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文檔簡介
2018高考物理(課標Ⅰ專用)復習專題測試(選考)專題十六機械振動與機械波第一頁,共101頁。高考物理
(新課標Ⅰ專用)2018年高考物理(課標Ⅰ專用)復習專題測試專題十六機械振動與機械波第二頁,共101頁。A組
統一命題·課標卷題組1.[2017課標Ⅲ,34(1),5分](多選)如圖,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,實線為t=0時的波形圖,虛
線為t=0.5s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5s。關于該簡諧波,下列說法正確的是
。
A.波長為2mB.波速為6m/sC.頻率為1.5Hz五年高考D.t=1s時,x=1m處的質點處于波峰E.t=2s時,x=2m處的質點經過平衡位置第三頁,共101頁。答案
BCE由題圖可知,該波波長λ=4m,選項A錯誤;T>0.5s,則由題圖知波在0.5s內沿x軸正
方向傳播的距離為
λ,傳播時間t=
T=0.5s,T=
s,頻率f=
=1.5Hz,選項C正確;波速v=
=6m/s,選項B正確;1s=
T,t=1s時,x=1m處的質點處于波谷,選項D錯誤;2s=3T,t=2s時,x=2m處的質點經過平衡位置,選項E正確。關聯知識(1)波長、波速、周期間的關系。(2)由波形圖和波的傳播方向確定一段時間內波的傳播距離與波長的關系,進而求出波的周期。第四頁,共101頁。2.[2016課標Ⅰ,34(1),5分](多選)某同學漂浮在海面上,雖然水面波正平穩地以1.8m/s的速率向著
海灘傳播,但他并不向海灘靠近。該同學發現從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔
為15s。下列說法正確的是
。A.水面波是一種機械波B.該水面波的頻率為6HzC.該水面波的波長為3mD.水面波沒有將該同學推向岸邊,是因為波傳播時能量不會傳遞出去E.水面波沒有將該同學推向岸邊,是因為波傳播時振動的質點并不隨波遷移答案
ACE水面波是一種機械波,傳播過程中各質點只在平衡位置上下往復運動,不隨波的傳
播而遷移,因此水面波不會將該同學推向岸邊,故D錯,A、E均正確。由題意可知該波的周期T=
s=
s,頻率f=
=0.6Hz,波長λ=vT=1.8×
m=3m,故B錯、C正確。易錯點撥第1個波峰到第10個波峰之間經歷了9個周期的時間,而不是10個周期。第五頁,共101頁。3.[2016課標Ⅲ,34(1),5分](多選)由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質中向左、右傳播。波源振
動的頻率為20Hz,波速為16m/s。已知介質中P、Q兩質點位于波源S的兩側,且P、Q和S的平衡
位置在一條直線上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8m、14.6m。P、Q
開始振動后,下列判斷正確的是
。A.P、Q兩質點運動的方向始終相同B.P、Q兩質點運動的方向始終相反C.當S恰好通過平衡位置時,P、Q兩點也正好通過平衡位置D.當S恰好通過平衡位置向上運動時,P在波峰E.當S恰好通過平衡位置向下運動時,Q在波峰第六頁,共101頁。答案
BDE由波速公式:v=λf得λ=
=0.8m,LSP=
λ=19
λ,LSQ=
λ=18
λ,由波動的周期性,采用“去整留零”的方法,可在波形圖上標出S、P、Q三點的位置,如圖所示,由圖可知,P、Q兩
點的運動方向始終相反,A項錯誤,B項正確;S在平衡位置時,P、Q一個在波峰,一個在波谷,C項錯
誤;當S恰通過平衡位置向上運動時,P在波峰,Q在波谷,反之則相反,故D、E項正確。
第七頁,共101頁。4.[2013課標Ⅰ,34(1),6分,0.511](多選)如圖,a、b、c、d是均勻媒質中x軸上的四個質點,相鄰兩
點的間距依次為2m、4m和6m。一列簡諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時刻到達
質點a處,質點a由平衡位置開始豎直向下運動,t=3s時a第一次到達最高點。下列說法正確的是
()
A.在t=6s時刻波恰好傳到質點d處B.在t=5s時刻質點c恰好到達最高點C.質點b開始振動后,其振動周期為4sD.在4s<t<6s的時間間隔內質點c向上運動E.當質點d向下運動時,質點b一定向上運動第八頁,共101頁。答案
ACD
波由a到d勻速傳播,v=2m/s,t=
=
=6s,A項正確。第一個波峰在t1=3s時產生于a點,再經t2=
=
=3s到達c點,共計t=t1+t2=6s,B項錯誤。a點從向下起振至到達最高點用時3s,可知
T=3s,即T=4s,則b點的振動周期也為4s,C項正確。波經t2=
=3s到達c點,說明此時c點開始從平衡位置向下振動,再經
=1s,共計4s到達最低點,再經
=2s可到達最高點,故在4s<t<6s的時間內點c向上運動,D項正確。因λ=v·T=8m,而db=10m=1
λ,并不是
λ或
λ的奇數倍,故E項說法錯誤。解題關鍵①t=0時刻質點a由平衡位置開始向下運動,t=3s時質點a第一次到達最高點,說明質
點a振動了
T。②參與波動的質點都是在重復前面相臨質點的運動。③一個周期T波向前傳播一個波長的距離,λ=vT。④定性畫出波形圖,在已知傳播方向前提下,可以判斷各質點的振動情
況。第九頁,共101頁。5.[2013課標Ⅱ,34(1),5分,0.430]如圖,一輕彈簧一端固定,另一端連接一物塊構成彈簧振子,該物
塊是由a、b兩個小物塊粘在一起組成的。物塊在光滑水平面上左右振動,振幅為A0,周期為T0。
當物塊向右通過平衡位置時,a、b之間的粘膠脫開;以后小物塊a振動的振幅和周期分別為A和T,
則A
A0(填“>”、“<”或“=”),T
T0(填“>”、“<”或“=”)。
第十頁,共101頁。答案<(3分)<(2分)解析當物塊向右通過平衡位置時,脫離前:振子的動能Ek1=
(ma+mb)
脫離后振子的動能Ek2=
ma
由機械能守恒可知,平衡位置處的動能等于最大位移處的彈性勢能,因此脫離后振子振幅變小;
由彈簧振子的周期T=2π
知,脫離后周期變小。思路點撥①振動系統的能量決定了彈簧振子的振幅及物塊在平衡位置的動能。當a、b在平
衡位置分開后,b帶走一部分能量,故彈簧振子的振幅A減小。②由彈簧振子周期公式T=2π
來判斷周期的變化。第十一頁,共101頁。6.[2017課標Ⅰ,34(1),5分]如圖(a),在xy平面內有兩個沿z方向做簡諧振動的點波源S1(0,4)和S2(0,-
2)。兩波源的振動圖線分別如圖(b)和圖(c)所示。兩列波的波速均為1.00m/s。兩列波從波源傳
播到點A(8,-2)的路程差為
m,兩列波引起的點B(4,1)處質點的振動相互
(填
“加強”或“減弱”),點C(0,0.5)處質點的振動相互
(填“加強”或“減弱”)。
第十二頁,共101頁。答案2減弱加強解析
A到兩波源的距離差為AS1-AS2=
m-8m=2m。由圖(b)或圖(c)得T=2s,得λ=vT=2m,因BS1-BS2=
m-
m=0,而兩波源振動步調相反,故B點振動減弱;同理,CS1-CS2=(4-0.5)m-[0.5-(-2)]m=1m,恰好為半個波長,故C點振動加強。第十三頁,共101頁。7.[2015課標Ⅰ,34(2),10分,0.253]甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質中分別沿x軸正向和負向傳播,
波速均為v=25cm/s。兩列波在t=0時的波形曲線如圖所示。求
(ⅰ)t=0時,介質中偏離平衡位置位移為16cm的所有質點的x坐標;(ⅱ)從t=0開始,介質中最早出現偏離平衡位置位移為-16cm的質點的時間。第十四頁,共101頁。答案(ⅰ)x=(50+300n)cm,n=0,±1,±2,…(ⅱ)0.1s解析(ⅰ)t=0時,在x=50cm處兩列波的波峰相遇,該處質點偏離平衡位置的位移為16cm。兩列
波的波峰相遇處的質點偏離平衡位置的位移均為16cm。從圖線可以看出,甲、乙兩列波的波長分別為λ1=50cm,λ2=60cm①甲、乙兩列波波峰的x坐標分別為x1=50+k1λ1,k1=0,±1,±2,…
②x2=50+k2λ2,k2=0,±1,±2,…
③由①②③式得,介質中偏離平衡位置位移為16cm的所有質點的x坐標為x=(50+300n)cm,n=0,±1,±2,…
④(ⅱ)只有兩列波的波谷相遇處的質點的位移為-16cm。t=0時,兩波波谷間的x坐標之差為Δx'=[50+(2m2+1)
]-[50+(2m1+1)
]
⑤式中,m1和m2均為整數。將①式代入⑤式得Δx'=10(6m2-5m1)+5
⑥由于m1、m2均為整數,相向傳播的波谷間的距離最小為第十五頁,共101頁。Δx0'=5cm⑦從t=0開始,介質中最早出現偏離平衡位置位移為-16cm的質點的時間為t=
⑧代入數據得t=0.1s⑨評分細則第(ⅰ)問6分,①式2分,②③式各1分,④式2分;第(ⅱ)問4分,⑤⑦⑧⑨式各1分。解后反思該題難度較大,解答過程中要注意數學知識在物理學中的應用,尤其是對于通式的表
達。同時該題要求學生具有較強的計算能力。第十六頁,共101頁。8.[2016課標Ⅱ,34(2),10分]一列簡諧橫波在介質中沿x軸正向傳播,波長不小于10cm。O和A是
介質中平衡位置分別位于x=0和x=5cm處的兩個質點。t=0時開始觀測,此時質點O的位移為y=4
cm,質點A處于波峰位置;t=
s時,質點O第一次回到平衡位置,t=1s時,質點A第一次回到平衡位置。求(ⅰ)簡諧波的周期、波速和波長;(ⅱ)質點O的位移隨時間變化的關系式。答案見解析第十七頁,共101頁。解析(ⅰ)設振動周期為T。由于質點A在0到1s內由最大位移處第一次回到平衡位置,經歷的
是
個周期,由此可知T=4s①由于質點O與A的距離5cm小于半個波長,且波沿x軸正向傳播,O在t=
s時回到平衡位置,而A在t=1s時回到平衡位置,時間相差
s。兩質點平衡位置的距離除以傳播時間,可得波的速度v=7.5cm/s②利用波長、波速和周期的關系得,簡諧波的波長λ=30cm③(ⅱ)設質點O的位移隨時間變化的關系為y=Acos
④將①式及題給條件代入上式得
⑤第十八頁,共101頁。解得φ0=
,A=8cm⑥質點O的位移隨時間變化的關系式為y=0.08cos
(國際單位制)
⑦或y=0.08sin
(國際單位制)解題方法機械波中的各質點都在做簡諧運動,簡諧運動位移與時間的關系式為y=Asin(ωt+φ)
或者是y=Acos(ωt+φ),式中ω=
,把數學中的三角函數知識與物理中的簡諧運動結合起來,就能夠順利得出結果。第十九頁,共101頁。B組
自主命題·省(區、市)卷題組1.(2017北京理綜,15,6分)某彈簧振子沿x軸的簡諧運動圖象如圖所示,下列描述正確的是
(
)
A.t=1s時,振子的速度為零,加速度為負的最大值B.t=2s時,振子的速度為負,加速度為正的最大值C.t=3s時,振子的速度為負的最大值,加速度為零D.t=4s時,振子的速度為正,加速度為負的最大值第二十頁,共101頁。答案
A本題考查簡諧運動圖象。由圖象可知,t=1s和t=3s時振子在最大位移處,速度為零,加
速度分別為負向最大值、正向最大值;而t=2s和t=4s時振子在平衡位置,加速度為零,而速度分
別為負向最大、正向最大。綜上所述,A項說法正確。解題關鍵簡諧運動圖象與運動情景的關聯通過圖象,不僅要提取出圖象中的相關信息,更需與振子運動情景相關聯,細致分析出各物理量
的大小和方向,這是解答本題的關鍵。第二十一頁,共101頁。2.(2017上海單科,10,4分)做簡諧運動的單擺,其擺長不變,若擺球的質量增加為原來的
倍,擺球經過平衡位置的速度減為原來的
,則單擺振動的
()A.周期不變,振幅不變
B.周期不變,振幅變小C.周期改變,振幅不變
D.周期改變,振幅變大答案
B本題考查單擺。由單擺的周期公式T=2π?可知,當擺長L不變時,周期不變,故C、D錯誤;由能量守恒定律可知
mv2=mgh,其擺動的高度與質量無關,因平衡位置的速度減小,則最大高度減小,即振幅減小,選項B正確、A錯誤。易錯警示擺球經過平衡位置時,因質量增加為原來的
倍,速度減為原來的
,故動能Ek=
mv2不變,不要誤認為擺球的振幅不變而錯選A。第二十二頁,共101頁。3.(2017北京理綜,20,6分)物理學原理在現代科技中有許多重要應用。例如,利用波的干涉,可將
無線電波的干涉信號用于飛機降落的導航。如圖所示,兩個可發射無線電波的天線對稱地固定于飛機跑道兩側,它們類似于楊氏干涉實驗中
的雙縫。兩天線同時都發出波長為λ1和λ2的無線電波。飛機降落過程中,當接收到λ1和λ2的信號
都保持最強時,表明飛機已對準跑道。下列說法正確的是
()
A.天線發出的兩種無線電波必須一樣強B.導航利用了λ1與λ2兩種無線電波之間的干涉C.兩種無線電波在空間的強弱分布穩定D.兩種無線電波各自在空間的強弱分布完全重合第二十三頁,共101頁。答案
C本題考查波的干涉。波的干涉產生與否與波的強弱無關,故A錯;導航利用了同頻率
的兩列波的干涉,而波長為λ1和λ2的兩列波頻率不同,B錯;λ1與λ1干涉,λ2與λ2干涉,兩個干涉圖樣在
空間的強弱分布穩定,故C正確;由于λ1與λ2兩列波的波長不同,故兩干涉圖樣在空間強弱分布不
重合,D錯。疑難突破波的干涉及干涉圖樣兩列波產生穩定干涉圖樣的條件之一是兩列波的頻率相同,本題中,每個天線同時且都發出兩列
波長為λ1和λ2的波,在同種介質中波長相同,頻率相同,產生干涉,故在飛機跑道區域存在兩個穩定
的干涉圖樣,且跑道中心線上每點到波源的距離相等,故中心線上各點均為兩個干涉圖樣的加強
點,飛機降落時利用這些加強點來對準跑道中心線,實現安全降落。第二十四頁,共101頁。4.(2017天津理綜,5,6分)手持較長軟繩端點O以周期T在豎直方向上做簡諧運動,帶動繩上的其他
質點振動形成簡諧波沿繩水平傳播,示意如圖。繩上有另一質點P,且O、P的平衡位置間距
為L。t=0時,O位于最高點,P的位移恰好為零,速度方向豎直向上,下列判斷正確的是?()
A.該簡諧波是縱波B.該簡諧波的最大波長為2LC.t=
時,P在平衡位置上方D.t=
時,P的速度方向豎直向上第二十五頁,共101頁。答案
C本題考查機械波。由題意知繩上的質點在豎直方向上振動,波水平向右傳播,故該波為橫波,
選項A錯誤;在t=0時刻,P點在如圖所示位置時,波長最大,則有
λ=L,λ=4L,選項B錯誤;t=0時,P在平衡位置且向上振動,當t=
時,P在平衡位置上方,選項C正確;當t=
T時,P處于從最高點向平衡位置運動過程中,故速度方向向下,選項D錯誤。思路分析
t=0時,O位于最高點——波峰,P位移為零,速度向上——平衡位置,作出波動圖象,確
定P點的可能位置,判斷P點在不同時刻的運動方向和最大波長。第二十六頁,共101頁。5.(2016天津理綜,7,6分)(多選)在均勻介質中坐標原點O處有一波源做簡諧運動,其表達式為y=5
sin(
t),它在介質中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播,某時刻波剛好傳播到x=12m處,波形圖象如圖所示,則
()
A.此后再經6s該波傳播到x=24m處B.M點在此后第3s末的振動方向沿y軸正方向C.波源開始振動時的運動方向沿y軸負方向D.此后M點第一次到達y=-3m處所需時間是2s第二十七頁,共101頁。答案
AB由波源振動表達式可知ω=
s-1,而ω=
,所以T=4s,由波形圖知λ=8m,波速v=
=2m/s,Δx=v·Δt=12m,故A項正確;經過Δt'=3s,波向前傳播的距離為Δx',Δx'=v·Δt'=6m,畫出這一時刻
的波形圖如圖中虛線所示,由圖可知,M點振動方向沿y軸正方向,B項正確;
在波的傳播過程中,各質點的起振方向都與波源的起振方向相同,可得波源起振方向沿y軸正方
向,C項錯誤;此時M點在y=3m處且沿y軸負方向振動,第一次到達y=-3m處所用時間小于
,故D項錯誤。第二十八頁,共101頁。規律總結根據波的傳播方向判斷質點振動方向的方法:順著波的傳播方向看,處在上坡處的質
點向下振動,處在下坡處的質點向上振動,即“上坡下,下坡上”。評析本題考查了機械振動與機械波的內容,理解振動與波的關系,熟練掌握質點振動方向與波
的傳播方向的互判方法是解題的關鍵。第二十九頁,共101頁。6.(2016四川理綜,6,6分)(多選)簡諧橫波在均勻介質中沿直線傳播,P、Q是傳播方向上相距10m
的兩質點。波先傳到P,當波傳到Q開始計時,P、Q兩質點的振動圖象如圖所示。則
()
A.質點Q開始振動的方向沿y軸正方向B.該波從P傳到Q的時間可能為7sC.該波的傳播速度可能為2m/sD.該波的波長可能為6m第三十頁,共101頁。答案
AD由圖可知,t=0時質點Q處于平衡位置,t=
時運動至波峰,故其起振方向沿y軸正方向,A正確;仍由圖可知,T=6s,質點Q比質點P到達同一振動狀態晚了Δt=nT+
T=(6n+4)s(n=0,1,2,…),此即為該波從P傳到Q所需的時間,當Δt=7s時n=
,故B錯誤;由v=
=
m/s知,當v=2m/s時n=
,故C錯誤;再由λ=vT=
m知,當n=1時λ=6m,故D正確。方法技巧此題可以找P的特殊位置點,便于分析找出其波長的規律。第三十一頁,共101頁。7.(2015福建理綜,16,6分)簡諧橫波在同一均勻介質中沿x軸正方向傳播,波速為v。若某時刻在波
的傳播方向上,位于平衡位置的兩質點a、b相距為s,a、b之間只存在一個波谷,則從該時刻起,下
列四幅波形圖中質點a最早到達波谷的是?()
第三十二頁,共101頁。答案
D根據波的傳播方向,可分別判定四幅波形圖中質點a的振動方向,A圖中向上振動,B圖
中向下振動,C圖中向上振動,D圖中向下振動;各圖中波的周期分別為TA=
,TB=
,TC=
,TD=
,故從該時刻起,各圖中質點a第一次到達波谷的時間分別為tA=
·TA=
,tB=
TB=
,tC=
TC=
,tD=
TD=
,可知tD<tB<tC<tA,故選D。評析四個圖象中波形不同,分析時很容易只注意振動方向對質點到達波谷時間的影響,而忽略
周期不同也會對問題有影響,要注意把兩個方面因素綜合起來考慮。第三十三頁,共101頁。8.(2015四川理綜,2,6分)平靜湖面傳播著一列水面波(橫波),在波的傳播方向上有相距3m的甲、
乙兩小木塊隨波上下運動,測得兩小木塊每分鐘都上下30次,甲在波谷時,乙在波峰,且兩木塊之
間有一個波峰。這列水面波
()A.頻率是30HzB.波長是3mC.波速是1m/sD.周期是0.1s答案
C波的周期T=
s=2s,f=
=0.5Hz,1.5λ=3m,λ=2m,則波速v=
=
m/s=1m/s,A、B、D錯誤,C正確。第三十四頁,共101頁。9.(2015天津理綜,3,6分)圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,a、b兩質點的橫坐標分別為
xa=2m和xb=6m,圖乙為質點b從該時刻開始計時的振動圖象。下列說法正確的是
()
A.該波沿+x方向傳播,波速為1m/sB.質點a經4s振動的路程為4mC.此時刻質點a的速度沿+y方向D.質點a在t=2s時速度為零答案
D
t=0時,b質點向+y方向運動,根據“下坡上”可判定波沿-x方向傳播,A錯誤;a總是與b
的振動方向相反,t=0時,a向-y方向運動,C錯誤;經過4s,a回到平衡位置,路程為1m,B錯誤;t=2s時,
a處于波谷,速度為零,D正確。第三十五頁,共101頁。10.(2014安徽理綜,16,6分)一簡諧橫波沿x軸正向傳播,圖1是t=0時刻的波形圖,圖2是介質中某質
點的振動圖象,則該質點的x坐標值合理的是
()
A.0.5mB.1.5mC.2.5mD.3.5m答案
C由圖2知,t=0時刻此質點相對平衡位置的位移約為-0.15m,且振動方向向下,圖1中符
合此要求的點在2~3m之間,故C正確。第三十六頁,共101頁。11.(2014四川理綜,5,6分)如圖所示,甲為t=1s時某橫波的波形圖象,乙為該波傳播方向上某一質
點的振動圖象,距該質點Δx=0.5m處質點的振動圖象可能是?()
答案
A由圖甲知波長λ=2m,因此距該質點為Δx=0.5m=
λ的質點的振動圖象可由圖乙圖象向左或向右平移
=0.5s得到,故只有A圖象正確。第三十七頁,共101頁。12.(2014福建理綜,17,6分)在均勻介質中,一列沿x軸正向傳播的橫波,其波源O在第一個周期內
的振動圖象如圖所示,則該波在第一個周期末的波形圖是
()
答案
D由振動圖象可知,在t=T時,波源O的振動方向向下,再結合波形可知形成的波動圖象
為D圖。故選項D正確。第三十八頁,共101頁。13.(2014天津理綜,5,6分)平衡位置處于坐標原點的波源S在y軸上振動,產生頻率為50Hz的簡諧
橫波向x軸正、負兩個方向傳播,波速均為100m/s。平衡位置在x軸上的P、Q兩個質點隨波源
振動著,P、Q的x軸坐標分別為xP=3.5m、xQ=-3m。當S位移為負且向-y方向運動時,P、Q兩質
點的?()A.位移方向相同、速度方向相反B.位移方向相同、速度方向相同C.位移方向相反、速度方向相反D.位移方向相反、速度方向相同答案
D該波的波長λ=
=
m=2m,3.5m=λ+
λ,3m=λ+
λ,此時P、Q兩質點的位移方向相反,但振動方向相同,選項D正確。第三十九頁,共101頁。14.(2013福建理綜,16,6分)如圖,t=0時刻,波源在坐標原點從平衡位置沿y軸正向開始振動,振動周
期為0.4s,在同一均勻介質中形成沿x軸正、負兩方向傳播的簡諧橫波。下圖中能夠正確表示t=
0.6s時波形的圖是
()
答案
C介質中各質點開始振動的方向與振源起振的方向相同,C正確,A、B、D錯誤。第四十頁,共101頁。15.[2014山東理綜,38(1)]一列簡諧橫波沿直線傳播。以波源O由平衡位置開始振動為計時零點,
質點A的振動圖象如圖所示,已知O、A的平衡位置相距0.9m。以下判斷正確的是
。
(雙選,填正確答案標號)
a.波長為1.2mb.波源起振方向沿y軸正方向c.波速大小為0.4m/sd.質點A的動能在t=4s時最大第四十一頁,共101頁。答案
ab解析由圖可知波源起振后3s質點A開始振動,故波速大小v=
=
=0.3m/s,c錯誤;由圖知波的周期即質點A的振動周期T=4s,故該波的波長λ=vT=1.2m,a正確;因介質中各質點的起振方
向與波源的起振方向相同,故由圖知b正確;由圖知t=4s時質點A處于正向最大位移處,此時質點A
的速度為零、動能為零,故d錯誤。第四十二頁,共101頁。16.(2017上海單科,14)機械波產生和傳播的條件是:①存在一個做振動的波源,②在波源周圍存
在
;機械波傳播的是
和
。答案介質振動形式能量解析機械波是機械振動在介質中的傳播,傳播的是振動形式和能量。第四十三頁,共101頁。17.[2017江蘇單科,12B(2)]野生大象群也有自己的“語言”。研究人員錄下象群“語言”交流
時發出的聲音,發現以2倍速度快速播放錄音時,能聽到比正常播放時更多的聲音。播放速度變
為原來的2倍時,播出聲波的
(選填“周期”或“頻率”)也變為原來的2倍,聲波傳播速
度
(選填“變大”、“變小”或“不變”)。答案頻率不變解析受迫振動的頻率等于驅動力的頻率,故播放速度變為原來的2倍時,播出的聲波的頻率也
變為原來的2倍。聲波的傳播速度取決于傳播的介質,故速度不變。第四十四頁,共101頁。18.[2015天津理綜,9(2)]某同學利用單擺測量重力加速度。①為了使測量誤差盡量小,下列說法正確的是
。A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線C.實驗時須使擺球在同一豎直面內擺動D.擺長一定的情況下,擺的振幅盡量大②如圖所示,在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約1m的單擺。實驗時,由于僅有量程為20
cm、精度為1mm的鋼板刻度尺,于是他先使擺球自然下垂,在豎直立柱上與擺球最下端處于同
一水平面的位置做一標記點,測出單擺的周期T1;然后保持懸點位置不變,設法將擺長縮短一些,
再次使擺球自然下垂,用同樣方法在豎直立柱上做另一標記點,并測出單擺的周期T2;最后用鋼
板刻度尺量出豎直立柱上兩標記點之間的距離ΔL。用上述測量結果,寫出重力加速度的表達式
g=
。
第四十五頁,共101頁。答案①BC②
解析①應選用密度較大且直徑較小的擺球,A錯。在擺動中要盡力保證擺長不變,故應選用不
易伸長的細線,B對。擺動中要避免單擺成為圓錐擺,擺球要在同一豎直面內擺動,C對。擺動中
擺角要控制在5°以內,所以D錯。②設兩次擺動時單擺的擺長分別為L1和L2,則T1=2π
,T2=2π
,則ΔL=
(
-
),因此,g=
。第四十六頁,共101頁。19.[2015重慶理綜,11(2),6分]圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波某時刻的波形圖,質點P
的振動周期為0.4s。求該波的波速并判斷P點此時的振動方向。
答案2.5m/s沿y軸正向解析由波形圖直接看出波長λ=1m,由題意知T=0.4s,所以波速v=
=
m/s=2.5m/s。因為這列波沿x軸正方向傳播,根據波的傳播方向與質點振動方向的關系可知質點P在該時刻振
動方向沿y軸正向。第四十七頁,共101頁。20.[2013山東理綜,37(1),8分]如圖所示,在某一均勻介質中,A、B是振動情況完全相同的兩個波
源,其簡諧運動表達式均為x=0.1sin(20πt)m,介質中P點與A、B兩波源間的距離分別為4m和5
m,兩波源形成的簡諧橫波分別沿AP、BP方向傳播,波速都是10m/s。
①求簡諧橫波的波長。②P點的振動
(增“加強”或“減弱”)。第四十八頁,共101頁。答案①1m②加強解析①設簡諧波的波速為v,波長為λ,周期為T,由題意知T=0.1s①由波速公式v=
②代入數據得λ=1m③②|Δs|=
-
=5m-4m=1m因Δs=λ,所以P點為加強點第四十九頁,共101頁。C組
教師專用題組1.[2015海南單科,16(1),4分](多選)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,
質點P的x坐標為3m。已知任意振動質點連續2次經過平衡位置的時間間隔為0.4s。下列說法
正確的是
。
A.波速為4m/sB.波的頻率為1.25HzC.x坐標為15m的質點在t=0.6s時恰好位于波谷D.x坐標為22m的質點在t=0.2s時恰好位于波峰E.當質點P位于波峰時,x坐標為17m的質點恰好位于波谷第五十頁,共101頁。答案
BDE任意振動質點連續兩次通過平衡位置的過程所用時間為半個周期,即
T=0.4s,T=0.8s,f=
=1.25Hz,選項B正確;由題圖知:該波的波長λ=4m,波速v=
=5m/s,選項A錯誤;畫出t=0.6s時波形圖如圖所示,因15m=3λ+
λ,故x坐標為15m的質點與x=3m處的質點振動情況一樣,即在平衡位置向下振動,選項C錯誤;
畫出t=0.2s時波形圖如圖所示,因22m=5λ+
λ,故x=22m處的質點與x=2m處的質點振動情況一樣,即在波峰位置,選項D正確;因質點P與x=17m處質點平衡位置間距離Δx=14m=3λ+
λ,故兩質點振動步調相反,選項E正確。第五十一頁,共101頁。2.(2016北京理綜,15,6分)如圖所示,彈簧振子在M、N之間做簡諧運動。以平衡位置O為原點,建
立Ox軸。向右為x軸正方向。若振子位于N點時開始計時,則其振動圖象為?()
答案
A振子在N點時開始計時,其位移為正向最大,并按正弦規律變化,故選項A正確。疑難突破簡諧運動是以平衡位置O為位移的起點,確定正方向是突破點。第五十二頁,共101頁。3.(2015北京理綜,15,6分)周期為2.0s的簡諧橫波沿x軸傳播,該波在某時刻的圖象如圖所示,此時
質點P沿y軸負方向運動。則該波
()
A.沿x軸正方向傳播,波速v=20m/sB.沿x軸正方向傳播,波速v=10m/sC.沿x軸負方向傳播,波速v=20m/sD.沿x軸負方向傳播,波速v=10m/s答案
B由質點P沿y軸負方向運動,可知波沿x軸正方向傳播,波速v=
=
=10m/s,B項正確。第五十三頁,共101頁。4.(2014浙江理綜,17,6分)一位游客在千島湖邊欲乘坐游船,當日風浪較大,游船上下浮動??砂?/p>
游船浮動簡化成豎直方向的簡諧運動,振幅為20cm,周期為3.0s。當船上升到最高點時,甲板剛
好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過10cm時,游客能舒服地登船。在一個周期內,
游客能舒服登船的時間是
()A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s答案
C
解法一由題意知,游客舒服登船時間t=
×
×2=1.0s。解法二設振動圖象表達式為y=Asinωt,由題意可知ωt1=
或ωt2=
π,其中ω=
=
πrad/s,解得t1=0.25s或t2=1.25s,則游客舒服登船時間Δt=t2-t1=1.0s。第五十四頁,共101頁。5.(2014浙江理綜,14,6分)下列說法正確的是
()A.機械波的振幅與波源無關B.機械波的傳播速度由介質本身的性質決定C.物體受到的靜摩擦力方向與其運動方向相反D.動摩擦因數的數值跟相互接觸的兩個物體的材料無關答案
B機械波的振幅與波源振幅有關,而機械波的傳播速度由介質決定,A錯B對。物體受到
的靜摩擦力方向與其相對運動趨勢方向相反,并不一定與運動方向相反,C錯。動摩擦因數的數
值跟相互接觸的兩物體的材料有關,選項D錯誤。第五十五頁,共101頁。6.(2013四川理綜,5,6分)圖1是一列簡諧橫波在t=1.25s時的波形圖,已知c位置的質點比a位置的
晚0.5s起振,則圖2所示振動圖象對應的質點可能位于?()
A.a<x<b
B.b<x<cC.c<x<d
D.d<x<e答案
D由題圖1知a、c位置間距離為半個波長,則波從a位置的質點傳播到c位置的質點需要
半個周期的時間,即T=1s。當t=1.25s=
T時,由圖2可以看出該質點正處于從波峰向平衡位置運動的過程中。因c位置的質點比a位置的質點的起振時間晚,故波是沿x軸正向傳播的,結合圖1可
知t=1.25s時處于從波峰向平衡位置運動的質點可能在d、e兩位置之間,故D正確。第五十六頁,共101頁。7.[2013江蘇單科,12B(1)]如圖所示的裝置,彈簧振子的固有頻率是4Hz。現勻速轉動把手,給彈
簧振子以周期性的驅動力,測得彈簧振子振動達到穩定時的頻率為1Hz,則把手轉動的頻率為
。
A.1HzB.3HzC.4HzD.5Hz答案
A因把手每轉動一周,驅動力完成一次周期性變化,即把手轉動頻率即為驅動力的頻
率。彈簧振子做受迫振動,而受迫振動的頻率等于驅動力的頻率,與振動系統的固有頻率無關,
故A正確。第五十七頁,共101頁。8.[2013重慶理綜,11(1),6分]一列簡諧橫波沿直線傳播,某時刻該列波上正好經過平衡位置的兩
質點相距6m,且這兩質點之間的波峰只有一個,則該簡諧波可能的波長為
()A.4m、6m和8mB.6m、8m和12mC.4m、6m和12mD.4m、8m和12m第五十八頁,共101頁。答案
C根據題意,有以下三種情況符合要求:
ab=6m,即
=6m,λ1=12m
cd=6m,即λ2=6m
ef=6m,即
λ3=6m,λ3=4m,故C正確,A、B、D錯誤。第五十九頁,共101頁。9.(2013北京理綜,15,6分)一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波,波速為4m/s。某時刻波形如圖
所示,下列說法正確的是?()
A.這列波的振幅為4cmB.這列波的周期為1sC.此時x=4m處質點沿y軸負方向運動D.此時x=4m處質點的加速度為0答案
D由波動圖象知,波的振幅為2cm,A選項錯誤;波長λ=8m,周期T=
=
s=2s,B選項錯誤;由于波沿x軸正向傳播,由波傳播方向和質點振動方向的關系知,x=4m處質點此時向y軸正方
向運動,C選項錯誤;此時x=4m處的質點處于平衡位置,其加速度為零,D選項正確。第六十頁,共101頁。10.[2014江蘇單科,12B(2)]在“探究單擺的周期與擺長的關系”實驗中,某同學準備好相關實驗
器材后,把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放,同時按下秒表開始計時,當單擺再次回
到釋放位置時停止計時,將記錄的這段時間作為單擺的周期。以上操作中有不妥之處,請對其中
兩處加以改正。答案①應在擺球通過平衡位置時開始計時;②應測量單擺多次全振動的時間,再計算出周期的
測量值。(或在單擺振動穩定后開始計時)解析擺球通過平衡位置時具有較大的速度,此時開始計時,誤差較小。若只測量一次全振動的
時間會產生較大的誤差,而測量多次全振動的時間求平均值可減小誤差。第六十一頁,共101頁。11.[2014重慶理綜,11(2),6分]一豎直懸掛的彈簧振子,下端裝有一記錄筆,在豎直面內放置有一
記錄紙。當振子上下振動時,以速率v水平向左勻速拉動記錄紙,記錄筆在紙上留下如題圖所示
的圖象。y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標。由此圖求振動的周期和振幅。
答案
解析設周期為T,振幅為A。由題意得T=
和A=
。第六十二頁,共101頁。選擇題(每題6分,共60分)1.[2017河北唐山一模,34(1)](多選)如圖所示為一列向左傳播的橫波的圖象,圖中實線表示t時刻
的波形,虛線表示又經Δt=0.2s時刻的波形,已知波長為2m,下列說法正確的是
()
A.波的周期的最大值為2sB.波的周期的最大值為
sC.波的速度的最小值為9m/sD.這列波不能發生偏振現象E.這列波遇到直徑r=1m的障礙物會發生明顯的衍射現象三年模擬A組2015—2017年高考模擬·基礎題組(時間:40分鐘分值:60分)第六十三頁,共101頁。答案
BCE0.2m=
λ,因波向左傳播,則由圖象可知波向左傳播的距離為
λ(n=0、1、2…),所以0.2s=
T(n=0、1、2…),n=0時,周期最大,為Tm=
s,波速最小,為vmin=
=9m/s,所以A錯誤,B、C正確。橫波可以發生偏振現象,D錯誤。因為障礙物的直徑r=1m<λ=2m,則這列
波遇到此障礙物可以發生明顯的衍射現象,E正確。第六十四頁,共101頁。2.[2017安徽江南十校聯考,34(1)](多選)一簡諧機械橫波沿x軸負方向傳播,已知波的波長為8m,
周期為2s,t=1s時刻波形如圖1所示,a、b是波上的兩個質點。圖2是波上某一點的振動圖象。
則下列說法正確的是
()
A.圖2可以表示d質點的振動B.圖2可以表示b質點的振動C.a、b兩質點在t=1.5s時速度大小相同D.該波傳播速度為v=4m/sE.t=0時b質點速度沿y軸正方向第六十五頁,共101頁。答案
ADE
a、b、d三質點中在t=1s時位于平衡位置的是b和d質點,其中d質點向上振動、b
質點向下振動,則圖2可以表示d質點的振動,A項正確,B項錯誤。t=1.5s時的波形圖如圖甲所示,
則知此時a質點速度大于b質點速度,C項錯誤。由圖1可知λ=8m,由圖2可知T=2s,則波速v=
=4m/s,D項正確。t=0時波形如圖乙所示,此時b質點速度沿y軸正方向,E項正確。
第六十六頁,共101頁。3.[2017山西五校四聯,34(1)](多選)沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,兩質點
M、N的橫坐標分別為x1=1.5m和x2=2.5m,t=0時刻質點M的運動方向沿y軸的負方向。若從t=0
時刻開始,經0.25s質點N第一次到達平衡位置,則
()
A.該列波沿x軸負方向傳播B.該列波的周期為1sC.該列波的波速為2m/sD.1s末,質點M的運動方向沿y軸的負方向E.0~1s內,質點N通過的路程等于8cm第六十七頁,共101頁。答案
ACE由t=0時刻質點M的運動方向沿y軸的負方向,可知該列波沿x軸負方向傳播,A項正
確。因經0.25s質點N第一次到達平衡位置,結合題圖可知此段時間內波沿x軸負方向傳播了3m
-2.5m=0.5m=
λ,則0.25s=
,得T=2s,B項錯誤。由圖知λ=4m,則波速v=
=2m/s,C項正確。1s=
,這時質點M的運動方向沿y軸的正方向,D項錯誤。1s=
,0~1s內,質點N通過的路程sN=2A=8cm,E項正確。第六十八頁,共101頁。4.[2017湖北七市3月模擬,34(1)](多選)如圖所示為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖,P是平衡位
置為x=1m處的質點,Q是平衡位置為x=4m處的質點,若質點Q相繼出現兩個波峰的時間間隔為4
s,則下列說法正確的是?()
A.該波的傳播速度v=2m/sB.從圖示計時,若P質點比Q質點先到達波峰,則波的傳播方向沿x軸正向C.P、Q兩質點的振動方向總是相反D.若波沿x軸負向傳播,從圖示計時,至少要經過1.75sP、Q兩質點的位移才能相同E.若波沿x軸正向傳播,從圖示計時,至少要經過0.25sP、Q兩質點的位移才能相同第六十九頁,共101頁。答案
ADE
因質點Q相繼出現兩個波峰的時間間隔為4s,則周期T=4s,由圖知波長λ=8m,波速
v=
=
m/s=2m/s,A正確。若P質點比Q質點先到達波峰,則波的傳播方向沿x軸負向,B錯誤。因為PQ=4m-1m=3m=
λ≠
λ,C項錯誤。若波沿x軸負向傳播,yP=10sin
cm,yQ=10sin
cm,將t=1.75s代入,可得yP=yQ,D正確。若波沿x軸正向傳播,yP=10sin
cm,yQ=10sin
cm,將t=0.25s代入,可得yP=yQ,E正確。第七十頁,共101頁。5.[2017湖南六校聯考,34(1)](多選)彈性介質中波源O沿豎直方向振動產生的振幅為0.1m的簡諧
橫波以速度v=10m/s傳播,M、N為與O在同一直線上的兩質點,它們到O的距離分別為OM=12
m、ON=6m。波源O開始振動一段時間后在MN所在直線上形成的波形如圖所示,波剛好傳到
M點,不計波傳播過程中的能量損失。下列說法正確的是
()
A.此時O點的振動方向向上B.波源的振動頻率為2.5HzC.波傳播到N時,N先向下振動D.M與N的速度方向始終相同E.從O開始振動到此時N質點運動的路程為0.6m第七十一頁,共101頁。答案
BCE由圖可知此時O點的振動方向向下,故A錯誤。由圖知ON=1.5λ,得λ=
=4m,則波源的振動周期T=
=0.4s,振動的頻率f=
=2.5Hz,故B正確。由圖知,波傳播到N時,N先向下振動,故C正確。因為ON=1.5λ,所以N點與O點的振動情況總是相反;因為OM=3λ,所以M點與O點振
動情況總是相同,所以M與N的振動情況總是相反,M與N的速度方向始終相反,故D錯誤。由圖可
知N點已經振動了1.5T,所以運動的路程為s=6A=0.6m,故E正確。第七十二頁,共101頁。6.[2016廣東深圳一調,34(1)](多選)一個質點經過平衡位置O,在A、B間做簡諧運動,如圖(a)所示,
它的振動圖象如圖(b)所示,設向右為正方向,下列說法正確的是
()
A.OB=5cmB.第0.2s末質點的速度方向是A→OC.第0.4s末質點的加速度方向是A→OD.第0.7s末時質點位置在O點與A點之間E.在4s內完成5次全振動第七十三頁,共101頁。答案
ACE由圖(b)可知振幅為5cm,則OB=OA=5cm,A項正確;由圖可知0~0.2s內質點從B向
O運動,第0.2s末質點的速度方向是B→O,B項錯誤;由圖可知第0.4s末質點運動到A點處,則此時
質點的加速度方向是A→O,C項正確;由圖可知第0.7s末時質點位置在O與B之間,D項錯誤;由圖
(b)可知周期T=0.8s,則在4s內完成全振動的次數為
=5,E項正確。評析此題考查機械振動的知識,對于考生來說,屬于簡單題,這種單獨考查機械振動知識的命
題極少。第七十四頁,共101頁。7.[2016湖北孝感調研,34(1)](多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,周期為T。在t=0時的波形如
圖所示,波上有P、Q兩點,其縱坐標分別為yP=2cm,yQ=-2cm,下列說法中正確的是
()
A.P點的振動形式傳到Q點需要
B.P、Q在振動過程中,位移的大小總相等C.在
內,P點通過的路程為20cmD.經過
,Q點回到平衡位置E.在相等時間內,P、Q兩點通過的路程相等第七十五頁,共101頁。答案
ABE由圖看出,P、Q兩點所對應的平衡位置間的距離等于半個波長,因簡諧橫波傳播
過程中,在一個周期內傳播一個波長,則P點的振動形式傳到Q點需要半個周期
,P、Q兩點的振動情況總是相反,所以在振動過程中,它們的位移大小總是相等,故A、B正確。若圖示時刻P點
在平衡位置或最大位移處,在
T內,P點通過的路程為:s=5A=5×4cm=20cm,而實際上圖示時刻,P點不在平衡位置或最大位移處,所以在
T內,P點通過的路程不是20cm,故C錯誤。圖示時刻,Q點向下運動,速度減小,所以從圖示位置運動到波谷的時間大于
,再從波谷運動到平衡位置的時間為
,所以經過
T,Q點沒有回到平衡位置,故D錯誤。由于P、Q兩點的振動步調總是相反,所以在相等時間內,P、Q兩點通過的路程相等,故E正確。第七十六頁,共101頁。8.[2015河北石家莊3月調研,34(1)](多選)如圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,圖乙為介
質中x=2m處的質點P以此時刻為計時起點的振動圖象。下列說法正確的是?()
甲乙
A.這列波的傳播方向是沿x軸正方向B.這列波的傳播速度是20m/sC.經過0.15s,質點P沿x軸的正方向傳播了3mD.經過0.1s,質點Q的運動方向沿y軸正方向E.經過0.35s,質點Q距平衡位置的距離小于質點P距平衡位置的距離第七十七頁,共101頁。答案
ABE由甲、乙兩圖可知,該波向x軸正方向傳播,A正確;由圖甲知波長λ=4m,由圖乙知
周期T=0.2s,則波速v=
=
m/s=20m/s,B正確;質點不隨波遷移,只在其平衡位置附近振動,C錯;經過0.1s=
T,質點Q的運動方向沿y軸負方向,D錯;經過0.35s=1
T,質點P到達波峰,而質點Q在波谷與平衡位置之間,故E正確。第七十八頁,共101頁。9.[2015河北正定模擬,34(1)](多選)如圖所示,有一列減幅傳播的簡諧橫波,x=0與x=75m處的A、
B兩個質點的振動圖象分別如圖中實線與虛線所示。則這列波的
()
A.A點處波長是10cm,B點處波長是5cmB.周期一定都是2×10-2sC.t=0.0125s時刻,兩質點的振動速度方向相反D.傳播速度一定是600m/sE.A質點的振幅是B質點的振幅的2倍第七十九頁,共101頁。答案
BCE由A、B兩質點的振動圖象可知兩質點的周期均為2×10-2s,所以B項正確;再由振動
圖象知t=0時,質點A在平衡位置且向上振動,B處在波峰,則有75m=
λ+nλ(n=0、1、2、3…),解得λ=
m(n=0、1、2、3…),所以A項錯;在t=0.0125s=
T時,質點A向下振動,B向上振動,所以C項正確;波的傳播速度v=
=
m/s(n=0、1、2、3…),有多種可能,D項錯;由圖可知質點A的振幅為10cm,質點B的振幅為5cm,所以E項正確。第八十頁,共101頁。10.[2015河北保定4月模擬,34(1)](多選)如圖所示,圖甲為一列簡諧橫波在t=0.50s時的波形圖象,
P點是距平衡位置2.5cm的質點,圖乙是Q點的振動圖象。以下說法正確的是?()
A.0.05s時質點Q具有最大的加速度和位移B.0.05s時質點P的速度正在減小,加速度正在增大C.這列簡諧橫波的波速為15m/sD.這列波的傳播方向為+x方向E.從0.60s到0.90s,質點P通過的路程為30cm第八十一頁,共101頁。答案
ACE由圖乙可知0.05s時,Q質點在正向最大位移處,具有最大的加速度,A正確。由題
給條件可畫出0.05s時波動圖象如圖所示:
再由甲、乙兩圖分析可知波向x軸負方向傳播,則可知此時質點P的速度在增大,加速度在減
小,B、D錯。由圖甲知波長λ=3m,由圖乙知周期T=0.20s,則波速v=
=15m/s,C正確。因Δt=0.9s-0.6s=0.3s=1.5T,則質點P通過的路程s=1.5×4×5cm=30cm,E正確。第八十二頁,共101頁。一、選擇題(每題6分,共36分)1.[2017河北冀州2月模擬,34(1)](多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t時刻波形圖如圖中的實
線所示,此時波剛好傳到P點,t+0.6s時刻的波形如圖中的虛線所示,a、b、c、P、Q是介質中的
質點,則下列說法正確的是?()
A.這列波的波速可能為50m/sB.質點a在這段時間內通過的路程一定小于30cmC.質點c在這段時間內通過的路程可能為60cmD.若周期T=0.8s,則在t+0.5s時刻,質點b、P的位移相同E.若周期T=0.8s,從t+0.4s時刻開始計時,則質點c的振動方程為y=0.1sin
(m)B組2015—2017年高考模擬·綜合題組(時間:40分鐘分值:60分)第八十三頁,共101頁。答案
ACD由波形圖可知波長λ=40m,且0.6s=nT+
T(n=0,1,2,…),解得周期T=
s(n=0,1,2,…),當n=0時,T=0.8s,波速v=
=50m/s,選項A正確。由傳播方向沿x軸正方向可知質點a在t時刻向上運動,當n=0時,T=0.8s,則質點a在0.6s內通過的路程小于30cm,當n=1時,T=
s,質點a在0.6s內通過的路程大于30cm,選項B錯誤。若n=1,則T=
s,波傳播到c點所用時間為
T,0.6s=
,質點c振動的時間為
T-
T=
T,故在這段時間內質點c通過的路程為6A=60cm,選項C正確。若T=0.8s,在t+0.5s時刻,質點b、P的位移均為負值,大小相等,選項D正確。若T=0.8s,從t+0.
4s時刻開始計時,則質點c的振動方程為y=0.1sin
(m),選項E錯誤。規律總結①參與波動的質點的振動方程y=Asin(ωt+φ)。②波動時質點不隨波遷移只在其平衡位置附近振動,每經一個周期T,波向前傳播一個波長。第八十四頁,共101頁。2.[2017河南六市一聯,34(1)](多選)某橫波在介質中沿x軸傳播,圖甲為t=0.75s時的波形圖,圖乙
為P點(x=1.5m處的質點)的振動圖象,那么下列說法正確的是
()
A.該波向左傳播,波速為2m/sB.質點L與質點N的運動方向總相反C.t=1.0s時,質點P處于平衡位置,并正在往y軸正方向運動D.在0.5s時間內,質點P向右運動了1mE.若該波波長越大,則容易發生明顯的衍射第八十五頁,共101頁。答案
ABE由乙圖可知T=2s,且P質點在0.75s時向y軸負方向運動,結合甲圖可知該波向左傳
播,由圖甲知λ=4m,則波速v=
=2m/s,A項正確。由圖甲可知,質點L和質點N的平衡位置相距
λ,則質點L與質點N的運動方向總相反,B項正確。由圖乙可知t=1.0s時,質點P處于平衡位置,并
正在往y軸負方向運動,C項錯誤。波動過程中各質點只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波
遷移,D項錯誤。由發生明顯衍射現象的條件可知,E項正確。規律總結波動圖象表示同一時刻不同質點的位移情況。振動圖象表示同一質點不同時刻的
位移情況。第八十六頁,共101頁。3.[2017湖南長沙四縣3月模擬,34(1)](多選)一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖如圖實線所示,從
此刻起,經0.2s波形圖如圖虛線所示,若波傳播的速度為5m/s,則?()
A.這列波沿x軸正方向傳播B.t=0時刻質點a沿y軸正方向運動C.若此波遇到另一列簡諧橫波并發生穩定的干涉現象,則該波所遇到的簡諧橫波頻率為1.25HzD.x=2m處的質點的位移表達式為y=0.4sin(2.5πt+π)(m)E.從t=0時刻開始質點a經0.4s通過的路程為0.8m第八十七頁,共101頁。答案
CDE由圖可知波長λ=4m,經0.2s向前傳播的距離s=vt=1m=
λ,可知波沿x軸負方向傳播,則t=0時刻質點a沿y軸負方向運動,A、B項錯誤。由v=λf,得f=
=1.25Hz,由發生穩定的干涉現象的條件可知,C項正確。由y=Asin(ωt+φ0),可知x=2m處的質點的位移表達式為y=0.4sin(2.5
πt+π)(m),D項正確。T=
=0.8s,而0.4s=
,則從t=0時刻開始質點a經0.4s通過的路程為2A=0.8m,E正確。溫馨提示質點振動的位移表達式y=Asin(ωt+φ0)。振動時間為(2n+1)
(n=0,1,2,…)時,質點對應的路程為(2n+1)·2A(n=0,1,2,…)。第八十八頁,共101頁。4.(2017天津和平質量調查,3)如圖所示,兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播,兩波源分
別位于x=-0.2m和x=1.2m處,兩列波的速度大小均為v=0.4m/s,兩波源的振幅均為A=2cm。圖示
為t=0時刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示),該時刻平衡位置位于x=0.2m和x=0.8m的P、Q兩
質點剛開始振動,另有一質點M,平衡位置處于x=0.5m處。關于各質點運動情況的判斷正確的
是
()
A.兩波源的起振方向均沿y軸正方向B.t=0時刻質點P、Q均沿y軸正方向運動C.t=0.75s時刻,質點P、Q都運動到x=0.5m處D.t=1s時刻,質點M的位移為-4cm第八十九頁,共101頁。答案
D由圖可知兩波前端的質點P和Q的振動方向均沿y軸負方向,則兩波源的起振方向均
沿y軸負方向,A、B項錯誤。在波動過程中各質點只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷
移,C項錯誤。t=1s時,兩列波運動的距離均為s=0.4×1m=0.4m,則知此時兩列波的波谷均恰好運
動到M質點處,則質點M的位移為-2A=-4cm,D項正確。規律總結波動過程,就是后一個質點在復制前一個質點的運動過程,參與波動的質點只在各自
平衡位置附近振動,并不隨波遷移。波向前傳遞的是運動形式、能量和信息,且每經一個周期向
前傳播一個波長。第九十頁,共101頁。5.[2015湖北八校二聯,34(1)](多選)下列說法
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