2023年高考物理二轮考点典型例题解析专题辅导4高中物理.docx

2023年高考物理二轮考点典型例题解析专题辅导4 [高三]高考二轮复习-04振动和波 考点34．弹簧振子，简谐运动，简谐运动的振幅、周期和频率，简谐运动的位移时间图象 1. 弹簧振子：周期，与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度决定。 2.简谐运动的根本概念：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，叫简谐运动。表达式为：F= -kx ⑴简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。 ⑵回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力。 ⑶“平衡位置〞不等于“平衡状态〞。平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。 ⑷F=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。但凡简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。 3.描述简谐运动的物理量 ⑴振幅A是描述振动强弱的物理量。一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变的。 ⑵周期T是描述振动快慢的物理量。完成一次全振动所须的时间叫周期。〔频率f=1/T 也是描述振动快慢的物理量〕周期由振动系统本身的因素决定，叫固有周期。 152.弹簧振子在光滑的水平面上作简谐振动，周期是2.4s。当振子通过平衡位置向右运动时刻开始计时。有以下说法：①经过1.6s，振子向右运动，速度正在不断变小；②经过1.6s，振子向左运动，速度正在不断变小；③经过1.9s，振子向右运动，回复力正在不断变小；④经过1.9s，振子向左运动，回复力正在不断变大。以上说法中正确的选项是〔 〕 A．只有①、③正确 B．只有②、④正确 C．只有①、④正确 　　D．只有②、③正确 考点35．单摆，在小振幅条件下单摆做简谐运动，周期公式 1.单摆振动的回复力是重力的切向分力，不能说成是重力和拉力的合力。在平衡位置振子所受回复力是零，但合力是向心力，指向悬点，不为零。 2.当单摆的摆角很小时〔小于5°〕时，单摆的周期，与摆球质量m、振幅A都无关。其中l为摆长，表示从悬点到摆球质心的距离，要区分摆长和摆线长。 3.小球在光滑圆弧上的往复滚动，和单摆完全等同。只要摆角足够小，这个振动就是简谐运动。这时周期公式中的l应该是圆弧半径R和小球半径r的差。 153.关于单摆的运动，有以下各种说法，其中正确的选项是 ( ) A.单摆摆动时，摆球所受的向心力大小不变 B.单摆振动的回复力是摆球受到的合力 C.摆球经过平衡位置时，所受回复力为零 D.摆球经过平衡位置时，所受合力为零 154.如图，两个相同的弹性小球，分别挂在不能伸长的细绳上，开始时两绳互相平行，两球在同一水平线上且互相接触，第二球的摆长是第一球摆长的 4 倍。现把第一球拉开一个很小的角度后释放并开始计时，那么在第一个摆球固有周期的两倍时间内，两球碰撞的次数为 ( ) A. 2次 B.3次 C.4次 D.5次 155.有几个登山运发动登上一无名顶峰，但不知此峰的高度，他们想迅速估测出顶峰的海拔高度，但是他们只带了一些轻质绳子、小刀、小钢卷尺、可当作秒表的手表和一些食品，附近还有石子、树木等．其中一个人根据物理知识很快就测出了海拔高度．请写出测量方法，需记录的数据，推导出计算顶峰的海拔高度的计算式． 考点36．振动中的能量转化 156.假设单摆在摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡置时的速度减小为原来的1/2，那么单摆振动的( 〕 A.频率不变，振幅不变 B.频率不变，振幅改变 C.频率改变，振幅改变 D.频率改变，振幅不变 考点37．自由振动和受迫振动，共振 1.受迫振动：物体在驱动力〔既周期性外力〕作用下的振动叫受迫振动。 ⑴物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。 ⑵物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。 2.共振：当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。 157.如以下图，四个摆的摆长为l1= 2m， l 2=1.5m， l 3 = lm ，l 4 = 0.5m，它们悬于同一横线上，今用一周期为2 秒的水平驱动力以垂直于线的方向作用在横线上，使它们受迫振动，那么稳定时以下说法正确的选项是〔 〕 A.四个摆的周期相同 B.四个摆的周期不同，但振幅相等 C.摆 2 振幅最大 D.摆1振幅最大 158.把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个筹划力，这就做成一个共振筛，如以下图。筛子在做自由振动时，完成10次全振动用15秒；在某电压下，电动偏心轮转速是36转/分。如果增加电压，可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增加筛子的固有周期。如下操作：①提高输入电压；②增加筛子质量。能使筛子的振幅增加的操作是〔 〕 A．只有① B．只有② C．①②均可以 D．①②均不可以 考点38．波，横波和纵波，横波的图象，波长、频率和波速的关系 1.分类：机械波可分为横波和纵波两种。 ⑴质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。 ⑵质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。 2.机械波的传播 ⑴在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长。波速、波长和频率之间满足公式：v=λžf。 ⑵介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。 ⑶机械波转播的是振动形式、能量和信息。 ⑷机械波的频率由波源决定，而传播速度由介质决定。 3.振动图象和波的图象的比拟： ⑴物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。 ⑵图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。 ⑶从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。 159.一列周期为T的正弦横波沿x轴正方向传播，a、b为x轴上的两个质点，其间距离小于一个波长，某时刻质点a振动到x轴上方的最高点，质点b恰好通过平衡位置向上运动，那么从此时刻起再经T/2时，a、b间的波形为以下各图中的〔 〕 a b x a b x a b x a b x A. B. C. D. 160.如左图所示，均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上〔图中只画出前13个质点〕，相邻两质点间的距离相等。计时开始时质点1由平衡位置向上振动，经过6s，前13个质点第一次形成如右图所示的波形。再过3s，这13个质点所形成波的形状为以以下图中的〔 〕 0.2m A B C D 161.如以下图的实线为一列横波在t时刻的波形图， 虚线为经Δt=0.2s时的波形图，这列波的波长为2m，以下说法正确的有〔 〕 A.假设波向右传播，那么波的最大周期为2s B.假设波向左传播，那么波的最大周期为2s C.假设波向左传播，那么最小波速为9m/s D.假设波速为19m/s，那么波的传播方向向右 考点39．波的叠加，波的干预、衍射 1.产生干预的必要条件是：两列波源的频率必须相同。 需要说明的是：以上是发生干预的必要条件，而不是充分条件。要发生干预还要求两列波的振动方向相同〔要上下振动就都是上下振动，要左右振动就都是左右振动〕，还要求相差恒定。 干预区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件： ①最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即δ=nλ ②最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即δ=λ〔2n+1〕/2 根据以上分析，在稳定的干预区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。 2.发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或和波长差不多。 3.独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，不互相影响。 4.叠加原理：介质质点的位移、速度、加速度都等于几列波单独转播时引起的位移、速度、加速度的矢量和。 162.如以下图， a 和 b两质点是两列相向传播的简谐横波的振源，它们的间距为6m，假设 a、b 振动频率均为5 赫兹，位移大小、方向始终相同，两列波的波速均为10m/s ，那么正确的选项是〔 〕 A. a b连线中点是振幅最大点 B. a b连线上离 a 为1.5m 处无振动 C. a b连线上振动最弱的位置共三处 D. a b连线上振动最强的位置共五处 163.如以下图，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干预现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出〔 〕 A．P点到两波源的距离差等于1. 5λ B．两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间 C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强 D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点 考点40．声波，超声涉及其应用 1．声波是纵波。 2．空气中的声速可认为是340m/s，水中的声速是1450m/s，铁中的声速是4900m/s。 3．人耳可以听到的声波的频率范围是20Hz-20230Hz 4．人耳只能区分开相差0.1s以上的两个声音。 164.对以下有关声学现象，说法正确的选项是〔 〕 A、“雷声隆隆〞是声音的干预现象 B、“雷声隆隆〞是声音的反射现象 C、“闻其声不见其人〞是声音的干预现象 D、声纳是利用超声波的反射现象制成的 165.用声纳(水下超声波定位仪)可以搜索水下的目标。在声纳显示屏上一格长度代表101 s。今显示屏上发射波和反射波相隔6格，那么声纳与目标间的距离大约是〔 〕 A、5 km B、10km C、20km D、40km 166.音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它障碍了声音的传播，造成了声音失真，有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣，这样听音乐时就可以把布网卸下来，从而获得高保真的听觉效果。听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比拟，你认为声音损失掉的主要是〔 〕 A、高频局部 B、低频局部 C、中频局部 D、不能确定 考点41．多普勒效应 167.汽车向人驶近时，人耳听到的汽车喇叭声的频率与原来的频率相比，应〔 〕 A、变高 B、变低 C、先变高后变低 D、先变低后变高 168.以下说法正确的选项是〔 〕 A、只有声波才能发生多普勒效应 B、电磁波和光波也能发生多普勒效应 C、只有机械波才能发生多普勒效应 D、一切波都能发生多普勒效应