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1、机械振动和机械波【例题精选】：例1：一弹簧振子作简谐振动，下列说法正确的是：A若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值。B振子是通过平衡位置时，速度为零，加速度最大。C振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同。D振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同。答案：D。分析：如图所示，因弹簧振子的位移是以平移位置O为起点的，设向右为正，则当振子在OB段时，位移为正，在OA段时位移为负，可见当振子由O向A运动时，其位移为负值，速度也为负值，故A错。振子在平衡位置时，回复力为零，加速度为零，但速度最大，故B错。振子经过平衡位置O时，速度方向可以是不同的（可正、可负）
2、故C错。由相同，但振子在该点的速度方向可以向左，也可以向右，故D正确。例2：一个物体在某一行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力，在地球上走的很准的摆钟，搬到此行星上后，此钟的分针走一整圈所经历的时间实际是：A小时B小时C2小时D4小时答案：C分析： 解答本题关键在于确定钟摆在行星上的周期与地球上周期的关系，根据题意可知，行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，即而钟摆在地球上分针走一圈时间T=1小时该摆钟在行星上分针走一圈的实际时间小时（由于摆钟无论在何处，分针走一圈，钟摆摆动的次数相同）因此本题正确选项为C。例3：如图所示，弹簧振子在光滑水平面上以振幅A做简谐振动，质量为
3、M的滑块上面放一个质量为m的砝码，砝码随滑块一起做简谐振动，已知弹簧的倔强系数为k，试求：使砝码随滑块一起振动的回复力是什么力？它跟位移成正比的比例常数等于多少？当滑块运动到振幅一半时，砝码所受回复力有多大？方向如何？当砝码与滑块的滑动摩擦系数为时，要使砝码与滑块不发生相对滑动的最大振幅为多大？分析：使砝码随滑块一起振动，砝码所受静摩擦力是产生砝码与滑块一起变加速运动的加速度。故M对m的静摩擦力是回复力。其大小由牛顿第二定律有： 整体法求共同加速度a，则将代入式有：（为弹簧的倔强系数）当滑块运动到振幅的一半位置时回复力： 方向指向平衡位置。从当时，有最大振幅例4：如图，一列简谐横波，在t=0时
4、的波形图如下图所示，自右向左传播，已知在秒时P点出现第二次波峰（0.7秒内P点出现两次波峰），Q点的坐标是（7，0），则以下判断中正确的是：A质点A和质点B在t=0时刻的位移是相等的B在t=0时刻，质点C向上运动。C秒末，Q点出现第一次波峰。D在秒末，Q点第一次出现波峰。答案：B、C分析：从图中可知时刻，质点A和质点B分别处于波峰和波谷，位移的大小虽然都是最大值，但方向不同，由于波向左传播，用“特殊点法”和“平移法”都容易判断出C点在t=0时刻向上运动。 由已知条件秒时，P点出现第二次波峰及P点的运动方向，可以判定，在0.7秒内应完成次全振动，故波的振动周期为秒，t=0时刻A的振动状态（波峰）
5、经过一段时间第一次传到Q时（Q点第一次出现波峰），传播距离米而波速，故Q点第一次出现波峰的时间应是秒。【例题精选】：例1：已知汞的摩尔质量，密度为，则一个汞原子的体积是多少？体积为1厘米3的汞中多少个汞原子？解：汞的摩尔质量M，密度为，则一个汞原子体积：每厘米3汞中的汞原子数例2：一个房间的地面面积是15米2，高3米，试估算房间内空气的质量，已知空气的平均摩尔质量是解：房间体积房间空气质量：例3：压强为，温度为51时，1厘米3的氧气中含有多少个氧气分子？解：先转换成标准状况下体积：由理想气体状态方程：设1cm3氧气中含有氧分子个数为n，则【专项训练】：一、单项选择题1、作简揩振动的物体向平衡位
6、置运动时，物体的运动是A匀加速运动B加速度不断增大的加速运动C加速度不断减小的加速运动D加速度不断增大的减速运动 2、作简揩振动的物体向平衡位置运动时，速度越来越大的原因是A回复力增大B物体的加速度增大 C物体惯性的作用D物体的势能转变为动能3、关于振幅的概念，下列说法正确的是A振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移，它是矢量B振幅是表征振动强弱的物理量C振幅越大，完成一次全振动的时间越长D振动物体的能量与振幅无关4、一弹簧振子周期为2.4s，从平衡位置开始计时，向右运动了1.9s时，其运动情况是A向右减速B向右加速C向左减速D向左加速5、将单摆的摆长减小到原来的1/4，振幅减小到原来的1/2，
7、小球质量减小到原来的1/4，则单摆的频率为原来的A2倍B1/2C1/4D不变6、同一地点有甲、乙两个单摆，当甲摆动了120次时，乙恰好摆动了80次，则甲、乙两摆的摆长之比是A23B32C49D947、共振现象是指A两个方向振动的合成B振幅增大的现象C受迫振动中振幅加大的现象D策动力频率等于物体固有频率时，受迫振动出现振幅最大的现象8、下列关于波的说法中，错误的是A波动是能量由近及远的传播过程B相距为一个波长的两个质点的振动情况完全相同C波源振动一个周期、波传播一个波长D介质质点随波迁移的过程9、一个质点作简谐振动的图象如图41所示，正确的说法是A0.5s时，质点的速度为正，加速度为正B1.5s
8、时，速度为正，质点的加速度为正C2.5s时，质点的速度为负，加速度为正D3.5s时，速度为负，质点的加速度为正10、图42是一列向右传播的横波在某一时刻的图象，下列说法正确的是A距波源1m处质点，速度为正，加速度为正B距波源3m处质点，速度为正，加速度为正C距波源5m处质点，速度为负，加速度为负D距波源6m处质点，速度为正，加速度为011、上题中向右传播的横波的波速为10m/s，从图示时刻算起，8m处质点1s钟通过的路程是A40cmB32cmC20cmD8cm12、图43，单摆周期为T。现若在悬点O的正下方A点，固定一根钉子，OA为摆长的1/4。这样，当摆通过竖直位置向右摆时，悬点变为A，这样
9、的单摆周期为ABCD13、一简谐横波的波速为3m/s，若连续4个波峰经过同一点经历的时间为1s钟，则此波的波长是A1mB0.75mC3mD9m14、在下列现象中：干涉反射衍射共振传递能量，属于波特有的现象是ABCD二、多项选择题15、作简谐振动的物体每次通过同一位置时，都具有相同的A加速度B速度C动能D回复力16、由单摆做成的时钟，走时偏快的原因可能是A摆长偏长B摆长偏短C由平地搬上高山D由上海移到北京17、当波由一种媒质传到另一种媒质时，发生改变的物理量有A周期B波速C波长D频率18、一做简谐振动的弹簧振子由平衡位置向右运动，经过0.2s钟，速度降为0.5m/s，又经过0.6s速度变为0.5
10、m/s，但方向向左，这个振子周期可能为A0.6sB 1.2sC2.0sD2.4s19、一列简谐横波在某一时刻的波形如图44中实线所示。经过一段时间，波形变成图中虚线所示。已知波速大小为1m/s，那么这段时间可能是A1sB2sC3sD4s20、相干波源必须满足的条件是A相位差恒定B振动方向相同C频率相同D振幅相同三、填空题：21、若图41是一单摆的振动图象，这个单摆的频率多大，这个单摆的摆长约为，最大摆角约为弧度。22、波能发生明显的衍射现象的条件是。23、支持车厢的弹簧，固有频率是2Hz，当列车行驶在铁轨长度为12.5m的铁路线上，运动速度v=时，车厢振动得最厉害。24、在利用单摆测重力加速度
11、的实验中，为了提高测量的准确度，下列措施正确的是：A摆线长度1m左右，不宜太短。B摆球应选用密度大点的为好。C从摆球经过平衡位置的时刻开始计时。D测全振动的次数要多一些。 25、在利用单摆测定重力加速度的实验中，若测得的g值偏小，其原因是下述原因中的：A振幅偏小。B测摆长时，仅测了线长，未加上小球半径。C测周期时，把n次全振动误记为n+1次。D测周期时，把n次全振动误记为n1次。四、 计算题26、L0D全振动次数n次全振动时间t98.5cm3.00cmn=501分40秒上表是图45所示利用单摆测重力加速度实验时测得的数据，请你根据表中所列数据计算出重力加速度值。27、图46是一列简谐横波在某一
12、时刻的图象，经过时间Dt=2s，该图象由原来的实线变为虚线，且Dt小于2个周期时间，求波速。28、通过计算和比较来说明：做简谐振动的单摆的摆球，由最大位移处摆动到平衡位置所需用的时间与摆球从悬点自由落体到平衡位置所需用的时间，哪种情况更长些？【答案】： 一、1、C2、D3、B4、B5、A6、C7、D8、D9、C10、B11、A12、B13、A14、B二、15、ACD16、BD17、BC18、BC19、AC20、ABC三、 21、0.25Hz，4m，0.01；22、略23、25m/s24、ABCD25、BD四、26、9.86m/s27、2.5m/s 向右，7.5m/s 向右，2.5m/s向左，7.5m/s向左28、，摆球摆到平衡位置用的时间长些。