1、五【2014】机械振动机械波29简谐运动、简谐运动的周期、振幅、频率简谐运动的公式和图像【振动图像】，振动中的能量转化【例如：弹簧谐振子、单摆】30单摆、周期公式【对应的力学实验】31受迫振动、共振及其常见的应用32机械波、横波和纵波33横波的图像、波速、波长和频率【周期】的关系【波动图像】34波的叠加、波的干涉和衍射现象35多普勒效应及应用1.了解北京高考真题【2014北京高考】17一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为，周期Tt=0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点图2是波上某一质点的振动图像下列说法正确的是【 D 】图1图200yyxtTab At=0时质点a的速度比质点b的大
2、Bt=0时质点a的加速度比质点b的小 C图2可以表示质点a的振动 D图2可以表示质点b的振动【2013北京高考】15. 一列沿x轴正方向传播的间谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是【 D 】A 这列波的振幅为4cmB 这列波的周期为1sC 此时x=4m处质点沿y轴负方向运动D 此时x=4m处质点的加速度为0【 解析】由题图可看出该横波的振幅是2cm，波长是8m，则周期=2s，此时x=4m处的质点处于平衡位置，速度最大，加速度为0，由质点振动方向和波的传播方向的关系可知此时x=4m处质点正沿y轴正方向运动，本题选D。【2012北京高考】17.一个弹簧振子沿x轴做简谐运
3、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，关系的图像是【 A 】【2011北京高考】16介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点，则【 D 】A它的振动速度等于波的传播速度 B它的振动方向一定垂直于波的传播方向C它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D它的振动频率等于波源的振动频率【2010北京高考】17.一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图1所示，此后，若经过3/4周期开始计时，则图2描述的是【 B 】A. a处质点的振动图象B. b处
4、质点的振动图象C. c处质点的振动图象D. d处质点的振动图象【2009北京高考】17一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。若在x=0处质点的振动图像如右图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为【 A 】【2008北京高考】16在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一顶点由平衡位置竖直向上运动，经0.1 s到达最大位移处在这段时间内波传播了0.5 m。则这列波【 D 】A周期是0.2 sB波长是0.5 mC波速是2 m/sD经1.6 s传播了8 m【2006北京高考】17.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10s内上下振动了6次。鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在
5、10s内上下振动了12次。将50g的砝码换成500g的砝码后，他发现树枝在15s内上下震动了6次，你估计鸟的质量最接近【 B 】A50g B200g C500g D550g【2005北京高考】17、一列简谐机械横波某时刻的波形如图所示，波源的平衡位置坐标为x0。当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标x2m的质点所处位置及运动情况是 【 A 】A 在其平衡位置下方且向上运动B 在其平衡位置上方且向下运动C 在其平衡位置上方且向上运动D 在其平衡位置上方且向下运动【2004北京高考】16声波属于机械波。下列有关声波的描述中正确的是【 C 】A同一列声波在各种介质中的波长是相同
6、的B声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快C声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射D人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉【2003北京高考】18简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法中正确的是【 B 】A振幅越大，则波传播的速度越快B振幅越大，则波传播的速度越慢C在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长D振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短2.分类练习北京各城区模拟题*知识小结1.振动和波动图像中各物理量方向的规定和判断位移方向的规定：速度方向的规定：加速度方向的规定：振动图像和波动图像中质点振动方向的判断：*知识小结2.本部分的基本公式和思想简谐振动
7、的公式：单摆的周期公式：先传再重复振源振动的思想*知识小结3.振动过程中速度、加速度、位移和各能量形式的变化一、振动图像与波动图像问题1、波动图像和振动图像中的质点振动方向问题图8-2一列简谐横波在 x轴上传播，在某时刻的波形如图8-2所示.已知此时质点 F的运动方向向下，则【 AB 】A.此波朝 x 轴负方向传播 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【2011东城示范校】17一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波形如图所示，该时刻，两个质量相同的质点P、Q到平衡位置的距离相等。关于P、Q两个质点，以下说法正确的是【 B 】AP较Q先回到平衡位置B再经周
8、期，两个质点到平衡位置的距离相等C两个质点在任意时刻的动量相同D两个质点在任意时刻的加速度相同Oy/mx/mQPN【2011朝阳一模】17图为一列横波在某时刻的波形图，若此时刻质点P正处于加速运动过程中，则此时刻【 D 】A质点Q和质点N均处于加速运动过程中B质点Q和质点N均处于减速运动过程中C质点Q处于加速运动过程中，质点N处于减速运动过程中D质点Q处于减速运动过程中，质点N处于加速运动过程中My/cmx/mO4- 4246P2- 2【2011昌平二模】16一列正弦机械波在某一时刻的波形曲线如图所示，已知该波沿x轴正方向传播，其周期T=0.2s，则下列说法正确的是【 B 】A该机械波的波速为
9、30m/sB图中P点此刻的振动方向平行于y轴向上C再经过0.025s，M点的加速度将达到最大D当某观察者沿x轴负方向快速向波源靠近时，根据多普勒效应可知，波源的振动频率将变大2、“一振问题”或“一波问题”【2014朝阳二模】16某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为 【cm】，则【 C 】 A质点的振幅为16cm B质点的振动周期为2sC在01s内，质点的速度逐渐减小 D在12s内，质点的动能逐渐减小t/sx/cm24100-10图1【2014通州一模】16某质点在04 s的振动图象如图1所示，则下列说法正确的是【 C 】A质点振动的周期是2sB在01 s内质点做初速度为零的加速运动C在
10、t=2 s时，质点的速度方向沿x轴的负方向D质点振动的振幅为20 cmx/cmt/s1.05.0-5.02.000.51.5【2014海淀二模】16一质点做简谐运动的位移-时间图线如图所示。关于此质点的振动，下列说法中正确的是【 D 】A. 质点做简谐运动的表达式为x=10sin【t】cm B. 在0.5s1.0s时间内，质点向x轴正向运动C. 在1.0s1.5s时间内，质点的动能在增大 D. 在1.0s1.5s时间内，质点的加速度在增大【2014丰台二模】 19如图甲所示是用沙摆演示振动图像的实验装置，此装置可视为摆长为L的单摆，沙摆的运动可看作简谐运动，实验时在木板上留下图甲所示的结果。若
11、用手拉木板做匀速运动，速度大小是v。图乙所示的一段木板的长度是s。下列说法正确的是【 A 】A可估算出这次实验所用沙摆对应的摆长B若增大手拉木板的速度，则沙摆的周期将变大C若减小沙摆摆动时的最大摆角，则沙摆的周期将变小D若增大沙摆的摆长，保持拉动木板的速度不变，则仍将得到与图乙完全相同的图样OOv甲sO乙 【2013西城一模】17. 一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y0.1sin，位移y的单位为m，时间t的单位为s。则【 C 】A. 弹簧振子的振幅为0.2m B. 弹簧振子的周期为1.25sC. 在t = 0.2s时，振子的运动速度为零 D. 在任意0.2s时间内，振子的位移均为0.1
12、m【 解析】将关系式y0.1sin与简谐波的表达式对比可得，振幅A=0.1m，周期0.8s，选项AB错误。在t = 0.2s=时，振子的位移达到最大，此时运动速度为零，选项C正确。阵子在平衡位置附近上下振动，若起振点在平衡位置或最大位移处，则0.2s时间内，振子的位移均为0.1m，若起振点不是上述位置，则D项错误。【2012西城二模】17一简谐横波沿x轴正方向传播。波源的位移y随时间t的变化规律可以用表达式表示，式中位移y的单位是m，时间t的单位是s。该简谐横波的波速为v=4.0m/s。则 【 A 】 A这列波的波长=2.0m B这列波的波长=0.20m C在一个周期内，任一质点振动时的路程s
13、=0.2mD在一个周期内，任一质点振动时的路程s=0.4m【2014西城二模】15如图，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距0.5m。某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动。这列波的波长可能是【 B 】A1m ab左右B2mC0.5m D0.67mxyP5mO图2【2014昌平二模】16位于x=0处的波源从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动，振动周期为T=1s，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=4m/s。关于x=5m处的质点P，下列说法正确的是【 C 】A质点P振动周期为1s，速度的最大值为4m/s B质点P开始振动的方向沿y轴负方向C某时刻质点P
14、到达波峰位置时，波源处于平衡位置且向下振动D质点P沿x轴正方向随波移动0.2- 0.2010.5x/my/m【2014石景山一模】17右图是一列沿着x轴正方向传播的横波在t = 0时刻的波形图。已知这列波的周期T = 2.0s。下列说法正确的是【 D 】A这列波的波速v = 2.0 m/sB在t = 0时，x = 0.5m处的质点速度为零C经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播0.8mD在t = 0.3s时，x = 0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向x/my00.51Pv【2014西城一模】15. 如图所示是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知这列波沿x轴正方向传播，周期为T，P是x=0.
15、5m处的一个质点，则【 C 】At=0时刻，P点速度沿+y方向Bt=0时刻，P点速度沿+x方向Ct=时刻，P点在波谷位置Dt=时刻，P点在波峰位置y/cmx/m02.04.01.03.05.00.8-0.8【2014海淀一模】16一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻波的图象如图所示，已知波速为20 m/s，图示时刻x2.0m处的质点振动速度方向沿y轴负方向，可以判断 【 A 】A质点振动的周期为0.20s B质点振动的振幅为1.6cmC波沿x轴的正方向传播 D图示时刻，x1.5m处的质点加速度沿y轴正方向【2014大兴一模】16如图所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，
16、波速为2 m/s。则以下说法正确的是【 D 】A质点P此时刻的振动方向沿y轴正方向BP点振幅比Q点振幅小C经过t=0.5s，质点Q的加速度最大D经过t4 s，质点Q通过的路程是0.4 m【2013海淀二模】18.根弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t = 0时使其开始沿y轴做简谐运动，在t=0.25s时，绳上形成 如图4所示的波形。关于此波,下列说法中正确的是【 D 】A. 此列波为横波,0点开始时向上运动B. 此列波的波长为2m,波速为8m/SC. 在t= 1.25s后,A、B两点的振动情况总相同D. 当t=10s时，质 点 B正通过平衡位置向上运动【 解析】由题意可知
17、该简谐波沿x轴向右传播，质点沿y轴方向上下振动，故此列波为横波，由图可看出波长为2m，0点开始时向下运动， t=0.25s时，波刚传播到x=1m处，故波速为4m/s，选项A、B错误。t= 1.25s时,波刚好传播到x=5m【即B点】处，A、B两点相距半波长的奇数倍，振动情况总相反，C错误。该简谐波的周期为=0.5s，t= 1.25s时,波刚好传播到B点，B点向下运动，t=1.5s时，质点B正通过平衡位置向上运动，故再过17个周期，即当t=10s时，质点B正通过平衡位置向上运动，D正确。【2013东城二模】16.如图所示，位于原点O处的波源在t=0时刻，从平衡位置【在x轴上】开始沿y轴正方向做周
18、期为T的简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v，关于在处的质点P，下列说法正确的是PxyO【 A 】A质点P开始振动的方向沿y轴正方向B质点P振动周期为T ，振动速度的最大值为vC若某时刻波源在波谷，则质点P也一定在波谷D若某时刻质点P在波峰，则波源在也一定在波峰【 解析】质点P在波源的驱动力作用下做受迫振动，开始振动的方向与波源开始振动方向相同，即沿y轴正方向，其振动周期等于波源振动的周期，则质点P的振动周期为T，P点的振动速度与波速不同，其最大速度无法确定，故A正确B错误波长为=vT，=，则P点与波源振动情况总是相反，若某时刻波源在波谷，则质点P一定在波峰，若某时刻质点P
19、在波峰，则波源一定在波谷，CD错误。【2013朝阳二模】16.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，若此时质元P正处于加速运动过程中，则此时【 D 】A质元Q和质元M均处于加速运动过程中B质元Q和质元N均处于加速运动过程中C质元Q处于加速运动过程中，质元M处于减速运动过程中D质元Q处于减速运动过程中，质元N处于加速运动过程中【 解析】由质元P正加速知P向下运动，故波沿x轴负方向传播，质元Q向上运动，减速；质元M向下运动，减速；质元N向上运动，加速，本题应选D。【2013门头沟二模】16. 沿轴正方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形曲线如图所示，其波速为10ms，该时刻波恰好传播到x
20、= 6m的位置。介质中有a、b两质点，下列说法中正确的是【 B 】 A时刻，b质点的运动方向向上B时刻，b质点的速度大于a质点的速度C时刻，b质点的加速度大于a质点的加速度D时刻，处的质点位于波谷【 解析】由于波沿x轴正向传播，故时刻，质点b向下运动，选项A错误。由于此时质点a的位移达到最大值，故此时质点a的速度为0，加速度最大，选项B正确C错误。由于波速为10ms，所以时刻x=8m的质点刚要起振，波还未传到处的质点，故选项D错误。【2013西城二模】16. 如图所示为一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图。已知这列波的周期T=2.0s。则【 D 】0.20.2010.5vbx/mm
21、mmmmmmmy/mA这列波的波速v=2.0m/sB在t=0时，x=0.5m处的质点速度为零C经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播0.8mD在t=0.4s时，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向【 解析】由图像可知波长=1m，由可知这列波的波速v=0.5m/s，A错误；在t=0时，x=0.5m处的质点在平衡位置，速度最大，B错误；经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播1.0m，C错误；由于波沿x轴正方向传播，经过t=0.4s0.6 s，则【 C 】A波的周期为0.8 sB在t0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C经过0.6 s，P点经过的路程为0.2 mD在t0.5 s时，Q点到达波峰位置【
22、 解析】由已知条件可知=0.6 s，故波的周期为2.4s，A错误；t0 s时，质点P向上振动，故t0.9 s时，P点沿y轴负方向运动，B错误；经过0.6 s，P点经过的路程为一个振幅，即0.2 m，C正确；t0 s时，质点Q向上振动，故在t0.5 s时，Q点不能到达波峰位置，D错误。【2013东城区示范校高三，7题】如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，虚线为t0.6 s时的波形图，波的周期T0.6 s，则【 ACD 】A.波的周期为0.8 s B.在t0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C.经过0.4 s，P点经过的路程为0.4 m D.在t0.5s时，Q点到达波峰位置【 解析】根据题意应用平移法可知由实线得到虚线需要将图象沿x轴负方向平移【n+】，其中n=0、1、2、3、4，故由实线传播到虚线这种状态需要【n+】T，即【n+】T=0.6s，解得T=，其中n=0、1、2、3、4，当n=0时，解得T=0.8s，当n=1时，解得T=0.34s，又T0.6s，故周期为0.8s，故A正确；由于波沿x轴负方向传播，故t=0时p点沿y轴负方向运动，故t=0.8s时p点沿y轴负方向运动，而周期T=0.8s，故0.9s时P点沿y轴负方向运动故B错误在一个周期内p点完成一个全振动，即其运动路程为4A，而0.4s=T，故p点的运动路程为2A=0.4m，C正确；由题意可
