2018年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題13機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波講學(xué)案.docx

專題13 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波本專題解決兩大類問題：一是機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波；二是光和電磁波作為選修模塊之一，每年高考試題中都獨(dú)立于其他模塊而單獨(dú)命題，考試說明中除對(duì)波的圖象、波速公式的應(yīng)用和折射率要求較高外，其它內(nèi)容要求都較低，命題方式仍然是小題的拼盤高考對(duì)本部分內(nèi)容考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：波的圖象；波長(zhǎng)、波速和頻率及其相互關(guān)系；光的折射及全反射；光的干涉、衍射及雙縫干涉實(shí)驗(yàn)；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及振動(dòng)圖象；電磁波的有關(guān)性質(zhì)機(jī)械波是高中物理的一個(gè)比較重要的知識(shí)，也是每年高考的必考內(nèi)容， 高考中的熱點(diǎn)內(nèi)容主要包括振動(dòng)和波的關(guān)系；波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系；波的圖象及其應(yīng)用等. 高考中機(jī)械波相關(guān)試題的特點(diǎn)是:(1)試題容量大、綜合性強(qiáng)，一道題往往要考查多個(gè)概念或多個(gè)規(guī)律；(2)用圖象考查理解能力和推理能力，特別是對(duì)波的圖象的理解和應(yīng)用。本章所占的分值約為全卷總分的5%，個(gè)別年份將達(dá)到10 %以上,因此要認(rèn)真對(duì)待，熟練掌握相關(guān)內(nèi)容。一、機(jī)械振動(dòng)1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性(1)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn)時(shí)，位移x、回復(fù)力F、速度v、加速度a、動(dòng)能Ek、勢(shì)能Ep的大小都相等，其中回復(fù)力F、加速度a與位移x方向相反，速度與位移x的方向可能相同，也可能相反(2)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)通過關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩段等長(zhǎng)線段的時(shí)間相等2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性(1)周期性：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移x、速度v、加速度a、回復(fù)力F、動(dòng)能Ek和勢(shì)能Ep都隨時(shí)間作周期性變化，x、v、a、F的變化周期為T，Ek和Ep的變化周期為.(2)質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的一個(gè)周期內(nèi)通過的路程s4A(A為振幅)，半個(gè)周期內(nèi)通過的路程s2A.但從不同時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的四分之一周期內(nèi)，路程不一定等于振幅A.二、機(jī)械波1波長(zhǎng)、波速與頻率(周期)的關(guān)系 vf波的頻率(周期)等于振源的頻率(周期)，與介質(zhì)無關(guān)，波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率(周期)是不變的；波在介質(zhì)中的傳播速度v由介質(zhì)的性質(zhì)決定；波長(zhǎng)等于波在一個(gè)周期內(nèi)向外傳播的距離，其大小取決于波的頻率及介質(zhì)的性質(zhì)(波速v)波速也可用公式v計(jì)算，其中x為t時(shí)間內(nèi)波沿傳播方向傳播的距離2振動(dòng)圖象與波的圖象的比較振動(dòng)圖象反映了一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移x(位置坐標(biāo))隨時(shí)間t變化的關(guān)系，波動(dòng)圖象反映了一系列質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻相對(duì)其平衡位置的位移隨質(zhì)點(diǎn)的平衡位置變化的關(guān)系；由振動(dòng)圖象可確定周期T、振幅A、各時(shí)刻的位移及速度方向，由波動(dòng)圖象可確定波長(zhǎng)、振幅A、波峰和波谷的位置、各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置及速度方向(結(jié)合傳播方向)注意：(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與其在介質(zhì)中的傳播形成的簡(jiǎn)諧波的振幅、頻率均相同(2)簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的圖象均為正弦(或余弦)曲線(3)振動(dòng)和波動(dòng)的圖象中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷方法不同3波的干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，而且振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相隔開，這種現(xiàn)象叫波的干涉路程差x(n0,1,2)的點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)；路程差xn(n0,1,2)的點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)4波的衍射：波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象發(fā)生明顯衍射的條件是，波長(zhǎng)大于障礙物、小孔的尺寸或差不多三、振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象問題1由振動(dòng)圖象判定質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的振動(dòng)方向振動(dòng)圖象中質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的振動(dòng)方向可根據(jù)下一個(gè)時(shí)刻(遠(yuǎn)小于)質(zhì)點(diǎn)的位移(位置坐標(biāo))確定，也可根據(jù)圖象中該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的曲線斜率的正負(fù)確定2波動(dòng)圖象中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向(1)“上下坡法”：將波形想象成一段坡路，沿著波傳播的方向看，位于“上坡”處的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下，位于“下坡”處的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上(2)微平移法：波的傳播過程其實(shí)是波形沿傳播方向的平移，作出微小時(shí)間t后的波形，可確定各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)t后到達(dá)的位置，由此可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向3振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象結(jié)合解答振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象結(jié)合的問題，應(yīng)注意兩種圖象意義的理解，波動(dòng)圖象是某時(shí)刻一系列質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況的反映，振動(dòng)圖象是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的振動(dòng)情況的反映；其次要從一種圖象中找到某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)信息，由此結(jié)合題設(shè)條件及相應(yīng)的振動(dòng)或波動(dòng)規(guī)律推導(dǎo)另一種圖象的相關(guān)情況考點(diǎn)一機(jī)械振動(dòng)例1【2017天津卷】手持較長(zhǎng)軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡(jiǎn)諧波沿繩水平傳播，示意如圖。繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P，且O、P的平衡位置間距為L(zhǎng)。t=0時(shí)，O位于最高點(diǎn)，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(jiǎn)諧波是縱波B該簡(jiǎn)諧波的最大波長(zhǎng)為2LC時(shí)，P在平衡位置上方D時(shí)，P的速度方向豎直向上【答案】C【變式探究】(多選)如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)以豎直向上為正方向，物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y0.1sin(2.5t)m.t0時(shí)刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t0.6 s時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度取重力加速度的大小g10 m/s2.以下判斷正確的是()ah1.7 mb簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8 sc0.6 s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是0.2 mdt0.4 s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反答案ab【變式探究】在科學(xué)研究中，科學(xué)家常將未知現(xiàn)象同已知現(xiàn)象進(jìn)行比較，找出其共同點(diǎn)，進(jìn)一步推測(cè)未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問題時(shí)，曾將扭秤的振動(dòng)周期與電荷間距離的關(guān)系類比單擺的振動(dòng)周期與擺球到地心距離的關(guān)系已知單擺擺長(zhǎng)為l，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，擺球到地心的距離為r，則單擺振動(dòng)周期T與距離r的關(guān)系式為()AT2r BT2rCT DT2l解析由單擺周期公式T2及黃金代換式GMgr2，得T2r.答案B考點(diǎn)二機(jī)械波例2【2017北京卷】某彈簧振子沿x軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示，下列描述正確的是At=1 s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值Bt=2 s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值Ct=3 s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零Dt=4 s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值【答案】A【變式探究】周期為2.0 s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖象如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波()A沿x軸正方向傳播，波速v20 m/sB沿x軸正方向傳播，波速v10 m/sC沿x軸負(fù)方向傳播，波速v20 m/sD沿x軸負(fù)方向傳播，波速v10 m/s解析已知P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向，可知波沿x軸正方向傳播；由波的圖象可知20 m，又T2.0 s，則波速v10 m/s.故B選項(xiàng)正確答案B【變式探究】平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌?橫波)，在波的傳播方向上有相距3 m的甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動(dòng)，測(cè)得兩小木塊每分鐘都上下30次,甲在波谷時(shí)，乙在波峰，且兩木塊之間有一個(gè)波峰這列水面波()A頻率是30 Hz B波長(zhǎng)是3 mC波速是1 m/s D周期是0.1 s解析由題意知T s2 s，f0.5 Hz，A、D錯(cuò)誤；3 m，則2 m，B錯(cuò)誤；由v m/s1 m/s，所以C正確答案C考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)：探究單擺的運(yùn)動(dòng)用單擺測(cè)定重力加速度例3某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度為了使測(cè)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(zhǎng)的細(xì)線C實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)D擺長(zhǎng)一定的情況下，擺的振幅盡量大如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長(zhǎng)約1 m的單擺實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于僅有量程為20 cm、精度為1 mm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(biāo)記點(diǎn)，測(cè)出單擺的周期T1；然后保持懸點(diǎn)位置不變，設(shè)法將擺長(zhǎng)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(biāo)記點(diǎn)，并測(cè)出單擺的周期T2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離L.用上述測(cè)量結(jié)果，寫出重力加速度的表達(dá)式g_答案BC【變式探究】用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示組裝單擺時(shí)，應(yīng)在下列器材中選用_(選填選項(xiàng)前的字母)A長(zhǎng)度為1 m左右的細(xì)線B長(zhǎng)度為30 cm左右的細(xì)線C直徑為1.8 cm的塑料球D直徑為1.8 cm的鐵球測(cè)出懸點(diǎn)O到小球球心的距離(擺長(zhǎng))L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則重力加速度g_(用L、n、t表示)下表是某同學(xué)記錄的3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了部分計(jì)算處理.組次123擺長(zhǎng)L/cm80.0090.00100.0050次全振動(dòng)時(shí)間t/s90.095.5100.5振動(dòng)周期T/s1.801.91重力加速度g/(ms2)9.749.73請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中的T_s，g_m/s2.用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出T2L圖象，也可以求出重力加速度g.已知三位同學(xué)做出的T2-L圖線的示意圖如圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點(diǎn),圖線b對(duì)應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹祫t相對(duì)于圖線b，下列分析正確的是_(選填選項(xiàng)前的字母)A出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)LB出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次C圖線c對(duì)應(yīng)的g值小于圖線b對(duì)應(yīng)的g值某同學(xué)在家里測(cè)重力加速度他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個(gè)單擺，如圖所示，由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺，于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記，使得懸點(diǎn)O到A點(diǎn)間的細(xì)線長(zhǎng)度小于刻度尺量程保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長(zhǎng)度不變，通過改變O、A間細(xì)線長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)O、A間細(xì)線的長(zhǎng)度分別為l1、l2時(shí)，測(cè)得相應(yīng)單擺的周期為T1、T2.由此可得重力加速度g_(用l1、l2、T1、T2表示)解析單擺模型需要滿足的兩個(gè)基本條件是擺線長(zhǎng)遠(yuǎn)大于小球的直徑和小球的密度越大越好所以應(yīng)選A、D.由T，T2得gT s2.01 sg m/s29.76 m/s2，b圖線為正確圖線，a圖線與b圖線相比，測(cè)量的周期相同時(shí),擺長(zhǎng)短，說明測(cè)量擺長(zhǎng)偏小,A錯(cuò)誤；c圖線與b圖線相比，測(cè)量擺長(zhǎng)相同時(shí)，周期偏小，可能出現(xiàn)的原因是多記了全振動(dòng)次數(shù),所以B正確;由T2得T2L，圖線斜率小，說明g偏大，故C錯(cuò)誤答案AD2.019.76B1【2017天津卷】手持較長(zhǎng)軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡(jiǎn)諧波沿繩水平傳播，示意如圖。繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P，且O、P的平衡位置間距為L(zhǎng)。t=0時(shí)，O位于最高點(diǎn)，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(jiǎn)諧波是縱波B該簡(jiǎn)諧波的最大波長(zhǎng)為2LC時(shí)，P在平衡位置上方D時(shí)，P的速度方向豎直向上【答案】C【解析】繩波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，屬于橫波，縱波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在同一直線上，故A錯(cuò)誤，根據(jù)波形圖和波的傳播方向可知，位移恰好為零且速度方向豎直向上的質(zhì)點(diǎn)與O點(diǎn)的距離應(yīng)為，其中n=0、1、2，波長(zhǎng)，可知當(dāng)n=0時(shí)有波長(zhǎng)的最大值，為，故B錯(cuò)誤；0內(nèi)P由平衡位置振動(dòng)到波峰， 內(nèi)P由波峰回動(dòng)到平衡位置，可知時(shí)P在平衡位置上方向上振動(dòng)， 時(shí)P在平衡位置上方向下振動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。2【2017北京卷】某彈簧振子沿x軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示，下列描述正確的是At=1 s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值Bt=2 s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值Ct=3 s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零Dt=4 s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值【答案】A3【2017新課標(biāo)卷】（5分）如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖，虛線為t=0.5 s時(shí)的波形圖。已知該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5 s。關(guān)于該簡(jiǎn)諧波，下列說法正確的是_（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。A波長(zhǎng)為2 mB波速為6 m/sC頻率為1.5 HzDt=1 s時(shí)，x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰Et=2 s時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置【答案】BCE4【2017江蘇卷】野生大象群也有自己的“語(yǔ)言”研究人員錄下象群“語(yǔ)言”交流時(shí)發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放時(shí)，能聽到比正常播放時(shí)更多的聲音播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，播出聲波的_（選填“周期”或“頻率”）也變?yōu)樵瓉淼?倍，聲波的傳播速度_（選填“變大”、“變小”或“不變”） 【答案】頻率 不變【解析】頻率由波源決定，播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，播出聲波的頻率變?yōu)樵瓉韮杀?，傳播速度由介質(zhì)決定，所以傳播速度不變5【2017新課標(biāo)卷】（5分）如圖（a），在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0，4)和S2(0，2)。兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖（b）和圖（c）所示，兩列波的波速均為1.00 m/s。兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8，2)的路程差為_m，兩列波引起的點(diǎn)B(4，1)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互_（填“加強(qiáng)”或“減弱”），點(diǎn)C(0，0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互_（填“加強(qiáng)”或“減弱”）?！敬鸢浮? 減弱 加強(qiáng)【解析】由幾何關(guān)系可知AS1=10 m，AS2=8 m，所以波程差為2 m；同理可求BS1BS2=0，為波長(zhǎng)整數(shù)倍，由振動(dòng)圖象知兩振源振動(dòng)方向相反，故B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，CS1CS2=1 m，波長(zhǎng)，所以C點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。 1【2016北京卷】 如圖1所示，彈簧振子在M、N之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)以平衡位置O為原點(diǎn)，建立Ox軸向右為x軸正方向若振子位于N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，則其振動(dòng)圖像為()圖1圖1【答案】A【解析】 彈簧振子的初始位置N點(diǎn)位于x軸的正向位移處選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D不正確2【2016全國(guó)卷】 【物理選修34】 (1)某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為15 s下列說法正確的是_A水面波是一種機(jī)械波B該水面波的頻率為6 HzC該水面波的波長(zhǎng)為3 mD水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會(huì)傳遞出去E水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移3【2016全國(guó)卷】 【物理選修34】(2)一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長(zhǎng)不小于10 cm.O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x0和x5 cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)t0時(shí)開始觀測(cè)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)O的位移為y4 cm，質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置；t s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置，t1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置求：(i)簡(jiǎn)諧波的周期、波速和波長(zhǎng)；(ii)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式【答案】 (i)4 s7.5 cm/s30 cm【解析】 (i)設(shè)振動(dòng)周期為T.由于質(zhì)點(diǎn)A在0到1 s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置，經(jīng)歷的是個(gè)周期，由此可知T4 s由于質(zhì)點(diǎn)O與A的距離5 cm小于半個(gè)波長(zhǎng)，且波沿x軸正向傳播，O在t s時(shí)回到平衡位置，而A在t1 s時(shí)回到平衡位置，時(shí)間相差 s兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的距離除以傳播時(shí)間，可得波的速度v7.5 cm/s利用波長(zhǎng)、波速和周期的關(guān)系得，簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)30 cm4【2016全國(guó)卷】 【物理選修34】 (1)由波源S形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播波源振動(dòng)的頻率為20 Hz，波速為16 m/s.已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè)，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15.8 m、14.6 mP、Q開始振動(dòng)后，下列判斷正確的是_AP、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同BP、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反C當(dāng)S恰好通過平衡位置時(shí)，P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置D當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰E當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q在波峰【答案】BDE【解析】波長(zhǎng)vT0.8 m，SQ14.6 m18，當(dāng)S處于平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，Q應(yīng)處于波谷；SP15.8 m19，當(dāng)S處于平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，P應(yīng)處于波峰；可見P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向應(yīng)始終相反，A、C錯(cuò)誤，B、D、E正確5【2016北京卷】 下列說法正確的是()A電磁波在真空中以光速c傳播B在空氣中傳播的聲波是橫波C聲波只能在空氣中傳播D光需要介質(zhì)才能傳播6【2016天津卷】 在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其表達(dá)式為y5sin，它在介質(zhì)中形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻波剛好傳播到x12 m處，波形圖像如圖1所示，則()圖1A此后再經(jīng)6 s該波傳播到x24 m處BM點(diǎn)在此后第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向C波源開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向D此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y3 m處所需時(shí)間是2 s【答案】AB【解析】 根據(jù)波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，周期為4 s，從波的圖像可以看出波長(zhǎng)為8 m，根據(jù)波速公式可以得出，波速為2 m/s，再經(jīng)過6 s，波向前傳播了12 m，故振動(dòng)的形式傳到x24 m處，A正確；M點(diǎn)在此時(shí)振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向，則第3 s末，即經(jīng)過了周期，該點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，B正確；波傳播到x12 m時(shí)的起振方向?yàn)閥軸正方向，波源的起振方向與每個(gè)點(diǎn)的起振方向一致，C錯(cuò)誤；該時(shí)刻M點(diǎn)向y軸負(fù)方向振動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間t1運(yùn)動(dòng)到平衡位置，由35sin，得t1 s，故M點(diǎn)第一次到達(dá)y3 m處所需時(shí)間為 s，D錯(cuò)誤7【2016四川卷】 簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距10 m的兩質(zhì)點(diǎn)，波先傳到P，當(dāng)波傳到Q時(shí)開始計(jì)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖1所示則()圖1A質(zhì)點(diǎn)Q開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向B該波從P傳到Q的時(shí)間可能為7 sC該波的傳播速度可能為2 m/sD該波的波長(zhǎng)可能為6 m【2015江蘇12B（1）】1一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比_。A波速變大 B波速不變 C頻率變高 D頻率不變1【答案】BC【解析】在同種介質(zhì)中，超聲波的傳播速度保持不變，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接受到的頻率大于波源發(fā)出的頻率，所以BC正確?！究键c(diǎn)】 多普勒效應(yīng)【2015江蘇12B（2）】2用2106Hz的超聲波檢查膽結(jié)石，該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2250m/s和1500m/s，則該超聲波在結(jié)石中的波長(zhǎng)時(shí)膽汁中的_倍。用超聲波檢查膽結(jié)石是因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)短，遇到結(jié)石時(shí)_（選填“容易”或者“不容易”）發(fā)生衍射。2【答案】1.5 不容易【解析】根據(jù)，在傳播過程中，頻率保持不變，所以；根據(jù)波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易發(fā)生衍射，所以用超聲波遇到結(jié)石時(shí)，不容易發(fā)生衍射?！究键c(diǎn)】 波的衍射【2015上海17】3質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，其中做機(jī)械振動(dòng)的是3【答案】ABC【解析】機(jī)械振動(dòng)是指物體在某一平衡位置附近做來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示中，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】 機(jī)械運(yùn)動(dòng)【2015天津3】4圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為和，圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)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(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過4s振動(dòng)的路程為4mC此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向D質(zhì)點(diǎn)a在t=2s時(shí)速度為零4【答案】D【解析】根據(jù)b點(diǎn)在該時(shí)刻向上運(yùn)動(dòng)可以確定波沿-x傳播，A錯(cuò)。由乙圖可知周期為8秒，4秒內(nèi)a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的路程為1m，B錯(cuò)。波沿-x傳播可以判定a沿-y方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)。經(jīng)過2秒質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)四分之一周期，a質(zhì)點(diǎn)剛好運(yùn)動(dòng)到最大位移處速度為零，D正確?！?015上海2】5如圖，P為橋墩，A為靠近橋墩浮出水面的葉片，波源S連續(xù)振動(dòng)，形成水波，此時(shí)葉片A靜止不動(dòng)。為使水波能帶動(dòng)葉片振動(dòng)，可用的方法是A提高波源頻率 B降低波源頻率C增加波源距橋墩的距離 D減小波源距橋墩的距離5【答案】B【考點(diǎn)定位】 波的衍射【2015山東38（1）】6如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向，物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.1sin(2.5t)m。t=0時(shí)刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t=0.6s時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小為g=10m/s2.以下判斷正確的是_（雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)）ah=1.7m b簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8s c0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是0.2m dt=0.4s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反6【答案】ab【解析】t=0.6s時(shí)，物塊的位移為y=0.1sin(2.50.6)m= -0.1m；則對(duì)小球，解得h=1.7m ，選項(xiàng)a正確；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是，選項(xiàng)b正確；0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是3A=0.3m，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；t=0.4s=，此時(shí)物塊在平衡位置向下振動(dòng)，則此時(shí)物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相同，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；故選ab.【考點(diǎn)定位】簡(jiǎn)諧振動(dòng)；自由落體運(yùn)動(dòng).【2015上海15】7一簡(jiǎn)諧橫波沿水平繩向右傳播，波速為v，周期為T，振幅為A。繩上兩質(zhì)點(diǎn)M、N的平衡位置相距四分之三波長(zhǎng)，N位于M右方。設(shè)向上為正，在t=0時(shí)刻M位移為，且向上運(yùn)動(dòng)；經(jīng)時(shí)間t（），M位移仍為，但向下運(yùn)動(dòng)，則A在t時(shí)刻，N恰好在波谷位置B在t時(shí)刻，N位移為負(fù)，速度向上C在t時(shí)刻，N位移為負(fù)，速度向下D在2t時(shí)刻，N位移為，速度向下7【答案】C【考點(diǎn)定位】 波的傳播【2015北京15】8周期為2.0s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖像如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波（ ）A沿x軸正方向傳播，波速v=20m/s B沿x軸正方向傳播，波速v=10m/sC沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=20m/s D沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=10m/s8【答案】B【解析】橫波的振動(dòng)方向與傳播方向垂直，已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，由同側(cè)法可知傳播方向右，而讀圖得波長(zhǎng)，則波速，故選項(xiàng)B正確。【考點(diǎn)定位】橫波的性質(zhì)、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的關(guān)系?！?015福建16】9簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v。若某時(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，下列四副波形中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是（ ）9【答案】 D【解析】由圖A知，波長(zhǎng) ，周期，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng)，經(jīng)3T/4第一次到達(dá)波谷，用時(shí)，B圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)，周期，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，經(jīng)T/4第一次到達(dá)波谷，用時(shí)，C圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)，周期，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng)，經(jīng)3T/4第一次到達(dá)波谷，用時(shí)，D圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，經(jīng)T/4第一次到達(dá)波谷，用時(shí)，所以D正確?！究键c(diǎn)】機(jī)械波【2015四川2】10平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌ǎM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(yùn)動(dòng)，測(cè)得兩個(gè)小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時(shí)，乙在波峰，且兩木塊之間有一個(gè)波峰。這列水面波A頻率是30Hz B波長(zhǎng)是3m C波速是1m/s D周期是0.1s10【答案】C【考點(diǎn)定位】對(duì)機(jī)械波、機(jī)械振動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律的理解與應(yīng)用?！?015海南16（1）】11一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)譜橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3m.。已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4s。下列說法正確的是（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得3分，選3個(gè)得4分；每選錯(cuò)1個(gè)扣2分，最低得分為0分）。A波速為4m/sB波的頻率為1.25HzCx坐標(biāo)為15m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時(shí)恰好位于波谷Dx的坐標(biāo)為22m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時(shí)恰好位于波峰E當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí)，x坐標(biāo)為17m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷11【答案】BDE【解析】任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4s，則，解得從圖像中可知，所以根據(jù)公式，故A錯(cuò)誤；根據(jù)公式可得波的頻率為1.25Hz，B正確；x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點(diǎn)和x坐標(biāo)為3m的質(zhì)點(diǎn)相隔12m，為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即兩質(zhì)點(diǎn)為同相點(diǎn)，而x坐標(biāo)為3m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期振動(dòng)到平衡位置，所以x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時(shí)振動(dòng)到平衡位置，C錯(cuò)誤；x的坐標(biāo)為22m的質(zhì)點(diǎn)和x的坐標(biāo)為2m的質(zhì)點(diǎn)為同相點(diǎn)，x的坐標(biāo)為2m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐標(biāo)為22m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時(shí)恰好位于波峰，D正確；當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí)，經(jīng)過了半個(gè)周期，而x坐標(biāo)為17m的質(zhì)點(diǎn)和x坐標(biāo)為1m的質(zhì)點(diǎn)為同相點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期x坐標(biāo)為1m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷，E正確?！究键c(diǎn)定位】橫波圖像，波長(zhǎng)，波速以及頻率的關(guān)系【2015重慶11（2）】12題11圖2為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為0.4s.求該波的波速并判斷P點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向。12【答案】；P點(diǎn)沿y軸正向振動(dòng)【考點(diǎn)定位】橫波的性質(zhì)、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的關(guān)系?！?015全國(guó)新課標(biāo)34（1）】13在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分布用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距與綠光的干涉條紋間距相比（填“”“”或“”）。若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為，雙縫到屏幕的距離為，測(cè)得第一條到第6條亮條紋中心間的距離為，則雙縫之間的距離為。13【答案】【解析】雙縫干涉條紋間距，紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大，即。條紋間距根據(jù)數(shù)據(jù)可得，根據(jù)可得?！究键c(diǎn)定位】 雙縫干涉實(shí)驗(yàn)【名師點(diǎn)睛】雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的條紋間距公式熟記，對(duì)于從紅光到紫光的波長(zhǎng)頻率折射率全反射臨界角等等要認(rèn)清變化趨勢(shì)?！?015全國(guó)新課標(biāo)34（2）】14平衡位置位于原點(diǎn)O的波源發(fā)出簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個(gè)點(diǎn)（均位于x軸正向），P與Q的距離為35cm，此距離介于一倍波長(zhǎng)與二倍波長(zhǎng)之間，已知波源自t=0時(shí)由平衡位置開始向上振動(dòng)，周期T=1s，振幅A=5cm。當(dāng)波傳到P點(diǎn)時(shí)，波源恰好處于波峰位置；此后再經(jīng)過5s，平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置，求：（）P、Q之間的距離；（）從t=0開始到平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時(shí)，波源在振動(dòng)過程中通過路程。14【答案】（1）133cm；（2）125cm（2）Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時(shí)，波源運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：波源由平衡位置開始運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過，波源運(yùn)動(dòng)的路程為A，由題意可知：故t1時(shí)間內(nèi)，波源運(yùn)動(dòng)的路程為s=25A=125cm【考點(diǎn)定位】波的傳播【2015全國(guó)新課標(biāo)34（2）】15甲乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿軸正向和負(fù)向傳播，波速均為，兩列波在時(shí)的波形曲線如圖所示。求（i）時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16的所有質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)；（ii）從開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間。15【答案】（i）（ii）【解析】（1）根據(jù)兩列波的振幅都為，偏離平衡位置位移為16的的質(zhì)點(diǎn)即為兩列波的波峰相遇。設(shè)質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)為根據(jù)波形圖可知，甲乙的波長(zhǎng)分別為，則甲乙兩列波的波峰坐標(biāo)分別為綜上，所有波峰和波峰相遇的質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)為整理可得（ii）偏離平衡位置位移為是兩列波的波谷相遇的點(diǎn)，時(shí)，波谷之差整理可得波谷之間最小的距離為兩列波相向傳播，相對(duì)速度為所以出現(xiàn)偏離平衡位置位移為的最短時(shí)間【考點(diǎn)定位】 機(jī)械振