2010年高考物理 考点汇总 考点7 振动和波 新人教版

考点7 振动和波1.（2010·全国Ⅰ理综· T ２1）一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点。

0t =时刻振子的位移0.1m x =-；4s 3t =时刻0.1m x =；4s t =时刻0.1m x =。

该振子的振幅和周期可能为（ ）A ．0. 1 m ，8s 3B ．0.1 m, 8sC ．0.2 m ，8s 3D ．0.2 m ，8s【命题立意】本题源于教材高于教材,涉及简谐运动的知识,属于比较难的一道题,主要考查考生审题能力和对振动物理过程的分析能力。

【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【规范解答】选ACD 。

在t =34s 和t =4s 两时刻振子的位移相同，第一种情况是当此时间差是周期的整数倍时有：△t 1=(4-43)s=nT ，当n=1时38=T s 。

振幅可以是0.1m ，也可以是0.2m 。

因此A 、C 正确。

第二种情况是此时间差不是周期的整数倍时，有:，当n =0时8=T s ，且由于2t ∆是1t ∆的二倍说明振幅是该位移的二倍为0.2m 。

如图所示，所以D 正确。

2.（2010·全国Ⅱ理综·T15） 一简谐横波以4m/s 的波速沿x 轴正方向传播。

已知t=0时的波形如图所示，则( ) A ．波的周期为1sB ．x=0处的质点在t=0时向y 轴负向运动C ．x=0处的质点在t=14s 时速度为0 D ．x=0处的质点在t=14s 时速度值最大【命题立意】本题考查机械振动与机械波的知识，考查了考生的理解能力和推理能力。

【思路点拨】解答本题时,可参照以下解题步骤:作出示意图,在图中找出对应几个时刻的振子位置.再依据简谐运动的特点对位移的周期性变化进行分析列出时间等式对列出的式子进行分析,就可解答所求.△t 1 △t 2【规范解答】选A 、B ，根据题图可知m 22=λ，则m 4=λ，由公式Tv λ=可得周期s s v T 144===λ，故A 正确；波速沿x 轴正方向传播，由题图可判断x=0处的质点在t=0时向y 轴负向运动，故B 正确；在t=14s 时，即4Tt =，x=0处的质点位于平衡位置下方且向下振动，速度不为0，也不是最大，故C 、D 错误。

振动与波知识点总结一、振动的基本概念振动是物体围绕某一平衡位置来回摆动或者来回重复运动的现象。

振动是物体相对平衡位置的周期性运动，也就是说，振动是由物体周期性地向着某一方向偏离平衡位置，然后再向着相反方向偏离平衡位置并且这个过程一直不断地重复。

振动的基本要素包括振动物体、平衡位置和振动的幅度、周期和频率等。

振动的产生是由于外力的作用或者物体本身的内部力的作用。

二、振动的表征和描述1. 振动的幅度：振动物体在振动过程中离开平衡位置的最大距离称为振幅，用A表示。

振幅是一个振动过程中最大的位移值，代表了振动物体最大偏离平衡位置的距离。

2. 振动的周期：振动物体完成一个完整的往复运动所需要的时间称为振动周期，用T表示。

振动周期是一个振动过程完成一次往复运动所需要的时间。

3. 振动的频率：振动物体完成一个往复运动所需要的次数称为振动频率，用f表示。

振动频率是一个振动过程在单位时间内完成的往复运动的次数。

4. 振动的角速度：振动物体单位时间内完成的角度偏移称为角速度，用ω表示。

角速度是一个振动过程单位时间内振动物体完成的角度偏移。

5. 振动的相位：描述振动在某一时刻相对于起始位置的位置状态的概念，通常用角度来表示。

相位是一种描述振动物体在振动过程中某一时刻相对于起始位置的相对状态的概念。

三、振动的共振现象当外力的频率与振动系统自身的振动频率相同时，振动系统会出现共振现象。

共振现象会使振动系统产生很大的振幅，甚至导致系统的破坏。

共振现象在实际生活中有很多应用，比如音乐中的共振现象会增加声音的响亮度，而机械振动中的共振现象则可能导致机械系统的破坏。

四、波的基本概念波是由物质的振动或者波的传播介质本身的运动所产生的，波是一种传播能量和动量的方式。

波可以分为机械波和电磁波两种类型。

1. 机械波：需要通过介质来传播的波称为机械波，比如水波、声波等。

2. 电磁波：不需要介质来传播的波称为电磁波，比如光波、无线电波等。

波的传播可以分为横波和纵波两种类型。

第七讲 振动与波动湖南郴州市湘南中学 陈礼生一、知识点击1．简谐运动的描述和基本模型⑴简谐振动的描述：当一质点，或一物体的质心偏离其平衡位置x ，且其所受合力F 满足(0)F kx k =->，故得2ka x x m ω=-=-，ω=则该物体将在其平衡位置附近作简谐振动。

⑵简谐运动的能量：一个弹簧振子的能量由振子的动能和弹簧的弹性势能构成，即222111222E m kx kA υ=+=∑ ⑶简谐运动的周期：如果能证明一个物体受的合外力F k x =-∑，那么这个物体一定做简谐运动，而且振动的周期22T πω==m 是振动物体的质量。

⑷弹簧振子：恒力对弹簧振子的作用：只要m 和k 都相同，则弹簧振子的振动周期T 就是相同的，这就是说，一个振动方向上的恒力一般不会改变振动的周期。

多振子系统：如果在一个振动系统中有不止一个振子，那么我们一般要找振动系统的等效质量。

悬点不固定的弹簧振子：如果弹簧振子是有加速度的，那么在研究振子的运动时应加上惯性力．⑸单摆及等效摆：单摆的运动在摆角小于50时可近似地看做是一个简谐运动，振动的周期为2T =l g 和的含义及值会发生变化。

（6）同方向、同频率简谐振动的合成：若有两个同方向的简谐振动，它们的圆频率都是ω，振幅分别为A 1和A 2，初相分别为1ϕ和2ϕ，则它们的运动学方程分别为111cos()x A t ωϕ=+ 222cos()x A t ωϕ=+因振动是同方向的，所以这两个简谐振动在任一时刻的合位移x 仍应在同一直线上，而由旋转矢量法，可求得合振动的运动学方程为cos()x A t ωϕ=+这表明，合振动仍是简谐振动，它的圆频率与分振动的圆频率相同，而其合振幅为A =合振动的初相满足11221122sin sin tan cos cos A A A A ϕϕϕϕϕ+=+2．机械波：（1）机械波的描述：如果有一列波沿x 方向传播，振源的振动方程为y=Acos ωt ，波的传播速度为υ，那么在离振源x 远处一个质点的振动方程便是cos ()x y A t ωυ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦，在此方程中有两个自变量：t 和x ，当t 不变时，这个方程描写某一时刻波上各点相对平衡位置的位移；当x 不变时，这个方程就是波中某一点的振动方程．（2）简谐波的波动方程：简谐振动在均匀、无吸收的弹性介质中传播所形成的波叫做平面简谐波。

高中物理振动和波知识点一、知识概述振动和波①基本定义：- 振动呢，简单说就是物体在一个位置附近来回晃悠。

比如说钟摆，它就在某个中心位置左右摆来摆去，这就是一种振动。

- 波就有点意思了，它是振动在介质里传出去的一种形式。

就像往平静的湖水里丢一块石头，会形成一圈一圈的水波向外传播，这个水波其实就是振动在水里传播形成的。

②重要程度：- 在高中物理里，这振动和波可是很重要的部分。

它把力学和能量等知识很好地联系起来了。

很多物理现象的解释都离不开它，像声音的传播、光的传播在某些方面也和波有相似性。

③前置知识：- 得先把牛顿定律这些力学知识掌握好。

还得对能量的概念，像动能、势能有一定理解，因为振动过程中能量也是在不断转换的。

④应用价值：- 在现实生活里，振动和波到处见得到。

声音就是一种波，所以研究振动和波能帮助改善音响设备。

地震波的研究对建筑抗震很关键，怕地震把房子震坏了得搞清楚这个波到底是啥情况呀。

还有在通信方面，像无线电波那也是波呀，弄清楚波的传播特性就能更好地制定通信策略。

二、知识体系①知识图谱：- 在高中物理知识体系里，它属于波动学范畴，与力学、电磁学都有联系。

就像是一个桥梁把好几个知识块连接起来了。

②关联知识：- 和力学中的简谐振动挂钩，也与能量守恒密切相关。

像波动里就涉及能量的传递嘛。

在电磁学里，光是电磁辐射一种，也属于波，所以电磁感应里可能也会涉及波相关概念。

③重难点分析：- 重点呢，振动方程、波函数这些是关键内容。

难点啊，我觉得要对波的图象的理解，像波的干涉、衍射的物理图象在脑子里有时候不那么容易建立起来。

要能想象出那些波是怎么叠加、绕过障碍物的。

这得有点空间想象力。

④考点分析：- 在考试里可是常常出现呀。

选择、填空里会有关于振动周期、波长这些概念的考查。

在解答题里更不得了，经常要分析波动图象、计算波速、判断波的干涉现象等。

三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：- 振动里面的简谐振动可是基础的基础。

七、机械振动和机械波1.简谐运动（1）定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动.（2）简谐运动的特征:回复力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零;在最大位移处，速度为零，加速度最大.（3）描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱.③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f.（4）简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹.②特点:简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线.③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小，它的周期就都是T.3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型. （1）单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°.（2）单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力.（3①在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关.②单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g 有关.③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度（一般情况下，等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值）.4.受迫振动（1）受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动.（2）受迫振动的特点:受迫振动稳定时，系统振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关.（3）共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动物体的振幅最大，这种现象叫做共振.共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率..5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波.（1）机械波产生的条件:①波源;②介质（2）机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部（波峰）和凹部（波谷）.②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.［注意］气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波.（3）机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.6.波长、波速和频率及其关系（1）波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.（2）波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定，与波源无关.（3）频率:波的频率始终等于波源的振动频率，与介质无关.（4）三者关系:v=λf7.★波动图像:表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线.（1）由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅（注意单位）.②从图像可以直接读出波长（注意单位）.③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向）④在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置）（2）波动图像与振动图像的比较：振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有的质点研究内容一个质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 图象变化 随时间推移图象延续，但已有形状不变 随时间推移，图象沿传播方向平移一个完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长 8.波动问题多解性 波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因.若题目假设一定的条件，可使无限系列解转化为有限或惟一解9.波的衍射波在传播过程中偏离直线传播，绕过障碍物的现象.衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异.波发生明显衍射现象的条件是:障碍物（或小孔）的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多.10.波的叠加几列波相遇时，每列波能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和.两列波相遇前、相遇过程中、相遇后，各自的运动状态不发生任何变化，这是波的独立性原理.11.波的干涉:频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象，叫波的干涉.产生干涉现象的条件:两列波的频率相同，振动情况稳定.［注意］①干涉时，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.②两列波在空间相遇发生干涉，两列波的波峰相遇点为加强点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点，加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小. 如图若S1、S2为振动方向同步的相干波源，当PS 1-PS 2=n λ时，振动加强；当PS 1-PS 2=（2n+1）λ/2时，振动减弱。

高三物理振动与波动知识精讲一. 本周教学内容：振动与波动〔机械振动、机械波、电磁振荡、电磁波〕教学内容：〔一〕根本概念与根本规律 I.机械振动与机械波F C t =sin ωF kx a kmx =-→=-⋅简谐（理想） x A t v =→sin ω具有周期性 机械能守恒自由等时性——单摆T l g=2π振动 阻尼——能量（振幅）衰减f f =驱动力受迫介f f 驱动力固有= 共振质波速v机械波 波长λv f T ==λλ频率fII. 电磁振荡与电磁波 1. 电磁振荡〔1〕电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以与跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。

〔2〕振荡电流是由于电容器通过自感线圈不断的充、放电产生的，按正弦〔或余弦〕规律做周期性的变化。

〔3〕在LC 回路产生振荡电流的过程中，磁场能和电场能之间不断的相互转化着，电容器放电时，电场能转化为磁场能，放电完毕的瞬间，电场能为零，振荡电流与磁场能达到最大值；接着电容器被反向充电，这时磁场能转化为电场能，在振荡电流减小为零的瞬间，磁场能为零，电容器极板上的电荷量与电场能达最大。

〔4〕LC 回路的固有周期和频率只取决于线圈的自感系数L 与电容器的电容C ，与电容器的带电量，极板间电压与回路中电流都无关。

周期的决定式T LC =2π频率的决定式f LC=12π2. 电磁场和电磁波〔1〕麦克斯韦的电磁场理论：<1> 变化的磁场〔电场〕能够在周围空间产生电场〔磁场〕；<2> 均匀变化的磁场〔电场〕能够在周围空间产生稳定的电场〔磁场〕； <3> 振荡的磁场〔电场〕能够在周围空间产生同频率的振荡电场〔磁场〕。

〔2〕电磁场和电磁波：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，即为电磁场，电磁场由近与远的传播就形成电磁波。

（）电磁波的波速公式：31v f T=⋅=⋅λλ 复习时注意以下的几个方面：<1> 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验成功的证实了电磁波的存在。

振动和波的物理知识点详解振动和波的物理知识点详解在我们平凡的学生生涯里，相信大家一定都接触过知识点吧！知识点是指某个模块知识的重点、核心内容、关键部分。

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振动和波的物理知识点详解振动和波(机械振动与机械振动的传播)1.简谐振动F=-kx {F:回复力，k:比例系数，x:位移，负号表示F的方向与x始终反向}2.单摆周期T=2π(l/g)1/2 {l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，成立条件:摆角θ<100;l>>r｝3.受迫振动频率特点：f=f驱动力4.发生共振条件:f驱动力=f固，A=max，共振的防止和应用〔见第一册P175〕5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中，一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}7.声波的波速(在空气中)0℃：332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近，接收频率增大，反之，减小〔见第二册P21〕｝注：(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关，取决于振动系统本身;(2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处;(3)波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式;(4)干涉与衍射是波特有的;(5)振动图象与波动图象;(6)其它相关内容：超声波及其应用〔见第二册P22〕/振动中的能量转化〔见第一册P173〕。

高考物理知识点一、运动的描述1.物体模型用质点，忽略形状和大小;地球公转当质点，地球自转要大小。

高考物理振动和波知识点高考物理——振动和波知识点在高考物理中，振动和波是一个重要的知识点，涉及到许多实际生活中常见的现象和物理原理。

本文将从波的基本概念、波的分类、波的特性和振动的特性等方面进行论述。

一、波的基本概念波是一种能量传递的方式，是一种扰动在空间中的传播。

波可以分为机械波和电磁波两大类。

机械波是由介质传递的波动，如声波、水波等；而电磁波是由电场和磁场交替变化而产生的波动，如光波、无线电波等。

二、波的分类根据波动的方向和介质振动的方向，波可以分为纵波和横波。

纵波是指波动方向与介质振动方向相同的波动，如声波；而横波是指波动方向与介质振动方向垂直的波动，如水波。

三、波的特性1. 波频和周期波的频率是指单位时间内波动的次数，单位为赫兹；波的周期是指波动完成一个周期所需要的时间，单位为秒。

频率和周期之间有以下关系：频率=1/周期。

2. 波长和波速波的波长是指波动一个周期所对应的长度，单位为米；波的波速是指波动的传播速度，单位为米/秒。

波长和波速之间有以下关系：波速=频率×波长。

3. 反射、折射和衍射当波遇到边界或介质发生了改变时，会发生反射、折射和衍射现象。

反射是指波遇到物体边界时被反射回来的现象；折射是指波从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向的现象；衍射是指波遇到间隙或障碍物时发生偏折的现象。

四、振动的特性振动是指物体在平衡位置附近做往复的周期性运动。

振动有以下几个特性：1. 振幅振幅是指物体从平衡位置最大偏离的位置，它与振动的能量大小有关。

振幅越大，物体的振动能量越大。

2. 频率和周期振动的频率是指单位时间内振动的次数，单位为赫兹；周期是指物体完成一个完整振动所需要的时间，单位为秒。

频率和周期之间有以下关系：频率=1/周期。

3. 谐振当外力和阻力相等时，物体会发生谐振现象，即振动的幅度达到最大值。

4. 能量转换振动的能量可以相互转换，如机械能转化为热能、声能等。

总结：高考物理中的振动和波是一个重要的知识点，涉及到许多实际生活中常见的现象和物理原理。