2020高考物理二轮复习题型归纳与训练
专题十六 机械振动与机械波
题型一．利用单摆测重力加速度．
【典例1】(1)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是______． A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大
(2)如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆．实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL.用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________.
【解析】(1)在利用单摆测重力加速度实验中，为了使测量误差尽量小，须选用密度大、半径小的摆球和不易伸长的细线，摆球须在同一竖直面内摆动，摆长一定时，振幅尽量小些，以使其满足简谐运动条件，故选B、C.
L，T2＝2π g
L－ΔL
，联立解g
(2)设第一次摆长为L，第二次摆长为L－ΔL，则T1＝2π4π2ΔL
得g＝2.
T1－T22
4π2ΔL
【答案】(1)BC (2)2 T1－T22
1
题型二、波动图象的分析及应用
【规律方法】解题常见误区及提醒
1. 误认为波的传播速度与质点振动速度相同； 2. 误认为波的位移与质点振动位移相同；
3. 实际上每个质点都以它的平衡位置为中心振动，并不随波迁移。
【典例2】(多选)图甲表示一列简谐横波在t＝20 s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图象，由甲、乙两图中所提供的信息可知下列说法正确的是( )
A．该波的波长为1.5 m B．该波的振幅为0.1 cm
C．该波的传播速度为0.5 m/s，速度沿－x轴方向 D．P质点在t＝1.25 s时沿＋y轴方向运动
【解析】：由图象可知，该波的波长为1.0 m，选项A错误；该波的振幅为0.1 cm，选项Bλ1
正确；周期为T＝2 s，则v＝T＝ m/s＝0.5 m/s，t＝20 s时质点P 向上振动，可知波向－x
2方向传播，选项C正确；由振动图象可知，P质点在t＝1.25 s时沿－y轴方向运动，选项D错误． 【答案】：BC
题型三、振动图象与波动图象的综合分析
【规律方法】巧解两种图象综合问题的“一分、一看、二找”
一分：分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波
2
动图象，横坐标为t则为振动图象。
一看：看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级。 二找：找准波动图象对应的时刻；找准振动图象对应的质点。
【典例3】(2019·四川宜宾二诊)(多选)图甲为一列简谐横波在t＝0 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是( )
A．该波的周期是0.10 s B．该波的传播速度是40 m/s C．该波沿x轴的正方向传播
D．t＝0.10 s时，质点Q的速度方向向下
E．从t＝0 s到t＝0.15 s，质点P通过的路程为30 cm 【答案】 BCD
【解析】 由图甲得到该波的波长为λ＝8 m，由图乙得到该波的周期为T＝0.20 s，故波速λ为：v＝T＝40 m/s，A错误，B正确；t＝0时Q向上振动，故波沿x轴正方向传播，C正确；t＝0.10 s时Q点处在平衡位置上，且向下振动，D正确；从t＝0 s到t＝0.15 s，经历时间Δt3＝0.15 s＝T，由于t＝0 s时刻质点P不在平衡位置和最大位移处，所以通过的路程不是3A
4＝30 cm，E错误。
题型四、波的多解问题
【规律方法】波的多解问题的分析思路
3
【典例4】(2019·天津高考)(多选)一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1＝1 m和x2＝7 m处质点的振动图象分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是( )
A．7 m/s C．1.2 m/s 【答案】 BC
【解析】 由振动图象可知周期T＝4 s，零时刻x1处质点在平衡位置且向下振动，而x2处质点在正的最大位移处。①若波沿x轴正方向传播，其波形如图甲所示，x2处质点的平衡位置可能在A1或A2或A3……
B．2 m/s D．1 m/s
1
n＋?λ(n＝0、1、2…)， 则有：x2－x1＝??4?x2－x1
1n＋
4λ6
得波速v＝T＝T＝ m/s(n＝0、1、2…)，
4n＋1
2
当n＝0时，v＝6 m/s，当n＝1时，v＝1.2 m/s，当n＝2时，v＝ m/s，C正确。
3①若波沿x轴负方向传播，其波形如图乙所示，x2处质点的平衡位置可能在A1或A2或A3……
4
3
n＋?λ(n＝0、1、2…)， 则有x2－x1＝??4?x2－x1
3n＋
4λ6
得波速v＝T＝T＝ m/s(n＝0、1、2…)，
4n＋3当n＝0时，v＝2 m/s，当n＝1时，v≈0.86 m/s，B正确。
题型五 波的干涉现象与多普勒效应的分析
【规律方法】(1)加强区的质点振动加强只是其振幅变大，并不是质点一直处于位移最大值。 (2)只有符合干涉条件的两列波相遇时才能产生干涉现象。
【典例5】在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s.已知t＝0时，波刚好传播到x＝40 m处，如图所示，在x＝400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是
( )
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．从t＝0开始经过0.15 s，x＝40 m处的质点运动路程为0.6 m C．接收器在t＝1.8 s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11 Hz E．若该波与另一列频率为10 Hz、波源在x＝350 m处的沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，能够产生稳定的干涉图样
5
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