出周期的測量值。(或在單擺振動穩(wěn)定后開始計時）答案：見解析2.（2014重慶高考）一豎直懸掛的彈簧振子,下端裝有一記錄筆，在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙。當(dāng)振子上下振動時，以速率v水平向左勻速拉動記錄

8、紙，記錄筆在紙上留下如圖所示的圖像，y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標(biāo).由此圖求振動的周期和振幅?！窘忸}指南】解答本題需注意以下兩點:(1）理解簡諧運動的特點.(2）理解描述簡諧運動的物理量?！窘馕觥吭O(shè)振動的周期為t,由題意可得:在振子振動的一個周期內(nèi),紙帶發(fā)生的位移大小為2x0,故。設(shè)振動的振幅為a,則有：2a=y1-y2,故。答案： 3. (2014上海高考)某小組在做“用單擺測定重力加速度”實驗后，為進一步探究,將單擺的輕質(zhì)細線改為剛性重桿。通過查資料得知,這樣做成的“復(fù)擺做簡諧運動的周期,式中ic為由該擺決定的常量，m為擺的質(zhì)量,g為重力加速度，r為轉(zhuǎn)軸到重心c的距離.如圖甲

9、，實驗時在桿上不同位置打上多個小孔，將其中一個小孔穿在光滑水平軸o上,使桿做簡諧運動，測量并記錄r和相應(yīng)的運動周期t；然后將不同位置的孔穿在軸上重復(fù)實驗，實驗數(shù)據(jù)見表,并測得擺的質(zhì)量m=0.50kg。r/m0。450.400.350.300。250.20t/s2.112.142.202。302。432。64（1)由實驗數(shù)據(jù)得出圖乙所示的擬合直線，圖中縱軸表示。(2)ic的國際單位為，由擬合直線得到ic的值為(保留到小數(shù)點后二位)。(3)若擺的質(zhì)量測量值偏大,重力加速度g的測量值（選填“偏大”“偏小”或“不變”）.【解題指南】解答本題注意以下兩點：(1)根據(jù)和題中的圖線，確定縱軸的物理量；(2）根據(jù)題中的圖線確定截距和斜率，分析ic和g?！窘馕觥?1）由,可得,所以圖中縱軸表示t2r。(2)ic單位與mr2單位一致，因為mr2的國際單位為kgm2，所以ic的國際單位為kgm2;結(jié)合和題圖中的截距和斜率,解得ic的值為0.17。（3)重力加速度g的測量值是通過求