1、1专题 15 机械振动与机械波【备考建议】【经典例题】考点一 简谐运动的规律【典例 1】(2018湖北华中师范大学一附中期中)如图所示,质量为 M的物块连在水平放置的左端固定的轻质弹簧的右端,构成一弹簧振子,物块可沿光滑水平面在 BC间做简谐运动,振幅为 A.在运动过程中将一质量为 m的小物块轻轻地放在 M上,第一次是当 M运动到平衡位置 O处时放在上面,第二次是当 M运动到最大位移 C处时放在上面,观察到第一次放后的振幅为 A1,第二次放后的振幅为 A2,则( )A.A1=A2=A B.A12.0 m,则该波的传播速度为多少?解析:(1)若波从 a传向 b,则传播的时间 t=nT+ 4T=4
2、n+1(s),传播的速度 v=xt=241nm/s;波长 =vT=8m(n=0,1,2,3)若波从 b传向 a,则传播的时间 t=nT+34T=4n+3(s),传播的速度 v=xt=243nm/s;波长 =vT=8m(n=0,1,2,3).解析:(2)若波从 a传向 b,则 n=0时,可得 =8 m,v=2 m/s;若波从 b传向 a,则 n=0时,可得 =83m,v=2m/s. 考点八 波的干涉、衍射和多普勒效应【典例 12】 (2018沈阳模拟)(多选)如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况,以波源 S1,S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线),
3、S1 的振幅 A1=3 cm,S2的振幅A2=2 cm,则下列说法正确的是( )A.质点 D是振动减弱点B.质点 A,D在该时刻的高度差为 10 cm9C.再过半个周期,质点 B,C是振动加强点D.质点 C的振幅为 1 cmE.质点 C此刻以后将向下振动【典例 13】(2017山东青岛市二模)(多选)如图波源 S1在绳的左端发出频率为 f1,振幅为 A1的半个波形a,同时另一个波源 S2在绳的右端发出频率为 f2、振幅为 A2的半个波形 b,(f10.20 s。下列说法正确的是_。（填正确答案标号。选对 1个得 2分，选对 2个得 4分，选对 3个得 5分。每选错 1个扣 3分，最低得分为 0
4、分）A波速为 0.40 m/sB波长为 0.08 mC x=0.08 m的质点在 t=0.70 s时位于波谷D x=0.08 m的质点在 t=0.12 s时位于波谷E若此波传入另一介质中其波速变为 0.80 m/s，则它在该介质中的波长为 0.32 m【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国 III卷）5.一列简谐横波沿 x轴正方向传播，已知 t=0时的波形如图所示，波上有 P、Q 两点，其纵坐标分别为yP=“2“ cm，y Q=“-2“ cm。下列说法中正确的是：。 （ ）A. P点的振动形式传到 Q点需要 T/2；B. P、Q 在振动的过程中的任一时刻，位移都相同；C.
5、在 5T/4内，P 点通过的路程为 20cm；D. 经过 3T/8，Q 点回到平衡位置。6.一列横波沿水平绳传播，绳的一端在 t0 时开始做周期为 T的简谐运动，经过时间 t（ 34TtT），绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在 2t时，该点位于平衡位置的 （ ）A. 上方，且向上运动 B. 上方，且向下运动13C. 下方，且向上运动 D. 下方，且向下运动7.取一根柔软的弹性绳，将绳的右端固定在竖直墙壁上，绳的左端自由，使绳处于水平伸直状态从绳的端点开始用彩笔每隔 0.50 m标记一个点，依次记为 A、B、C、D如图所示现用振动装置拉着绳子的端点 A沿竖直方向做简谐运动，若 A点起振方
6、向向上，经 0.1 s第一次达正向最大位移，此时 C点恰好开始起振，则绳子形成的波是横波还是纵波？简要说明判断依据，并求波速为多大；从 A开始振动，经多长时间 J点第一次向下达到最大位移？画出当 J点第一次向下达到最大位移时的波形图象8有两列简谐横波 a、 b在同一介质中沿 x轴正方向传播，波速均为 v2.5m/s。在 t0 时，两列波的波峰正好在 x2.5m 处重合，如图所示。求(1)求两列波的周期 Ta和 Tb。(2)求 t0 时，两列波的波峰重合处的所有位置。1【答案】 B【解析】可以画出 PQ之间的最简单的波形，如图所示：14点睛：解决机械波的题目关键在于理解波的周期性，即时间的周期性
7、或空间的周期性，得到波长的通项，再求解处波长的特殊值。2【答案】 AD【点睛】t=0 时刻振子的位移 x=-0.1m，t=1s 时刻 x=0.1m，关于平衡位置对称；如果振幅为 0.1m，则 1s为半周期的奇数倍；如果振幅为 0.2m，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析3【答案】 CD【点睛】两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，据此分析。4【答案】 ACE15【解析】试题分析 本题考查波动图像、波速计算、波动传播及其相关的知识点。解析 根据波形图可知，波长 =16cm=0.16m，选项 B错误；根据 t=0时刻和 t=0.20s时刻的波形
8、图和该波的周期 T0.20s可知，可知该波的周期 T=0.40s，波速 v=/T=0.40m/s，选项 A正确；简谐波沿 x轴正方向传播，x=0.08m 的质点在 t=0时刻沿 y轴正方向运动，在 t=0.70s时位于波谷，在 t=0.12s时位于y0 的某位置(不是位于波谷)，选项 C正确 D错误；若此波传入另一介质中，周期 T不变，其波速变为v=0.80m/s，由 =vT 可得它在该介质中的波长为 =0.800.4m=0.32m，选项 E正确。5.【答案】 A【解析】因为 PQ之间相差半个波长，故 P点的振动形式传到 Q点需要 T/2，选项 A正确；P、Q 是振动的反相点，故在振动的过程中
9、的任一时刻，两点的位移大小都相等，但方向相反，选项 B错误；因为 P点在t=0时刻不是在波峰或波谷，也不在平衡位置，所以在 5T/4内，P 点通过的路程不等于 5A=20cm,选项 C错误；质点 Q在 t=0时刻的振动方向向下，从 yQ=“-2“ cm的位置振动到 yQ=“-4“ cm的位置所用时间大于 ,故 Q点回到平衡位置所需时间大于 ，选项 D 错误。考点：质点的振动；机械波的传播。6.【答案】 A考点：简谐振动【名师点睛】此题是关于简谐振动的问题，关键是掌握简谐振动的特点，将质点一个周期内简谐运动的过程分成四个 14T，再分析质点的状态是常用的方法。7.【答案】 横波 质点振动方向与波
10、的传播方向垂直 10 m/s 0.75 s 见解析【解析】绳子形成的波是横波因为质点振动方向与波的传播方向垂直由题意知，波的周期 T=04 s，波长为 =“4“ m，所以波速 从 A开始振动，设经过时间 t1，J 点开始起振方向向上，振动从 A传到 J所用时间为设 J点向上起振后经 t2时间第一次到负向最大位移，则 ，所以所求时间 t=t1+t2=075 s16当 J点第一次向下达到最大位移时，波形图象如图所示考点：机械波的传播【名师点睛】本题关键利用波在同一介质中匀速传播和质点起振方向与波源起振方向相同的特点求出波速。8【答案】 1aTs， .6bs 2.50,123xkm考点：本题考查了波长、频率和波速的关系，横波的图象.
