高考物理第12章第2節(jié)知能演練強(qiáng)化闖關(guān)新人教選修34

1、高考物理 第12章第2節(jié) 知能演練強(qiáng)化闖關(guān) 新人教版選修3-41. (高考理綜卷)一列簡(jiǎn)諧波在兩時(shí)刻的波形如圖1228中實(shí)線和虛線所示, 由圖可確定這列波的()圖1228A. 周期 B. 波速C. 波長(zhǎng) D. 頻率解析: 選C.只有題目中提供的圖形只能確定振幅和波長(zhǎng), 應(yīng)選項(xiàng)C正確. 2. (高考理綜卷)介質(zhì)中有一列簡(jiǎn)諧機(jī)械波傳播, 對(duì)于其中某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)()A. 它的振動(dòng)速度等于波的傳播速度B. 它的振動(dòng)方向一定垂直于波的傳播方向C. 它在一個(gè)周期內(nèi)走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng)D. 它的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率解析: 選 D.機(jī)械波傳播時(shí), 質(zhì)點(diǎn)是在平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng), 而波在介質(zhì)中是勻速傳播

2、, 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度與波的傳播速度是完全不同的, 兩者之間沒(méi)有必然聯(lián)系, 選項(xiàng)A錯(cuò)誤; 在橫波中, 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直, 而在縱波中, 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上, 選項(xiàng)B錯(cuò)誤; 質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)走過(guò)的路程為四個(gè)振幅的長(zhǎng)度, 而不是一個(gè)波長(zhǎng), 選項(xiàng)C錯(cuò)誤; 介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng), 其振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率, 選項(xiàng)D正確. 3. (高考理綜卷)如圖1229為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)的波形圖, 當(dāng)Q點(diǎn)在t0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí), 那么()圖1229A. 1 cmx3 cm范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B. Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的加速度沿y軸的正方向C.

3、Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正在波峰位置D. Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)運(yùn)動(dòng)到P處Q點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn), 即teq f(3,4)T時(shí)的波形圖(如圖), 由波的傳播方向知, 1 cmx2 cm范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正向運(yùn)動(dòng), A錯(cuò)誤; 此時(shí)Q處的質(zhì)點(diǎn)在波谷, 具有沿y軸正方向的加速度, 所以B正確, C、D錯(cuò)誤. 4. 利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖12210(a)、(b)所示, 那么()圖12210A. 圖(a)、(b)均顯示了波的干預(yù)現(xiàn)象B. 圖(a)、(b)均顯示了波的衍射現(xiàn)象C. 圖(a)顯示了波的干預(yù)現(xiàn)象, 圖(b)顯示了波的衍射現(xiàn)象D. 圖(a)顯示了波的衍射現(xiàn)象, 圖(b)顯示了波的干預(yù)現(xiàn)象解析: 選 D.此

4、題考查波的衍射、干預(yù). 意在考查考生對(duì)波的衍射和干預(yù)演示實(shí)驗(yàn)的理解能力. 圖(a)表示波通過(guò)狹縫后發(fā)生衍射; 圖(b)現(xiàn)象出現(xiàn)穩(wěn)定的振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱區(qū)域, 是波的干預(yù)現(xiàn)象. 5. 醫(yī)用“B超發(fā)出的超聲波頻率為7.25104 Hz, 某時(shí)刻這種超聲波在人體內(nèi)傳播的波形圖如圖12211所示(該波沿x軸正方向傳播). 圖12211(1)以該時(shí)刻為計(jì)時(shí)起始時(shí)刻, 畫(huà)出x1 cm處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像(只畫(huà)一個(gè)周期); (2)在給患者的病變部位進(jìn)行檢測(cè)時(shí), 從探頭發(fā)出的同一超聲波脈沖經(jīng)病變局部反射, 回到探頭有兩個(gè)信號(hào), 兩個(gè)信號(hào)時(shí)間間隔20 s, 求患者病變局部的尺寸大小. 解析: (1)由題意可知Teq

5、 f(1,f)eq f(1,7.25104) seq f(4,29)104 s, 那么質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如下圖. (2)由波形圖可得波長(zhǎng)2 cm這列波在人體內(nèi)的傳播速度vf1.45103 m/s患者病變局部的尺寸大小為leq f(vt,2)eq f(1.4510320106,2) m1.45 cm.答案: (1)見(jiàn)解析(2)1.45 cm一、選擇題1. (高考卷)聲波能繞過(guò)某一建筑物傳播而光波卻不能繞過(guò)該建筑物, 這是因?yàn)?)A. 聲波是縱波, 光波是橫波B. 聲波振幅大, 光波振幅小C. 聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng), 光波波長(zhǎng)較短D. 聲波波速較小, 光波波速很大解析: 選C.根據(jù)波產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件障礙物

6、或小孔的尺寸與波的波長(zhǎng)差不多或比波的波長(zhǎng)小可知, 聲波有明顯的衍射現(xiàn)象而光波的衍射現(xiàn)象不明顯是因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)較長(zhǎng). 2.如圖12212表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況, 圖中的圓表示波峰. 觀察到的波的頻率最低的點(diǎn)是()圖12212A. A點(diǎn) B. B點(diǎn)C. C點(diǎn) D. D點(diǎn)解析: 選 B.由圖中可知, 波源遠(yuǎn)離B點(diǎn)運(yùn)動(dòng), 1 s內(nèi)通過(guò)B點(diǎn)的波峰個(gè)數(shù)最少, 頻率最低, 應(yīng)選項(xiàng)B正確. 3.(高考理綜卷)介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源在t0時(shí)刻開(kāi)始振動(dòng), 產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播, t0時(shí)刻傳到L處, 波形如圖12213所示. 以下能描述x0處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖像是()圖12213圖12214x軸正

7、向傳播, 由“上下坡法可知tt0時(shí)L處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下, 可知x0處的起振方向向下, 故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò); 還可判斷在t0時(shí)刻x0處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向也向下, 故C項(xiàng)正確, D項(xiàng)錯(cuò)誤. 4. (五校聯(lián)考)如圖12215所示為一列在均勻介質(zhì)中傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖, 波速為2 m/s, 此時(shí)P點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向, 那么()圖12215A. 機(jī)械波傳播的方向沿x軸正方向B. P點(diǎn)的振幅比Q點(diǎn)的小C. 經(jīng)過(guò)t4 s, 質(zhì)點(diǎn)P將向右移動(dòng)8 mD. 經(jīng)過(guò)t4 s, 質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程是0.4 mP點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向可知波向右傳播, 選項(xiàng)A正確. 波傳播過(guò)程中, 各點(diǎn)振幅相同且質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,

8、 選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤. 周期Teq f(,v)eq f(4,2) s2 s, t4 s為兩個(gè)周期, Q質(zhì)點(diǎn)完成兩個(gè)全振動(dòng), 路程為8A40 cm0.4 m, D正確. 5. 如圖12216所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波, 實(shí)線為t0時(shí)刻的波形圖, 虛線為t0.6 s時(shí)的波形圖, 波的周期T0.6 s, 那么()圖12216A. 波的周期為2.4 sB. 在t0.9 s時(shí), P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)C. 經(jīng)過(guò)0.4 s, P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為4 mD. 在t0.5 s時(shí), Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置x軸負(fù)向傳播, T0.6 s, 由波形圖可知eq f(3,4)x, 用時(shí)間t0.6 seq f(3,4)T, T0

9、.8 s, A錯(cuò). t0.9 sT0.1 s, P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng), 經(jīng)0.4 s, P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期, 經(jīng)過(guò)的路程為0.4 m, B、C錯(cuò). t0, x10 m處質(zhì)點(diǎn)處在波峰, 經(jīng)0.5 s, 波峰向左傳x5 m, 故D正確. 6.(高考卷)如圖12217, 一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播, 實(shí)線和虛線分別表示t10和t20.5 s(T0.5 s)時(shí)的波形, 能正確反映t37.5 s時(shí)波形的是圖()圖12217圖12218解析: 選 D.此題考查波動(dòng)圖像. 意在考查考生對(duì)波動(dòng)圖像的理解能力. 由題圖可知Teq blc(rc)(avs4alco1(f(1,4)n)0.5 s, 那么波的周期Te

10、q f(2,4n1), 又T0.5 s, 即n0, 所以該波的周期T2 s, t37.5 s3eq f(3,4)T, 所以D正確. 7. (調(diào)研)一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播, 假設(shè)在x1 m 處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖12219所示, 那么該波在t0.3 s時(shí)刻的波形曲線為()圖12219圖12220t0.3 s時(shí)刻處于x1 m處的質(zhì)點(diǎn)在波谷位置. 顯然t0.3 s時(shí)刻的波形圖中只有A對(duì)應(yīng)了x1 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置, A正確. 8. (高考卷)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播, 傳到M點(diǎn)時(shí)波形如圖12221所示, 再經(jīng)0.6 s, N點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng), 那么該波的振幅A和頻率f為()圖12221A. A1

11、mf5 Hz B. A0.5 mf5 HzC. A1 mf2.5 Hz D. A0.5 mf2.5 Hz解析: 選 D.由圖像可知, 該簡(jiǎn)諧橫波的振幅A0.5 m, 波的傳播速度veq f(x,t)f, feq f(x,t)eq f(6,0.64) Hz2.5 Hz, 應(yīng)選項(xiàng)D正確. 9. (高考全國(guó)理綜卷)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播, 波長(zhǎng)為1.2 m, 振幅為A.當(dāng)坐標(biāo)為x0處質(zhì)元的位移為eq f(r(3),2)A且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí), 坐標(biāo)為x0.4 m處質(zhì)元的位移為eq f(r(3),2)A.當(dāng)坐標(biāo)為x0.2 m處的質(zhì)元位于平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí), x0.4 m處質(zhì)元的位移和運(yùn)動(dòng)方向

12、分別為()A. eq f(1,2)A、沿y軸正方向 B. eq f(1,2)A、沿y軸負(fù)方向C. eq f(r(3),2)A、沿y軸正方向 D. eq f(r(3),2)A、沿y軸負(fù)方向解析: 選C.1.2 m, 坐標(biāo)為x0.4 m處的質(zhì)元距坐標(biāo)原點(diǎn)為eq f(1,3), 假設(shè)波沿x軸正方向傳播, 其波形如下圖. 此時(shí)x0.2 m處質(zhì)元在平衡位置且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng), x0.4 m處質(zhì)元也向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng); 當(dāng)x0.2 m處質(zhì)元在平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí), 需經(jīng)teq f(n,2)T, 此時(shí)x0.4 m處質(zhì)元應(yīng)在平衡位置之下yeq f(r(3),2)A, 沿y軸正方向, C正確. 假設(shè)波沿x

13、軸負(fù)方向傳播, 如下圖位移為eq f(r(3),2)A處的質(zhì)元距O點(diǎn)大于eq f(1,3), 故此題選C.二、非選擇題10. (高考單科卷)兩列簡(jiǎn)諧波沿x軸相向而行, 波速均為v0.4 m/s, 兩波源分別位于A、B處, t0時(shí)的波形如圖12222所示. 當(dāng)t2.5 s時(shí), M點(diǎn)的位移為_(kāi)cm, N點(diǎn)的位移為_(kāi)cm.圖12222解析: 2.5 s內(nèi)兩波傳播的距離為svt0.42.5 m1 m、t2.5 s時(shí)的波形圖如下圖, 由波的疊加規(guī)律可知, N、M兩點(diǎn)的位移為0和2 m.答案: 2011.(高考課標(biāo)全國(guó)理綜卷)波源S1和S2振動(dòng)方向相同, 頻率均為4 Hz, 分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、

14、A兩點(diǎn)處, OA2 m, 如圖12223所示. 兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播, 波速為4 m/s.兩波源振動(dòng)的初始相位相同. 求: 圖12223(1)簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng); (2)OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置. 解析: (1)設(shè)簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)為, 頻率為f, 波速為v, 那么eq f(v,f)代入數(shù)據(jù)得1 m. (2)以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn), 設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn), 其坐標(biāo)為x, 那么兩波源到P點(diǎn)的波程差l為lx(2x), 0 x2其中x、l以m為單位. 合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿足leq blc(rc)(avs4alco1(kf(1,2), k為整數(shù)聯(lián)立式, 得x0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m.答案: (1)1 m(2)0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m12. 某時(shí)刻的波形圖如圖12224所示, 波沿x軸正方向傳播, 質(zhì)點(diǎn)P的坐標(biāo)x0.32 m. 從此時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí): 圖12224(1)假設(shè)每間隔最小時(shí)間0.4 s重復(fù)出現(xiàn)波形圖, 求波速; (2)假設(shè)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.4 s第一次到達(dá)正向最大位移, 求波速; (3)假設(shè)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.4 s到達(dá)平衡位置, 求波速. 解析: (1)從波的圖像可以看出波長(zhǎng)為: 0.8 m, 由題意知, 波的周期為: T0.4 s, 那么波速為: v1eq f(,T)eq