《2019版高考物理一轮复习 专题十六 机械振动和机械波课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理一轮复习 专题十六 机械振动和机械波课件（129页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十六 机械振动和机械波,高考物理 (课标专用),考点一 机械振动 1.2014课标,34(1),6分,0.571(多选)图(a)为一列简谐横波在t=2 s时的波形图,图(b)为媒质中平衡位置在x=1.5 m处的质点的振动图像,P是平衡位置为x=2 m的质点。下列说法正确的是 ( )A.波速为0.5 m/s,五年高考,A组 统一命题课标卷题组,B.波的传播方向向右 C.02 s时间内,P运动的路程为8 cm D.02 s时间内,P向y轴正方向运动 E.当t=7 s时,P恰好回到平衡位置,答案 ACE 由图(a)可知,波长=2 m,由图(b)可知周期T=4 s,则波速v= =0.5 m/s,A
2、正确。t=2 s时,x=1.5 m处的质点振动方向向下,则波向左传播,B错。02 s时间内P质点运动的路程sP= 4A=8 cm,C项正确。02 s内P质点向y轴负方向运动,D项错。t=0时P质点位于正向最大位移 处,故P质点达到平衡位置的时刻为t=(2n+1) (n=0,1,2),则n=3时,t=7 s,P恰好回到平衡位置,E 项正确。,考查点 振动图像、波动图像,思路分析 从振动图像中找出x=1.5 m处质点在t=2 s时的振动方向,利用波动图像中x=1.5 m 处的振动方向判定波的传播方向。 通过(a)、(b)两图像分别读出波长、周期T、振幅A,进而求出波速v= 、质点P运动的路程 等。
3、,易错警示 本题很容易出现审题错误,误把x=1.5 m处的振动图像认为是P点的振动图像。,2.2014课标,34(1),5分,0.374(多选)图(a)为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡 位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图(b)为质点Q的振动图像。下列说 法正确的是 ( )A.在t=0.10 s时,质点Q向y轴正方向运动 B.在t=0.25 s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播了6 m D.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm E.质点Q简谐
4、运动的表达式为y=0.10 sin 10t(国际单位制),答案 BCE 由图(a)得=8 m,由图(b)得T=0.2 s,所以v= =40 m/s。由图(b)知,在t=0.10 s时,质 点Q通过平衡位置向y轴负方向运动,A错误。结合图(a),由“同侧法”判得波沿x轴负方向传 播,画出t=0.25 s时的波形图,标出P、Q点,如图,此时P点在x轴下方,其加速度向上,B正确。t= 0.25 s-0.10 s=0.15 s,x=vt=6 m,C正确。P点起始位置不在平衡位置或最大位移处,故D错 误。由图知A=0.10 m,= =10 rad/s,所以Q点简谐运动表达式为y=0.10 sin 10t
5、(国际单位 制),E正确。,解题技巧 简谐运动表达式y=Asin t中,= 。,易错点拨 波动图像上的每个质点都在各自位置沿y轴方向做简谐运动,并不随波迁移,T时间 内振动路程为4A, 时间内振动路程为2A, 时间内振动路程可能等于A,可能大于A,也可能小 于A。,考点二 机械波,3.2018课标,34(1),5分(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别 如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T0.20 s。下列说法正确的是 ( )A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 m C.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷 D.x=0.08 m的
6、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,答案 ACE 本题考查机械振动和机械波的综合应用。由图像可知,该波的波长=16 cm=0.1 6 m,选项B错误;t=nT+ T(n=0,1,2,),可得T= 0.20 s,即 0.20 s,解得n=0,T=0.40 s, 波速v= = m/s=0.40 m/s,选项A正确;t1=0.70 s=T+ T,即从t=0时刻开始到t=0.70 s时刻,x= 0.08 m的质点振动了T+ T,则可知 t=0.70 s 时,该质点位于波谷,选项C正确;t2=0.12 s= T0.5
7、s,则由题图知波在0.5 s内沿x轴正 方向传播的距离为 ,传播时间t= T=0.5 s,T= s,频率f= =1.5 Hz,选项C正确;波速v= =6 m/ s,选项B正确;1 s= T,t=1 s时,x=1 m处的质点处于波谷,选项D错误;2 s=3T,t=2 s时,x=2 m处的质 点经过平衡位置,选项E正确。,关联知识 (1)波长、波速、周期间的关系。 (2)由波形图和波的传播方向确定一段时间内波的传播距离与波长的关系,进而求出波的周 期。,5.2016课标,34(1),5分(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振 动的频率为20 Hz,波速为16 m/s。已知介
8、质中P、Q两质点位于波源S的两侧,且P、Q和S的平 衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m。P、Q开始振动后,下列判断正确的是 ( ) A.P、Q两质点运动的方向始终相同 B.P、Q两质点运动的方向始终相反 C.当S恰好通过平衡位置时,P、Q两点也正好通过平衡位置 D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰 E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰,答案 BDE 由波速公式:v=f得= =0.8 m,LSP= =19 ,LSQ= =18 ,由波动的周期 性,采用“去整留零”的方法,可在波形图上标出S、P、Q三点的位置,如图所示,由图可
9、知,P、 Q两点的运动方向始终相反,A项错误,B项正确;S在平衡位置时,P、Q一个在波峰,一个在波谷, C项错误;当S恰通过平衡位置向上运动时,P在波峰,Q在波谷,反之则相反,故D、E项正确。,考查点 波的传播特点,方法技巧 判断在波的传播方向上质点的运动情况,可求出质点平衡位置和波源间的距离与 波长的关系,采用“去整留零”的方法,画出某时刻的波形图,确定质点的位置。,解题关键 理解波传播方向与振动方向之间的关系。 理解波在传播过程中空间上的重复性。,6.(2014大纲全国,18,6分)(多选)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相 遇。下列说法正确的是 ( ) A.波峰与波谷
10、相遇处质点的振幅为|A1-A2| B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2 C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅,答案 AD 两列振动方向相同的相干波相遇叠加,在相遇区域内各质点仍做简谐运动,其振 动位移在0到最大值之间,B、C项错误。在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差,在波 峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和,故A、D项正确。,考查点 波的叠加、波的干涉,思路分析 波峰与波峰的相遇点是加强点,波峰与波谷的相遇点是减弱点。加强点与减弱点 位置都是确定的。加强点振幅是A1+A2
11、,不是位移一直保持A1+A2;减弱点振幅是|A1-A2|,不是位 移一直是|A1-A2|。,易错警示 加强点的位移也有为零的时候,所以不能说加强点位移一定大于减弱点位移。,7.2018课标,34(1),5分声波在空气中的传播速度为340 m/s,在钢铁中的传播速度为4 900 m/ s。一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另 一端的时间之差为1.00 s。桥的长度为 m。若该声波在空气中的波长为,则它在钢 铁中的波长为的 倍。,答案 365,解析 本题考查声波的传播。 设桥长为x,则有 - =1.00 s,解得:x=365 m。波在不同介质中传播时,频率
12、不变, 由= ,有钢= = 。,关联知识 机械波的传播特点 机械波在不同介质中传播时,其频率只决定于波源的振动频率,与介质无关;传播速度与介质有 关。,8.2017课标,34(1),5分如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4 m)和S2 (0,-2 m)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波 从波源传播到点A(8 m,-2 m)的路程差为 m,两列波引起的点B(4 m,1 m)处质点的振动 相互 (填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5 m)处质点的振动相互 (填“加强” 或“减弱”)。,答案 2 减弱 加强,解
13、析 本题考查波的干涉。若两波源同相,在干涉区域内,波程差x=n(n=0,1,2,)的点振动 加强,波程差为x=(2n+1) (n=0,1,2,)的点振动减弱。若两相干波源反相,在干涉区域内,波 程差x=n(n=0,1,2,)的点振动减弱,波程差x=(2n+1) (n=0,1,2,)的点振动加强。本题中 两波源反相,A到两波源的距离差为AS1-AS2= m-8 m=2 m。由图(b)和图(c)得T =2 s,则=vT=2 m,因BS1-BS2=0,故B点振动减弱。CS1-CS2=1 m,恰好为半个波长,故C点振动加 强。,9.2018课标,34(2),10分一列简谐横波在t= s时的波形图如图(
14、a)所示,P、Q是介质中的两 个质点。图(b)是质点Q的振动图像。求 ()波速及波的传播方向; ()质点Q的平衡位置的x坐标。,答案 ()18 cm/s 沿x轴负方向传播 ()xQ=9 cm,解析 本题考查机械振动、机械波。 ()由图(a)可以看出,该波的波长为 =36 cm 由图(b)可以看出,周期为 T=2 s 波速为 v= =18 cm/s 由图(b)知,当t= s时,质点Q向上运动,结合图(a)可得,波沿x轴负方向传播。 ()设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xP、xQ。由图(a)知,x=0处y=- =A sin (-30),因此 xP= =3 cm 由图(b)知,在t=0时质点Q处于
15、平衡位置,经t= s,其振动状态向x轴负方向传播至P点处,由此 及式有 xQ-xP=vt=6 cm,由式得,质点Q的平衡位置的x坐标为 xQ=9 cm,疑难解析 振动图像与波动图像的综合 由振动图像确定Q质点 s时的振动方向,再由“带动法”判断波的传播方向。 经过时间t= s,波传播的距离x=vt,说明Q点的振动状态向x轴负方向传播到P点处。 由振动方程y=A sin 且y=- 得=-30。 由v= = ,得出x。,10.2016课标,34(2),10分一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10 cm。O和A 是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5 cm处的两个质点。t=0时开始观测,此时质点O的位移为 y=4 cm,质点A处于波峰位置;t= s时,质点O第一次回到平衡位置,t=1 s时,质点A第一次回到平 衡位置。求 ()简谐波的周期、波速和波长; ()质点O的位移随时间变化的关系式。,
