机械振动与机械波20个题型分类
机械振动和机械波考点例析一、夯实基础知识1、深刻理解简谐运动、振幅、周期和频率的概念（1）简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。
特征是：F=-kx,a=-kx/m（2）简谐运动的规律：○1在平衡位置： 速度最大、动能最大、动量最大；位移最小、回复力最小、加速度最小。
○2在离开平衡位置最远时： 速度最小、动能最小、动量最小；位移最大、回复力最大、加速度最大。
○3振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置，大小为这两位置间的直线距离。
加速度与回复力、位移的变化一致,在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。
（3）振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。
它是描述振动强弱的物理量。
它是标量。
（4）周期T 和频率f ：振动物体完成一次全振动所需的时间称为周期T,它是标量，单位是秒；单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率，单位是赫兹（Hz ）。
周期和频率都是描述振动快慢的物理量，它们的关系是：T=1/f.2、深刻理解单摆的概念(1)单摆的概念：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量可忽略，线长远大于球的直径，这样的装置叫单摆。
(2)单摆的特点：○1单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型; ○2单摆的等时性，在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等无关; ○3单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供，当最大摆角α<100时，单摆的振动是简谐运动，其振动周期T=gL 2。
(3)单摆的应用：○1计时器；○2测定重力加速度g=224TL π. 3、深刻理解受迫振动和共振(1)受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率；受迫振动是等幅振动，振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充，维持其做等幅振动。
(2)共振：○1共振现象：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。
○2产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率。
○3共振的应用：转速计、共振筛。
4、熟练掌握波速、波长、周期和频率之间的关系（1）波长：在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离。
波长通常用λ表示。
（2）周期：波在介质中传播一个波长所用的时间。
波的周期与传播的介质无关，取决于波源，波从一种介质进入另一种介质，周期不会改变。
周期用T 表示。
（3）频率：单位时间内所传播的完整波（即波长）的个数。
周期的倒数为波的频率。
波的频率就是质点的振动频率。
频率用f 表示。
（4）波速：波在单位时间传播的距离。
机械波的波速取决于介质，一般与频率无关。
波速用V 表示。
（5）波速和波长、频率、周期的关系：① 经过一个周期T ，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ，所以波速为T V λ=② 由于周期T 和频率f 互为倒数（即f =1/T ），所以上式可写成f V λ=此式表示波速等于波长和频率的乘积。
5、深刻理解简谐运动的图像和波动图像的意义(1)简谐运动的图象：○1定义：振动物体离开平衡位置的位移X 随时间t 变化的函数图象。
不是运动轨迹，它只是反映质点的位移随时间的变化规律。
○2作法：以横轴表示时间，纵轴表示位移，根据实际数据取单位，定标度，描点，用平滑线连接各点便得图线。
○3图象特点：用演示实验证明简谐运动的图象是一条正弦（或余弦）曲线。
(2)简谐运动图象的应用：○1可求出任一时刻振动质点的位移。
○2可求振幅A ：位移的正负最大值。
○3可求周期T ：两相邻的位移和速度完全相同的状态的时间间隔。
○4可确定任一时刻加速度的方向。
○5可求任一时刻速度的方向。
○6可判断某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。
（3）波的图象：○1波的图象是描述在波的传播方向上的介质中各质点在某时刻离开平衡位置的位移。
○2简谐波的图象是一条正弦或余弦图象。
○3波的图象的重复性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同。
○4波的图象反映机械波的有关信息：质点的振幅、波长、介质中各质点在该时刻的位置、已知波的传播方向后可确定各质点在该时刻的振动方向和经过一段时间后的波形图。
(4)振动图象和波动图象的联系与区别联系：波动是振动在介质中的传播，两者都是按正弦或余弦规律变化的曲线；振动图象和波的图象中的纵坐标均表示质点的振动位移，它们中的最大值均表示质点的振幅。
区别：①振动图象描述的是某一质点在不同时刻的振动情况，图象上任意两点表示同一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移；波的图象描述的是波在传播方向上无数质点在某一时刻的振动情况，图象上任意两点表示不同的两个质点在同一时刻偏离平衡位置的位移。
②振动图象中的横坐标表示时间，箭头方向表示时间向后推移；波的图象中的横坐标表示离开振源的质点的位置，箭头的方向可以表示振动在介质中的传播方向，即波的传播方向，也可以表示波的传播方向的反方向。
③振动图象随时间的延续将向着横坐标箭头方向延伸，原图象形状不变；波的图象随着时间的延续，原图象的形状将沿横坐标方向整个儿地平移，而不是原图象的延伸。
○4在不同时刻波的图象是不同的；对于不同的质点振动图象是不同的。
6、正确理解波的干涉、衍射现象，了解多普勒效应（1）波的叠加原理：在两列波重叠的区域，任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和。
（2）波的独立传播原理：在两列波重叠的区域，每一列波保持自己的特性互不干扰继续前进。
(3)波的干涉:○1产生稳定干涉现象的条件：频率相同；振动方向相同；有固定的相位差。
○2两列相干波的波峰与波峰（或波谷与波谷）相遇处是振动最强的地方，波峰与波谷（或波谷与波峰）相遇处是振动最弱的地方。
拓展——驻波：是一种特殊的干涉现象。
驻波的特点是两波节间的各质点均做同时向下或同时向上，但振幅不同的同步调振动；波形随时间变化，但并不在传播方向上移动。
(4)波的衍射:○1波绕过障碍物的现象叫做波的衍射。
○2能够发生明显的衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。
(5)多普勒效应当波源或者接受者相对于介质运动时，接受者会发现波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。
(6)声波:○1发声体的振动在介质中的传播就是声波。
人耳能听到的声波的频率范围在20Hz到20000Hz之间。
○2频率低于20Hz 的声波叫次声波。
○3频率高于20000Hz 的声波叫超声波。
○4空气中的声波是纵波。
○5能够把回声与原声区别开来的最小时间间隔为0.1S. ○6声波也能发生反射、干涉和衍射等现象。
声波的共振现象称为声波的共鸣。
二、分析与解析典型问题问题1：必须弄清简谐运动的判断方法。
要判定一个物体的运动是简谐运动，首先要判定这个物体的运动是机械振动，即看这个物体是不是做的往复运动；看这个物体在运动过程中有没有平衡位置；看当物体离开平衡位置时，会不会受到指向平衡位置的回复力作用，物体在运动中受到的阻力是不是足够小。
然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系，再让物体沿着x 轴的正方向偏离平衡位置，求出物体所受回复力的大小，若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。
例1、两根质量均可不计的弹簧，劲度系数分别为K 1、K 2，它们与一个质量为m 的小球组成的弹簧振子，如图1所示。
试证明弹簧振子做的运动是简谐运动。
证明：以平衡位置O 为原点建立坐标轴，当振子离开平衡位置O 时，因两弹簧发生形变而使振子受到指向平衡位置的合力。
设振子沿X 正方向发生位移x ，则物体受到的合力为F=F 1+F 2=-k 1x-k 2x=-(k 1+k 2)x=-kx.所以，弹簧振子做的运动是简谐运动。
问题2:必须弄清简谐运动中各物理量的变化特点简谐运动涉及到的物理量较多，但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：如果弄清了上述关系，就很容易判断各物理量的变化情况。
例2、弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中：A ．振子所受的回复力逐渐增大B ．振子的位移逐渐增大C ．振子的速度逐渐减小D ．振子的加速度逐渐减小。
图1 位移x 回复力F=-Kx 加速度a=-Kx/m 位移x 势能E p =Kx 2/2 动能E k =E-Kx 2/2 速度m E V K 2分析与解：在振子向平衡位置运动的过程中，易知x 减小，根据上述关系很容易判断，回复力F 、加速度a 减小；速度V 增大。
即D 选项正确。
问题3：必须弄清简谐运动的对称性简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的（位移、回复力、加速度的方向相反，速度动量的方向不确定）。
运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。
理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。
例3、如图2所示。
弹簧振子在振动过程中，振子经a 、b 两点的速度相同，若它从a 到b 历时0.2s,从b 再回到a 的最短时间为0.4s,则该振子的振动频率为：A 、1Hz;B 、1.25Hz;C 、2Hz;D 、2.5Hz.分析与解：振子经a 、b 两点速度相同，根据弹簧振子的运动特点，不难判断a 、b 两点对平衡位置（O 点）一定是对称的，振子由b 经o 到a 所用的时间也是0.2s,由于“从b 再回到a 的最短时间是0.4s”,说明振子运动到b 后是第一次回到a 点，且ob 不是振子的最大位移。
设图中的c 、d 为最大位移处，则振子从b 经c 到b 历时0.2s,同理，振子从a 经d 到a,也历时0.2s,故该振子的周期T=0.8S,根据周期和频率互为倒数的关系，不难确定该振子的振动频率为1.25Hz.故本题答B.例4、如图3所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a 位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b 位置。
现将重球（视为质点）从c 位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d.以下关于重球运动过程的正确说法应是 A 、重球下落压缩弹簧由a 至d 的过程中，重球做减速运动。
B 、重球下落至b 处获得最大速度。
C 、重球下落至d 处获得最大加速度。
D 、由a 至d 过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c 下落至d 处时重力势能减少量。
解：重球由c 至a 的运动过程中，只受重力作用，做匀加速运动；由a 至b ob c a d 图2V a V b C a b a ,C a b d 图3的运动过程中，受重力和弹力作用，但重力大于弹力，做加速度减小的加速运动；由b 至d 的运动过程中，受重力和弹力作用，但重力小于弹力，做加速度增大的减速运动。
机械振动与机械波(含答案)
25、质量为m 的质点与劲度系数为k 的弹簧构成弹簧振子，忽略一切非保守力做功，则其振动角频率ω26、质量为m 的质点与劲度系数为k 的弹簧构成弹簧振子，忽略一切非保守力做功，则振子位移为振幅A 的4/5时，体系动能占总能量的_9/25___。
27、质量为m 的质点与劲度系数为k 的弹簧构成弹簧振子，忽略一切非保守力做功，若振幅为A ，体系的总机械能为_ kA 2/2 ___。
28、质量为m 的质点与劲度系数为k 的弹簧构成弹簧振子，忽略一切非保守力做功，若振幅为A ，则振子相对于平衡位置位移为A /2时，其速度是最大速度的_。
29、质量为m 的质点与劲度系数为k 1,k 2的串联弹簧构成弹簧振子，忽略一切非保守力做功，则振子的振动角频率。
30、 一质点沿x 轴作简谐振动，振幅A=0.2，周期T=7，t=0时，位移x 0 = 0.1，速度v 0>0，则其简谐振动方程表达式为___x=0.22cos()73t ππ-__________________________________。
31、质量为m 的质点与劲度系数为k 1,k 2的并联弹簧构成弹簧振子，忽略一切非保守力做功，则振子的振动频率ν32、质量为m 的质点与劲度系数为k 1,k 2的并联弹簧构成弹簧振子，忽略一切非保守力做功，则振子的振动角频率ω=____33、两个同方向同频率的简谐振动，其振动表达式分别为：x 1 = 0.3cos(6πt+π/6)，x 2=0.3cos(6πt-5π/6)。
它们的合振动的振辐为____0________,初相为____0________。
机械波填空题34、假定两列平面波满足基本的相干条件，波长λ = 8m ，振幅分别为A 1 = 0.1,A 2 = 0.4。
则位相差∆Φ = 2π时,叠加点振幅A=__0.5______________;波程差∆ = 40m 时,叠加点振幅A=_____0.5___________。
机械波 学生版--2024届高考物理一轮复习热点题型
机械波目录题型一 机械波与波的图像类型1 波的形成及传播类型2 波的图像题型二 波的图像和振动图像的理解和应用题型三 波传播的周期性和多解性问题类型1 时间多解性类型2 空间多解性题型四 波的叠加与干涉题型五 波特有的现象题型一:机械波与波的图像1.传播特点(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。
(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。
(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变。
(4)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v=λT=λf。
2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图像“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一横坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向类型1.波的形成及传播1(2023·浙江金华·模拟预测)杜甫曾在《曲江》中提到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。
平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播(可视为简谱波)，A、B两点与S在同一条直线上，C、S在另外一条直线上。
图示时刻，A在波谷，B、C在不同的波峰上。
已知波速为v，A、B连线在水平方向的距离为a，则不正确的是()A.水波的波长为aB.A点振动频率为2vaC.到达第一个波峰的时刻，C比A滞后3avD.从图示时刻起，经过av的时间，B、C之间的距离增大了2(2023·江苏徐州·统考三模)如图，静止水面同一直线上的A、S、B为三个质点的平衡位置，它们的间距为AS=SB=3a。
一滴水落在S处，形成一列向四周传播的水波(可视为简谐波)，当水波的同一波峰经过A、B处时，S处的质点刚好经过平衡位置，且S、A(或B)之间只有一个波谷。
高考物理专题力学知识点之机械振动与机械波分类汇编含解析
高考物理专题力学知识点之机械振动与机械波分类汇编含解析一、选择题1．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。
如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。
质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。
质点1的振动周期为T 。
t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。
下列判断正确的是A ．质点1与质点20间相距一个波长B ．质点20开始振动时运动方向向下C ．2Tt =时质点5的加速度方向向上 D ．34Tt =时质点12的运动方向向上 2．下列关于单摆运动过程中的受力说法，正确的是（ ） A ．单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力 B ．单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力 C ．单摆过平衡位置时，所受的合力为零 D ．单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力3．关于机械振动和机械波，以下说法正确的是（ ） A ．要产生机械波，有波源就可以 B ．要产生机械波，必须要有波源和介质 C ．要产生机械波，有介质就可以 D ．要产生机械波，不需要有波源和介质4．在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是 A ．速度、加速度、动能B ．动能、冋复力、对平衡位置的位移C ．加速度、速度、势能D ．速度、动能、回复力5．沿x 轴正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=s 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同6．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7．两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动，则（）A．甲的振幅较大，振动频率是100HzB．乙的振幅较大，振动频率是300HzC．甲的振幅较大，振动频率是300HzD．乙的振幅较大，振动频率是400Hz8．图甲所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是A．在t＝0.2s时，弹簧振子运动到O位置B．在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同C．从t＝0到t＝0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D．在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同9．关于下列四幅图的说法中，正确的是（）A．图甲中C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大B．图乙为两列水波产生的干涉图样，这两列水波的频率可以不同C．图丙是波的衍射现象，左图的衍射更明显D．图丁是声波的多普勒效应，该现象说明，当观察者与声源相互靠近时，他听到的声音频率变低了10．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=2m和x=6m，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1m/sB．质点a经4s振动的路程为4mC．此时刻质点a的速度沿-y方向D．质点a在t =2 s时速度最大11．一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中的质点b比质点a晚0. 5s起振，质点b和质点c平衡位置之间的距离为5m，则该波的波速为A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．8m/s12．甲、乙两个单摆在同一地点做简谐振动，在相等的时间内，甲完成10次全振动，乙完成20次全振动．已知甲摆摆长为1 m，则乙摆的摆长为( )A．2 m B．4 mC．0.5 m D．0.25 m13．一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（）A．若波沿x轴正方向传播，则图乙表示的是质点N的振动图象B．若波沿x轴负方向传播，则图乙表示的是质点K的振动图象C．若图乙表示的是质点L的振动图象，则波沿x轴正方向传播D．若图乙表示的是质点M的振动图象，则波沿x轴负方向传播14．如图所示，两个波源在水面上传播并产生干涉现象，其中实线和虚线分别表示振幅均t 时刻M是波峰与波峰相遇的点，下列说法正确的是为A的两列波的波峰和波谷，0（）A．质点O、M的振动频率相等B．质点P振动的振幅为AC．质点M振动的振幅为AD．若质点M振动的频率为2.5Hz，则从图示时刻起经1.7s后质点M的运动方向竖直向上15．如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b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t1B．在t＝0时刻，振子的位置在a点C．在t＝t1时刻，振子的速度为零D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动16．一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲所示，P是介质中的一个质点，图乙是质点P 的振动图像。
11机械振动与机械波20个 题型分类
机械振动和机械波考点例析一、夯实基础知识1、深刻理解简谐运动、振幅、周期和频率的概念（1）简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。
特征是：F=-kx,a=-kx/m（2）简谐运动的规律：○在平衡位置：速度最大、动能最大、动量最大；@位移最小、回复力最小、加速度最小。
○在离开平衡位置最远时：速度最小、动能最小、动量最小；位移最大、回复力最大、加速度最大。
○振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置，大小为这两位置间的直线距离。
加速度与回复力、位移的变化一致,在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。
（3）振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。
它是描述振动强弱的物理量。
它是标量。
<（4）周期T 和频率f ：振动物体完成一次全振动所需的时间称为周期T,它是标量，单位是秒；单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率，单位是赫兹（Hz ）。
周期和频率都是描述振动快慢的物理量，它们的关系是：T=1/f.2、深刻理解单摆的概念(1)单摆的概念：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量可忽略，线长远大于球的直径，这样的装置叫单摆。
(2)单摆的特点：○单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型;○单摆的等时性，在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等无关;《○单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供，当最大摆角α<100时，单摆的振动是简谐运动，其振动周期T=gL 2。
(3)单摆的应用：○计时器；○测定重力加速度g=224T L π. 3、深刻理解受迫振动和共振(1)受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率；受迫振动是等幅振动，振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充，维持其做等幅振动。
(2)共振：○共振现象：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。
高考物理专题力学知识点之机械振动与机械波全集汇编含答案解析
高考物理专题力学知识点之机械振动与机械波全集汇编含答案解析一、选择题1．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。
如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。
质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。
质点1的振动周期为T 。
t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。
下列判断正确的是A ．质点1与质点20间相距一个波长B ．质点20开始振动时运动方向向下C ．2T t =时质点5的加速度方向向上 D ．34T t =时质点12的运动方向向上 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，一单摆在做简谐运动，下列说法正确的是A．单摆的幅度越大，振动周期越大B．摆球质量越大，振动周期越大C．若将摆线变短，振动周期将变大D．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大5．如图是一弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（）A．质点振动的振幅为2cmB．质点振动的频率为4HzC．在2s末，质点的加速度最大D．在2s末，质点的速度最大6．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（）①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小；③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率；④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率．A．①B．③C．①④D．②④7．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8．在天花板O点处通过细长轻绳栓一小球构成单摆，在O点正下方A点有一个能挡住摆线的钉子，OA的距离是单摆摆长的一半，如图所示。
微专题Ⅱ 机械波常见题型(学生版) 2024-2025学年高二物理同步讲练(人教版选择性必修第一册)
1.掌握机械波的几种重要题型。
题型一、波的形成和传播 波的图象正(余)弦曲线正(余)弦曲线(看下一时刻的位移)(将波沿传播方向平移)随时间推移，图象延续，但已随时间推移，图象沿波的传播A．该超声波在空气中的波速为1.5×103m/s B．该超声波在空气中的频率为0.1MHz C．0～1s内，质点P沿x轴运动了1.5×103m D．该超声波沿x轴负方向传播A．这列波沿x轴正方向传播B．P质点的振动方程为y＝2sin（5π3t+π6）（cm）C．t＝0.6s时，P、Q两质点加速度大小相同，方向相反D．从t＝0.6s开始经过0.3s，P、Q两质点经过的路程相等A．该波向x轴负方向传播B．该波的波长为12cmC．经过0.2s的时间质点P再次达到波峰D．质点P的振动方程为y P=2sin(A．t＝0时刻，x＝1.0m的质点向下振动B．演员的手1.6s内全振动4次C．若手振动变慢，波长变短D．波传播的速度大小为2.5m/s[例题6]（2024•湖南一模）一列沿x轴方向传播的简谐横波在t＝0时刻的部分波形如图所示，M、Q为波上两个质点，其中Q比M早0.4s回到平衡位置，则下列说法正确的是（ ）A．该波的波长为25mB．该波沿x轴正方向传播C．从该时刻起，再经1.1s，质点M通过的总路程为35cmD．该波的周期为1s题型二、波的多解问题1.造成波动问题多解的主要因素(1)周期性①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。
②空间周期性：波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确。
(2)双向性①传播方向双向性：波的传播方向不确定。
②振动方向双向性：质点振动方向不确定。
2.解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)。
[例题7]（2024•海口一模）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.4s时刻的波形图，0时刻x＝2m处的质点沿﹣y方向运动。
机械振动与机械波综合题型
1．一列简谐横波在X 轴上传播，在某时刻波形如图所示，已知此时质点F 的运动方向向下，则有（ ） A ．此波沿X 轴正方向传播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 的振幅为零2.一列简谐波沿绳子传播，振幅为0.2m,传播速度为lm/s ，频率为0.5Hz 。
在t 0时刻，质点a 正好经过平衡位置。
沿着波的传播方向A.在t 0时刻，距a 点为2m 处的质点离开平衡位置的距离为0．2mB.在(t 0+0.5s)时刻，x 距a 点为1m 处的质点离开平衡位置的距离为0.2mC.在(t 0+1.5s)时刻，距a 点为1m 处的质点离开平衡位置的距离为0.2mD.在(t 0+2s)时刻；距a 点为0.5m 处的质点离开平衡位置的距离为0.2m3.如图所示，劲度系数为k 的轻质弹簧上端悬挂在天花板上，下端连接一个质量为M 的铁块A ，铁块下面用细线挂一质量为m 的物体B ，断开细线使B 自由下落，当铁块A 向上运动到最高点时，弹簧对A 的拉力大小恰好等于mg ，此时B 的速度为v ，则A.A ，B 两物体的质量相等B.A 与弹簧组成的振子的振动周期为4v/gC.在A 从最低点运动到最高点的过程中弹簧弹力做功为M 2g 2/kD.在A 从最低点运动到最高点的过程中弹力的冲量为2mv4.如图所示为一列简谐横波t 时刻的图象,波速为0.2m/s,则以下结论正确的是 A.振源的振动频率为0.4HzB.从t 时刻起质点a 比质点b 先回到平衡位置,则波沿x 轴正方向传播C.图示时刻质点a 、b 、c 所受的回复力大小之比为2∶1∶3D.经过0.5s ，质点a 、b 、c 通过的路程均为75cm5．如图所示，实线为一列横波某时刻的图象，这列波的传播速度为0.25 m ／s ，经过时间1 s 后的波形为虚线所示．那么这列波的传播方向与在这时间内质点P 所通过的路程是A ．向左，10 cmB ．向右，30 cmC ．向左，50 cmD ．向右，70 cm6、沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，其波速为200 m/s ．下列说法中正确的是A 、图示时刻质点b 的速度方向沿y 轴负方向B 、图示时刻质点a 的加速度为零C 、若此波遇到另一简谐波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为50 HzD 、若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4 m 大得多 [ ]7．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波分类汇编及答案解析(2)
高考物理力学知识点之机械振动与机械波分类汇编及答案解析(2)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4HzB．t=2s时，质点的加速度最大C．质点的振幅为5cmD．t=3s时，质点所受合力为正向最大2．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率。
B．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率。
C．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率。
D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率。
3．沿x轴正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=s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同4．如图所示，一单摆在做简谐运动，下列说法正确的是A．单摆的幅度越大，振动周期越大B．摆球质量越大，振动周期越大C．若将摆线变短，振动周期将变大D．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大5．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（）①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小；③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率；④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率．A．①B．③C．①④D．②④6．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7．两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动，则（）A．甲的振幅较大，振动频率是100HzB．乙的振幅较大，振动频率是300HzC．甲的振幅较大，振动频率是300HzD．乙的振幅较大，振动频率是400Hz8．下图表示一简谐横波波源的振动图象．根据图象可确定该波的（）A．波长，波速B．周期，振幅C．波长，振幅D．周期，波速9．如图是观察水面波衍射的实验装置，AC 和 BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 是波源。
高中物理机械振动和机械波
3.受迫振动
(1)驱动力：作用于振动系统的周期性外力。
(2)受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动。 思考： 物体做受迫振动时,振动稳定后的频率与什么 有关?
视频
（3）受迫振动的特点
物体做受迫振动时，振动稳定后的频 率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率 无关。
4.共振
(1)定义：驱动力的频率f等于物体的固有频 率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫 做共振。 (2)共振曲线
摆角 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º 9º 10º 11º 12º 13º 14º 15º 20º 30º 45º 60º 90º
正弦值 0.01754 0.03490 0.05234 0.06976 0.08716 0.10453 0.12187 0.13917 0.15643 0.17365 0.19081 0.20791 0.22495 0.24192 0.25882 0.34202 0.50000 0.70711 0.86603 1.00000
(2)图象法：由单摆周期公式不难推出：l＝4gπ2T2，因此，分别测 出一系列摆长 l 对应的周期 T，作 l－T2 的图象，图象应是一条通过 原点的直线，求出图线的斜率 k＝ΔΔTl2，即可利用 g＝4π2k＝4ΔπT2Δ2l求得 重力加速度值，如图所示．
练习
某同学在正确操作和测量的情况下，测得多组摆长 L 和对应的周 期 T，画出 L－T2 图线，如图所示．出现这一结果最可能的原因是： 摆 球 重 心 不 在 球 心 处 ， 而 是 在 球 心 的 正 ____ 方 ( 选 填 “ 上 ” 或 “下”)．为了使得到的实验结果不受摆球重心位置无法准确确定的 影响，他采用恰当的数据处理方法：在图线上选 取 A、B 两个点，找出两点相应的横纵坐标，如 图所示．用表达式 g＝________计算重力加速度， 此结果即与摆球重心就在球心处的情况一样。
2012高考专题07 机械振动和机械波 【物理真题 分类汇编 精校版】
-专题七 机械振动和机械波2012年高考题组1．（2012 山东） [选修3—4] 一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t =0时刻的波形如图所示，介质中质点P 、Q 分别位于x =2 m 、x =4 m 处。
从t =0时刻开始计时，当t =15 s 时质点Q 刚好第4次到达波峰。
①求波速。
②写出质点P 做简谐运动的表达式（不要求推导过程）。
2．（2012 重庆）装有沙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（ ）3．（2012 北京）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 轴正方句的最大加速度。
能正确反映振子位移x 与时间t 关系的图象是（ ）4．（2012 安徽）一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t=0s 时波形如图1所示，已知波速为10 m/s ，则t =0. 1 s 时正确的波形是图2中的（ ）图2图甲 图乙t /s-5．（2012 福建）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，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是（ ）A ．沿x 轴负方向，60 m/sB ．沿x 轴正方向，60 m/sC ．沿x 轴负方向，30 m/sD ．沿x 轴正方向，30 m/s 6．（2012 海南）某波源S 发出一列简谐横波，波源S 的振动图象如图所示。
在波的传播方向上有A 、B 两点，它们到S 的距离分别为45 m 和55 m 。
测得A 、B 两点开始振动的时间间隔为1.0 s 。
由此可知：①波长λ＝ m ；②当B 点离开平衡位置的位移为＋6 cm 时，A 点离开平衡位置的位移是 cm 。
7．（2012 江苏）［选修3－4］地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3. 5 km/s 的S 波，另一种是传播速度约为7. 0 km/s 的P 波。