《高考物理总复习 选考部分 专题十六 机械振动与机械波习题课件2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习 选考部分 专题十六 机械振动与机械波习题课件2（106页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十六 机械振动与机械波,高考物理 (课标专用),1.2017课标,34(1),5分(多选)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚 线为t=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波,下列说法正确的是 ( ) A.波长为2 m B.波速为6 m/s C.频率为1.5 Hz,五年高考,A组 统一命题课标卷题组,D.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰 E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置,答案 BCE 由题图可知,该波波长=4 m,选项A错误;T0.5 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
2、=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。,2.2016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
3、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、
4、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。,方法技巧 判断在波的传播方向上两质点的运动情况,可求出两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,确定两质点的位置。,评析 本题考查机械振动与机械波的相关知识,明确在波的传播过程中各质点的振动方向与波 的传播方向间的关系以及波的周期性是解题的关键。,3.2016课标,34(1),5分(多选)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着 海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间
5、间隔 为15 s。下列说法正确的是 ( ) A.水面波是一种机械波 B.该水面波的频率为6 Hz C.该水面波的波长为3 m D.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去 E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移,答案 ACE 水面波是一种机械波,传播过程中各质点只在平衡位置上下往复运动,不随波的传 播而迁移,因此水面波不会将该同学推向岸边,故D错,A、E均正确。由题意可知该波的周期T= s= s,频率f= =0.6 Hz,波长=vT=1.8 m=3 m,故B错、C正确。,易错点拨 第1个波峰到第10个波峰之间经历了9个周期的时间,而不是10个周期
6、。,4.2014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 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
7、运动的路程xP= 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。,解题关键 根据x=1.5 m处质点的振动图像读出t=2 s时刻该质点的振动方向,从而由波动图像判 断波的传播方向。根据v= 求波速。根据波形成的条件和特点分析各质点的振动情况。,总结归纳 波动图像与振动图像结合的题目,应先从波动图像中读出波长,由波动图像上某质点 的振动图像读出周期及此点在波动图像对应时刻的振动方向,结合波动图像可知波传播方向,由
8、v= 可得波速。,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(国际单位制),E正确。,解题技巧 简谐
9、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,1T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。,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
10、 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。,解题关键 两列波相遇,介质中质点的位移等于两列波分别引起的位移的叠加,且两列波互不影 响,仍具有各自的振动规律,振动加强点和减弱点也做简谐运动。,易错点拨 振动加强点和振动减弱点分别做振幅为|A1+A2|和|A1-A2|的简谐运动,离开平衡位置的 位移并不是固定不变的。,7.2013课标,34(1),6分,0.511(多选)如图,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相
11、邻两 点的间距依次为2 m、4 m和6 m。一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达 质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3 s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是 ( ) A.在t=6 s时刻波恰好传到质点d处 B.在t=5 s时刻质点c恰好到达最高点 C.质点b开始振动后,其振动周期为4 s D.在4 st6 s的时间间隔内质点c向上运动 E.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动,答案 ACD 波由a到d匀速传播,v=2 m/s,t= = =6 s,A项正确。第一个波峰在t1=3 s时产 生于a点,再经t2= = =3 s到达c点,共计t=t1+t2=
12、6 s,B项错误。a点从向下起振至到达最高点 用时3 s,可知 T=3 s,即T=4 s,则b点的振动周期也为4 s,C项正确。波经t2= =3 s到达c点,说明此 时c点开始从平衡位置向下振动,再经 =1 s,共计4 s到达最低点,再经 =2 s可到达最高点,故在4 st6 s的时间内点c向上运动,D项正确。因=vT=8 m,而db=10 m=1 ,并不是 或 的奇数 倍,故E项说法错误。,审题技巧 t=0时波到达a处,a由平衡位置开始向下振动,表明所有质点的起振方向均向下。,解题关键 抓住波在同一介质中是匀速传播的,由t= 可求出波传播的时间。各个质点的起振 方向都与波源的起振方向相同。,
13、8.2017课标,34(1),5分如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐运动的点波源S1(0,4)和S2(0,- 2)。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,-2)的路程差为 m,两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互 (填“加 强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互 (填“加强”或“减弱”)。,答案 2 减弱 加强,解析 A到两波源的距离差为AS1-AS2= m-8 m=2 m。由图(b)或图(c)得T=2 s,得 =vT=2 m,因BS1-BS2= m- m=0,而两波源振动步调相反,故B点 振
14、动减弱;同理,CS1-CS2=(4-0.5) m-0.5-(-2) m=1 m,恰好为半个波长,故C点振动加强。,9.2013课标,34(1),5分,0.43如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块 是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A0,周期为T0。当 物块向右通过平衡位置时,a、b之间的粘胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则 A A0(填“”、“”、“”或“=”)。,答案 (3分) (2分),解析 当物块向右通过平衡位置时,脱离前: 振子的动能Ek1= (ma+mb) 脱离后振子的动能Ek2= ma 由机械能守恒可知,
15、平衡位置处的动能等于最大位移处的弹性势能,因此脱离后振子振幅变小; 由弹簧振子的周期T=2 知,脱离后周期变小。,审题技巧 b脱离后,弹簧振子系统总的机械能减小,振幅减小,振子质量减小,周期T减小。,解题关键 弹簧不变时,弹簧振子系统的机械能与振幅有关,机械能越大,振幅越大;根据弹簧振 子简谐运动周期公式T=2 分析周期的变化。,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
16、,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。,答案 见解析,解析 ()设振动周期为T。由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的 是 个周期,由此可知 T=4 s 由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长,且波沿x轴正向传播,O在t= s时回到平衡位置,而A在t =1 s时回到平衡位置,时间相差 s。两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度 v=7.5 cm/s 利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长 =30 cm ()设质点O的位移随时间变化的关系为 y=A cos 将式及题给条件代入上式得 ,解得 0= ,A=8 cm 质点O的位移随时间变化的关系式为 y=0.08 cos (国际单位制) 或y=0.08 sin (国际单位制),解题方法 机械波中的各质点都在做简谐运动,简
