2018山东科技版物理高考第一轮复习——机械振动、机械波(同步练习)
【物理试卷】山东省高考物理一轮复习课时规范练37机械振动新人教版.docx
课时规范练37 机械振动基础对点练1.(多选)(2018·四川春季诊断性测试)下列说法正确的是()A.在同一均匀介质中,经过一个周期的时间,波传播的距离为一个波长B.真空中的光速在不同的惯性参考系中可能不同C.各种电磁波中最容易表现出衍射现象的是γ射线D.验钞机是利用紫外线的特性工作的E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同,经过一个周期的时间,波传播的距离为一个波长,选项A正确;根据相对论原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,选项B错误;各种电磁波中最容易表现出衍射现象的是无线电波,故C错误;验钞机是利用紫外线具有荧光特性工作的,选项D正确;做简谐运动的物体每次通过同一位置时,速度不一定相同,位移相同,回复力相同,则加速度一定相同,选项E正确;故选ADE。
2.(多选)如图所示,在一根绷紧的横绳上挂几个摆长不等的单摆,其中A、E的摆长相等且为L,重力加速度为g;A摆球的质量远大于其他各摆。
当A摆振动起来后,带动其余各摆球也随之振动起来,达到稳定后,以下关于各摆的振动,(不计空气和摩擦阻力的影响)下列说法正确的是()A.A摆完成30次用的时间为60πB.C摆振动的周期最长C.各摆振动的周期都相等D.如果E摆摆球质量增到原来的2倍,稳定后周期不变E.如果将B、C、D三摆去掉,仅保留A、E两摆,当先让A摆振动起来后,AE摆将同步摆动,当驱动力的频率接近物体的固有频率时,振幅最大,即共振。
A摆振动起来后,A摆完成30次用的时间为60π,A正确;B、C、D、E做受迫振动,振动的频率都等于A振动的频率。
所以各摆振动的周期都相等,C正确,B错误;E摆的摆长与A摆相等,则固有周期相等,即固有频率相等。
周期与质量无关,D正确。
如果将B、C、D三摆去掉,仅保留A、E两摆,当先让A摆振动起来后,A、E摆不同步摆动,选项E 错误。
3.(多选)(2018·辽宁沈阳三模)下列关于单摆的认识说法正确的是()A.伽利略通过对单摆的深入研究,得到了单摆周期公式B.将摆钟由广州移至哈尔滨,为保证摆钟的准确,需要将钟摆调长C.在利用单摆测量重力加速度的实验中,将绳长当做摆长代入周期公式会导致计算结果偏小D.将单摆的摆角从5°改为3°,单摆的周期不变E.摆球运动到平衡位置时,合力为零,惠更斯得出了单摆的周期公式,A错误;由广州移至哈尔滨重力加速度增大,根据T=2π可知为保证摆钟的准确,需要将钟摆调长,B正确;将绳长当做摆长,而摆长等于绳长+球半径,所以摆长偏小,根据T=2π可知周期计算结果偏小,C正确;在小摆角情况下,单摆做简谐运动的周期与摆角无关,摆角从5°改为3°时,单摆周期不变,D正确;摆球摆到平衡位置,回复力为零,因为小球做圆周运动,合力指向圆心,小球合力不等于零,E错误。
山东省高考物理一轮复习单元质检十一机械振动和机械波新人教版
单元质检十一机械振动和机械波(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。
选对1个得2分,选对2个得4分,全部选对的得7分,选错1个扣4分,最低得0分)1.下列说法正确的是()A.在同一地点,单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B.弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变C.在同一地点,当摆长不变时,摆球质量越大,单摆做简谐振动的周期越小D.系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E.已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,就可知振子在任意时刻运动速度的方向可知,周期的平方与摆长成正比, ,重力加速度g为定值,根据单摆周期公式T=2π√LL故选项A正确;弹簧振子做简谐振动时,只有动能和势能参与转化,根据机械能守恒条件可知,振动可知,单摆的周期与质系统的势能与动能之和保持不变,故选项B正确;根据单摆周期公式T=2π√LL量无关,故选项C错误;当系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率,故选项D正确;若弹簧振子初始时刻在波峰或波谷位置,知道周期后,可以确定任意时刻运动速度的方向,若弹簧振子初始时刻不在波峰或波谷位置,则无法确定,故选项E错误。
2.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在波峰解析根据题意信息可得T=120s=0.05s,v=16m/s,故波长为λ=vT=0.8m,找P点关于S点的对称点P',根据对称性可知P'和P的振动情况完全相同,P'、Q两点相距Δx=15.80.8−14.60.8λ=32λ,为半波长的整数倍,所以两点为反相点,故P'、Q两点振动方向始终相反,即P、Q两点振动方向始终相反,A错误B正确;P点距离S点x=1934λ,当S恰好通过平衡位置向上振动时,P点在波峰,同理Q点相距S点x'=1814λ,当S恰好通过平衡位置向下振动时,Q点在波峰,DE正确。
2018年高考物理复习真题训练 12机械振动与机械波--含答案解析
专题12 机械振动与机械波1.（2017全国卷Ⅲ）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 mB ．波速为6 m/sC ．频率为1.5 HzD ．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解析：由波形图可知，波长为4 m ，A 错误；实线为t =0时的波形图，虚线为t =0.5 s 时的波形图，波沿x 轴正方向传播，又该波的周期大于0.5 s ，则0~0.5 s 时间内波传播的距离34x λ∆=，30.5 s 4T =，故周期2 s 3T =，频率为1.5 Hz ，波速 6 m/s v f λ==，BC 正确；由31 s=2T ，t =0时，x =1 m 处的质点在波峰位置，t =1时，该质点应该在平衡位置向上振动，D 错误；由2 s 3T =，t =0时，x =2 m 处的质点在平衡位置，t =2 s 时，该质点同样经过平衡位置，E 正确.2.（2017江苏卷）野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的___________（选填“周期”或“频率”）也变为原来的2倍，声波的传播速度____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．答案：频率 不变解析：本题考查考生对波的周期、频率与波速之间的关系的理解.播放速度变为原来的2倍，则声波的频率也变为原来的2倍，但在同一均匀介质中声波的传播速度不变.3.（2017北京卷）某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是A．t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t=2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t=3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t=4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值答案：A解析：本题考查简谐运动中速度和加速度的相关知识.t=1 s时,振子在正的最大位移处,振子的速度为零,由a=-kx/m知,加速度为负的最大值,A项正确;t=2 s时,振子位于平衡位置,由a=-kx/m知,加速度为零,B项错误;t=3 s时,振子在负的最大位移处,由a=-kx/m知,加速度为正的最大值,C项错误;t=4 s时,振子位于平衡位置,由a=-kx/m知,加速度为零, D项错误.4.（2017天津卷）手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图.绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是A．该简谐波是纵波B．该简谐波的最大波长为2LC ．8T t =时，P 在平衡位置上方 D ．38T t =时，P 的速度方向竖直向上 答案：C解析：本题考查考生对机械波的理解.振动方向与传播方向垂直，故该简谐波是横波，A 错误；根据“下坡上”判断，P 距离O 的最近距离L =λ，所以最大波长等于4L ，B 错误；经过T ，P 位于波峰，所以T 时，P 在平衡位置上方，C 正确；在T 时，P 正在从波峰回到平衡位置，速度方向竖直向下，D 错误.5.（2017浙江卷）一列向右传播的简谐横波，当波传到m x 0.2=处的P 点时开始计时，该时刻波形如图所示，s t 9.0=时，观察到质点P 第三次到达波峰位置，下列说法正确的是A.波速为 s m /5.0B.经1.4s 质点P 运动的路程为70cmC.s t 6.1=时，m x 5.4=处的质点Q 第三次到达波谷D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5HZ答案:BCD解析:首先从图中我们可以得出这列波的波长为2米，同时每一个质点开始振动的方向是+y 方向万.从0时刻开始到0.9s ，P 点恰好第三次到达波峰，表示经过了9/4个周期，得出周期TY=0.4s,所以波速v=λ/T=5m/s ，故A 错误，经过1.4s 则P 点恰好完成3个完整会周期加1/4周期，所以路程为70cm ，故B 正确，经过0.5s 波传到Q 点，则Q 点运动了1.1s ，恰好完成两个完整周期加3/4周期，处于波谷，故C 正确，本列波的频率为2.5HZ ，所以要与2.5Hz 的波发生干涉，故D 正确.6.（2017海南卷）从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为10m/s.求（i）质点P、O开始振动的时刻之差；（ii）再经过半个周期后，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标.答案：（i）质点P、O开始振动的时刻之差为0.05s.（ii）两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2m、3m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m.解析：（i）该波的周期为T===0.2s.由图知，质点P、O开始振动的时刻之差为△t==0.05s. （ii）该波的波长为λ=vT=10×0.2m=2m.根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，可知，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2m、3m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m.。
最新-2018届高三物理一轮复习 机械振波和机械波(高考真题+模拟新题)(有详解) 精品
G单元机械振动和机械波G1 机械振动12．[2018·江苏物理卷] 【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按A、B两题评分．B．(选修模块3－4)(12分)(3)G1[2018·江苏物理卷] 将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块．将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T.(3)G1[2018·江苏物理卷] 【答案】T＝2πm k【解析】单摆周期公式T＝2πlg，且kl＝mg解得T＝2πm k.G2机械波34．[2018·课标全国卷] G2(1)振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动．该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是________．A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的相同【答案】ABE【解析】简谐运动的能量取决于其振动的振幅，由于波传播过程中无能量损失，故其振幅A 不变，A正确；机械波的周期等于各质点振动的周期，B正确；质点P振动的速度在y轴方向上，而波沿x轴正向传播，其传播速度不同于波上质点的振动速度，C错误；质点P的起振方向与波源的起振方向相同，沿y轴正向开始振动，D错误；若P点与波源距离s＝vT，则P点与波源正好相距一个波长，故质点P的位移与波源的相同，E正确．16．G2[2018·四川卷] 如图1－4为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，则()图1－4A．1 cm＜x＜3 cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C ．Q 处的质点此时正在波峰位置D ．Q 处的质点此时运动到P 处【解析】 B 当t ＝0时，Q 点沿y 轴正方向运动，当此状态传到P 点时，此时波应向左传播34λ＋nλ，根据振动方向与波传播方向的关系，由“微平移法”可知：1～2 cm 范围内的质点正在向y 轴正方向运动，2～3 cm 范围内的质点正在向y 轴负方向运动，A 错误；Q 处质点此时在波谷处，C 错误；根据a ＝－kx m 可知，位移x 沿y 轴负方向，加速度a 沿y 轴正方向，B 正确；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，D 错误．21．G2[2018·全国卷] 一列简谐横波沿x 轴传播，波长为1.2 m ，振幅为A.当坐标为x ＝0处质元的位移为－ 32A 且向y 轴负方向运动时，坐标为x ＝0.4 m 处质元的位移为 32 A.当坐标为x ＝0.2 m 处的质元位于平衡位置且向y 轴正方向运动时，x ＝0.4 m 处质元的位移和运动方向分别为( )A ．－12A 、沿y 轴正方向B ．－12A 、沿y 轴负方向C ．－ 32A 、沿y 轴正方向D ．－ 32A 、沿y 轴负方向【解析】 C 根据题意，画出此时坐标为波形图，可以看到，此时坐标为x ＝0.2 m 处的质元正在平衡位置且向y 轴负方向运动．再经过半个周期，坐标为x ＝0.2 m 处的质元回到平衡位置且向y 轴正方向运动，在这半个周期当中，坐标为x ＝0.4 m 处的质元已经过了波谷且正在向着平衡位置运动，根据简谐运动的对称性，此时的位移与半个周期之前的位移大小相等．所以C 正确．37．G2[2018·山东卷] (物理—物理3－4)(1)如图1－20所示，一列简谐横波沿x 轴传播，实线为t1＝0时的波形图，此时P 质点向y 轴负方向运动，虚线为t2＝0.01 s 时的波形图．已知周期T ＞0.01 s.①波沿x 轴________(填“正”或“负”)方向传播．②求波速．图1－20图1－21【答案】 ①正 ②100 m/s【解析】 ①沿着波的传播方向，质点处在上坡的位置的则向下运动，处在下坡位置的则向上运动．P 点向下运动，所以波向正方向传播．②由题意知，λ＝8 mt2－t1＝18T ①v ＝λT ②联立①②式，代入数据解得v ＝100 m/s(2)如图1－21所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB ＝60°.一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质，经OA 折射的光线恰平行于OB.①求介质的折射率．②折射光线中恰好射到M 点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射．【答案】 ①3 ②不能【解析】 依题意作出光路图．①由几何知识可知，入射角i ＝60°，折射角r ＝30°根据折射定律得n ＝sini sinr代入数据解得n ＝ 3②由图可知，到达M 点的光线的入射角为30°，临界角C ＝arcsin 1n ＝arcsin 33＞30°，故不能发生全反射．7．G2[2018·天津卷] 位于坐标原点处的波源A 沿y 轴做简谐运动．A 刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图所示．B 是沿波传播方向上介质的一个质点，则( )图3A ．波源A 开始振动时的运动方向沿y 轴负方向B ．此后的14周期内回复力对波源A 一直做负功C ．经半个周期时间质点B 将向右迁移半个波长D ．在一个周期时间内A 所受回复力的冲量为零7．[2018·天津卷] ABD 【解析】 如图所示，此时波恰好传播到C 点，由“上下坡”法可知，质点C 正向下振动，由于“任意质点的起振方向相同”，波源A 开始振动时沿y 轴负方向，A 正确；此后14周期内，质点A 由平衡位置向下振动，回复力向上，速度向下，回复力做负功，B 正确；质点只能“上下振动”，不能“随波逐流”，C 错误；由动量定理I ＝Δp ＝0，D 正确．G3 实验：用单摆测定重力加速度19．(1)G3[2018·福建卷] (1)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图1－7所示，则该摆球的直径为________ cm. ②小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是__________．(填选项前的字母)图1－7A ．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B ．测量摆球通过最低点100次的时间t ，则单摆周期为t 100C ．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D ．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小19．(1)G3[2018·福建卷] 【答案】 ①0.97(0.96或0.98) ②C【解析】 ①游标卡尺读数方法：主尺读数＋对齐格数×精确度9 mm ＋7×0.1 mm ＝9.7 mm ＝0.97 cm②单摆最大摆角为5°，A 错；通过最低点100次的时间为50个周期，所以T ＝t 50，B 错；摆球密度较小时，摆球重力没有远远大于其所受的空气阻力，空气阻力不可忽略，实验误差大，D 错．G4 机械振动与机械波综合17．G4[2018·重庆卷] 介质中坐标原点O 处的波源在t ＝0时刻开始振动，产生的简谐波沿x 轴正向传播，t0时刻传到L 处，波形如图1－2所示．下列能描述x0处质点振动的图象是( )图1－2A BC D图1－317．G4[2018·重庆卷] C【解析】由波动图象知，L处质点的振动方向沿y轴负方向，故x0处质点起振方向沿y轴负方向，A、B错误；又由波动图象知，t0时刻x0处质点沿y轴负方向运动，C正确，D错误．16．G4[2018·北京卷] 介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率16．G4[2018·北京卷] D【解析】简谐机械波传播时，质点做简谐运动，振动速度时刻发生变化，波的传播速度v＝λT，这两个速度是不一样的，A项错误．横波质点振动的方向与波传播的方向垂直，纵波质点振动的方向和波传播的方向在同一条直线上，B项错误．质点振动时，一个周期内走过的路程等于振幅的四倍，C项错误．波在传播的过程中，所有质点振动的频率都等于波源的频率，D项正确．1．【2018·承德模拟】一列简谐横波沿x轴正方向传播，某一时刻的波形图如图X28－1所示，此时质点P、S跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反．由图X28－1可知，在此后的任一时刻()图X28－1A．质点P和S的振动加速度大小和方向总相同B．质点P和Q的振动位移大小总相同、方向总相反C．质点P和S的振动速度大小和方向总相同D．质点P和R的振动加速度大小总相同、方向总相反1．D【解析】由波动图象可得，P、R两点相隔半个波长，所以在振动过程中的位移、加速度总是大小相等、方向相反，故只有D对．2．[2018·甘肃模拟]如图X28－3所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为2 m/s.则以下说法正确的是()图X28－3A．质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向B ．P 点振幅比Q 点振幅小C ．经过Δt ＝4 s ，质点P 将向右移动8 mD ．经过Δt ＝4 s ，质点Q 通过的路程是0.4 m2．AD 【解析】 波沿x 轴正方向传播，此时刻质点P 左边的点在其下方，故其振动方向沿y轴负方向，A 对；P 点振幅与Q 点振幅相同，B 错；质点不随波迁移，C 错；T ＝λv ＝2 s ，所以4 s 为两个周期，Q 通过的路程等于8A ＝8×5 cm ＝0.4 m ，D 对．3．[2018·西城模拟]振源A 带动细绳上各点上下做简谐运动，t ＝0时刻绳上形成的波形如图X28－4所示．规定绳上质点向上运动的方向为x 轴的正方向，则P 点的振动图象是图X28－5中的( )图X28－4A B C D图X28－53．B 【解析】 由绳上形成的波形可知，P 点开始时向下振动，故B 正确．图X28－54．[2018·湖北模拟]如图X28－6甲所示，一条水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q ′、P ′、O 、P 、Q 质点，相邻两质点间距离为1 m, t ＝0时刻质点O 从平衡位置开始沿y 轴正方向振动，并产生分别向左向右传播的简谐横波，质点O 振动图象如图乙所示，当质点O 第一次达到正方向最大位移时刻，质点P 刚开始振动，则下列说法正确的是( )甲 乙图X28－6A ．这列波的波长为2 m ，传播速度为2 m/sB ．当质点Q ′第二次达到正向最大位移时，质点O 已经走过35 cm 路程C ．t ＝3 s 时，质点P 、P ′均在平衡位置且向上运动D ．t ＝2 s 时，质点P 位于波峰，质点P ′则位于波谷4．B 【解析】 由乙图可得，T ＝4 s ，由当质点O 第一次达到正方向最大位移时，质点P 刚开始振动，可知λ＝4 m ，传播速度v ＝λT ＝1 m/s ，A 错；质点Q ′第二次达到正向最大位移需要134T ＝7 s ，质点O 已经走过的路程为7A ＝35 cm ，B 对；1 s 的时间，振动传到P 、P ′处，再过1 s ，两质点均达到波峰，再过1 s 的时间，两质点均经平衡位置向下运动，C 、D 均错．5. [2018·苏州模拟]一列简谐横波沿x 轴传播，如图X28－7甲、乙所示分别为传播方向上相距3 m 的两质点的振动图象，则波的传播速度大小可能为( )图X28－7A ．30 m/sB ．20 m/sC ．15 m/sD ．5 m/s5．A 【解析】 由t ＝0时振动图象可得如图所示的波的形状，考虑到周期性，x ＝12λ＋nλ(n＝0,1,2，…)，λ＝x n ＋12＝3n ＋12 m ，v ＝λT ＝30.2n ＋12m/s ＝30.2n ＋0.1 m/s ，分析知A 正确． 6．[2018·莱芜模拟]一列简谐波沿x 轴方向传播，已知x 轴上x1＝0和x2＝1 m 两处质点的振动图线分别如图X28－8甲、乙所示，求此波的传播速度．图X28－86．【解析】 由所给出的振动图象可知周期T ＝4×10－3 s.由题图可知，t ＝0时刻，x1＝0的质点P(其振动图象即为图甲)在正最大位移处，x2＝1的质点Q(其振动图象即为图乙)在平衡位置向y 轴负方向运动，所以当简谐波沿x 轴正向传播时，PQ间距离为(n ＋34)λ1，当波沿x 轴负方向传播时，PQ 间距离为(n ＋14)λ2，其中n ＝0,1,2…因为(n ＋34)λ1＝1 m ，所以λ1＝43＋4nm 因为(n ＋14)λ2＝1 m ，所以λ2＝41＋4nm 波沿x 轴正向传播时的波速v1＝λ1T ＝1033＋4nm/s(n ＝0,1,2…) 波沿x 轴负向传播时的波速v2＝λ2T ＝1031＋4nm/s(n ＝0,1,2…)。
2018届高考物理一轮总复习第十三章机械振动与机械波章末检测卷
第十三章机械振动与机械波一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分．)1．(2016·温州质检)在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题，装置配重杆的主要目的是( )A．加大飞机的惯性B．使机体更加平衡C．使机翼更加牢固 D．改变机翼的固有频率解析：飞机飞上天后，在气流周期性驱动力作用下做受迫振动，机翼越抖越厉害说明气流驱动力周期与机翼的固有周期非常接近或相等．在机翼前缘处装置配重杆，目的是通过改变机翼的质量来改变其固有频率，使驱动力频率与固有频率相差较大，从而实现减振的目的，故D选项正确．答案：D2．(2016·荆州模拟)某单摆由1 m长的摆线连接—个直径2 cm的铁球组成，关于单摆周期，以下说法正确的是( )A．用等大的铜球代替铁球，单摆的周期不变B．用大球代替小球，摆长会变化，单摆的周期不变C．摆角从5°改为3°，单摆的周期会变小D．将单摆从赤道移到北极，单摆的周期会变大解析：根据单摆周期公式和单摆做简谐运动的等时性可知，用等大的铜球代替铁球，单摆的周期不变，选项A正确；由于摆长是从悬点到摆球中心的长度，故在用同样长的摆线连接铁球时，用大球代替小球，摆长会变化，单摆的周期会改变，选项B错误；单摆在小摆角下的摆动周期一样，选项C错误；将单摆从赤道移到北极，重力加速度增大，单摆的周期会变小，选项D错误．答案：A3．(2015·四川卷)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距 3 m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波( )A ．频率是30 HzB ．波长是3 mC ．波速是1 m/sD ．周期是0.1 s解析：木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，即波传播方向上的质点每分钟完成30次全振动，因此其周期为T ＝6030 s ＝2 s ，故选项D 错误；频率为f ＝1T＝0.5 Hz ，故选项A 错误；又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以s AB ＝32λ，解得波长为λ＝2s AB 3＝2 m ，故选项B 错误；根据波长、波速、周期间关系可知，这列水面波的波速为v ＝λT ＝22m/s ＝1 m/s ，故选项C 正确． 答案：C4．(2016·威海模拟)装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示．将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是( )解析：试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始计时时向上提起的距离，就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移，因此应选D.答案：D5．(2017·郑州模拟)在xOy 平面内有一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s ，振幅为A .M 、N 是平衡位置相距2 m 的两个质点，如图所示．在t ＝0时，M 通过其平衡位置沿y 轴正方向运动，N 位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1 s ．则()A ．该波的周期为53s B ．在t ＝13s 时，N 的速度一定为2 m/s C ．从t ＝0到t ＝1 s ，M 向右移动了2 mD ．从t ＝13 s 到t ＝23s ，M 的动能逐渐增大 解析：由题意：34λ＋λ＝2 m ，λ＝2n ＋34m(n ＝0，1，2，3，…)，所以周期T ＝λv ＝1n ＋34s ，由于T >1 s ，n 只能取0，T ＝43s ，选项A 错误；波传播速度不是各质点移动速度，质点也不随波迁移，选项B 、C 错误；质点M 在竖直方向做简谐振动，从t ＝13 s 到t ＝23s 正好处于T 4到T 2间，质点M 从最高处向平衡位置运动，速度越来越大，选项D 正确． 答案：D6．(2017·长春模拟)如图所示，在一条直线上两个振源A 、B 相距6 m ，振动频率相等，从t 0时刻A 、B 开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图象A 为甲，B 为乙．若A 向右传播的波与B 向左传播的波在t 1＝0.3 s 时相遇，则( )A．两列波在A、B间的传播速度均为10 m/sB．两列波的波长都是4 mC．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点D．t2＝0.7 s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下解析：因为两列波在同种介质中传播，所以两列波的波速相等，故有2vt1＝6 m，解得v＝10 m/s，选项A正确；由题图可知，两振源的周期均为T＝0.2 s，故两机械波的波长均为λ＝vT＝2 m，选项B错误；因为两波源的振动情况总相反，且两列波同时到达C点，故C点为振动减弱点，选项C错误；左侧波源发出的机械波经0.6 s到达B点，B点开始振动，起振方向向上，经0.1 s(半个周期)B点回到平衡位置且振动方向向下，选项D正确．答案：AD7．(2016·西安模拟)如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域，如图中实线所示．P是振动加强区域中的一点，从图中可看出( )A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．S1的传播速度大于S2的传播速度C ．P 点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱D ．当一列波的波峰传到P 点时，另一列波的波峰也一定传到P 点E ．两波源之间的距离一定在2个波长到3个波长之间解析：两个波源S 1、S 2的振动情况完全相同，则两列波叠加的区域振动加强的点到两个波源的波程差为半波长的偶数倍，P 点是振动加强的点，选项A 错误；在相同的介质中传播，S 1、S 2的传播速度相等，选项B 错误；在干涉现象中振动加强的点始终加强，选项C 错误；由P 点是振动加强的点，所以当一列波的波峰传到P 点时，另一列波的波峰也一定传到P 点，选项D 正确；S 1、S 2两个波源之间有五个振动加强的区域，如图所示，P 1是一个振动加强的点，设S 1到P 1的距离为l 1，S 2到P 1点的距离为l 2，则有l 2－l 1＝2λ，两个波源S 1、S 2的距离l ＝l 1＋l 2＝2λ＋l 1，其中0＜l 1≤λ2，所以2λ＜l ＜3λ，故选项E 正确． 答案：DE8．(2016·菏泽模拟)一列简谐横波在某一时刻的波形图如下图左所示，图中P 、Q 两质点的横坐标分别为x ＝1.5 m 和x ＝4.5 m ．P 点的振动图象如下图右所示．在下列四幅图中，Q 点的振动图象可能是( )解析：P 、Q 两质点间沿波的传播方向的距离为Δs ＝x Q －x P ＝3 m ＝34λ，波从P 传到Q 或者从Q 传到P 需用时间34T ，若波沿x 轴正方向传播，则Q 点落后于P 点，即Q 点经Δt ＝34T 后与P 点的振动情况相同，B 项正确；若波沿x 轴负方向传播，则P 点落后于Q 点，即P 点经Δt ＝34T 后与Q 点的振动情况相同，C 项正确． 答案：BC二、非选择题(本题共5小题，共52分．按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)9．(8分)(2017·衡阳模拟)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图所示．光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R 随时间t 的变化图线如图所示，则该单摆的振动周期为________．若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将________(填“变大”“不变”或“变小”)，图中的Δt 将________(填“变大”“不变”或“变小”)．解析：小球摆动到最低点时，挡光使得光敏电阻阻值增大，从t 1时刻开始，再经两次挡光完成一个周期，故T ＝2t 0；摆长为摆线长加小球半径，若小球直径变大，则摆长增加，由周期公式T ＝2πl g可知，周期变大；当小球直径变大时，挡光时间增加，即Δt 变大． 答案：2t 0 (2分) 变大 (3分) 变大(3分)10．(10分)有一弹簧振子在水平方向上的BC 之间做简谐运动，已知BC 间的距离为20 cm ，振子在2 s 内完成了10次全振动．若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t ＝0)，经过14周期振子有正向最大加速度．(1)求振子的振幅和周期；(2)在图中作出该振子的位移—时间图象；(3)写出振子的振动方程．解析：(1)振幅A ＝10 cm ，(2分)T ＝210s ＝0.2 s ．(2分)(2)14周期时具有正的最大加速度，故有负向最大位移．如图所示．(3分)(3)设振动方程为y ＝A sin(ωt ＋φ)，当t ＝0时，y ＝0，则sin φ＝0得φ＝0，或φ＝π，当再过较短时间，y 为负值，所以φ＝π，(1分)所以振动方程为y ＝10sin(10πt ＋π)cm.(2分)答案：(1)10 cm 0.2 s (2)见解析图(3)y ＝10sin(10πt ＋π)cm11．(10分)(2017·临沂模拟)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图所示，介质中质点P 、Q 分别位于x ＝2 m 、x ＝4 m 处．从t ＝0时刻开始计时，当t ＝15 s 时质点Q 刚好第4次到达波峰．(1)求波速；(2)写出质点P 做简谐运动的表达式(不要求推导过程)．解析：(1)设简谐横波的波速为v ，波长为λ，周期为T ，由图象知，λ＝4 m ．(1分) 由题意知t ＝3T ＋34T ，①(2分)v ＝λT，②(2分) 联立①②式，代入数据得v ＝1 m/s.③(1分)(2)质点P 做简谐运动的表达式为y ＝0.2sin(0.5πt )m.④(4分)答案：(1)1 m/s (2)y ＝0.2sin(0.5πt )m12．(12分)弹簧振子以O 点为平衡位置，在B 、C 两点间做简谐运动，在t ＝0时刻，振子从O 、B 间的P 点以速度v 向B 点运动；在t ＝0.2 s 时，振子速度第一次变为－v ；在t ＝0.5 s 时，振子速度第二次变为－v .(1)求弹簧振子振动周期T ；(2)若B 、C 之间的距离为25 cm ，求振子在4.0 s 内通过的路程；(3)若B 、C 之间的距离为25 cm.从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象．解析：(1)画出弹簧振子，简谐运动的示意图，如图所示．振子从P 点开始向B 运动并开始计时，当t ＝0.5 s 时，质点运动到P 点关于平衡位置O 的对称点P ′，振子的速度第二次为－v .由对称性可得T ＝0.5 s×2＝1.0 s ．(4分)(2)若B 、C 间距离为25 cm 则振幅A ＝12×25 cm ＝12.5 cm ，(2分) 振子4.0 s 内通过的路程s ＝4T×4×A ＝4×4×12.5 cm＝200 cm.(2分) (3)从平衡位置开始根据x ＝A sin ωt ，ω＝2πT＝2π， 得x ＝12.5sin 2πt cm.(2分)振动图象如图所示(2分)答案：(1)1.0 s (2)200 cm (3)x ＝12.5sin (2πt ) cm 图象见解析13．(12分)(2015·课标全国I 卷)甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播，波速均为25 cm/s ，两列波在t ＝0时的波形曲线如图所示，求：(1)t ＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16 cm 的所有质点的x 坐标；(2)从t ＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm 的质点的时间．解析：(1)t ＝0时，在x ＝50 cm 处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为16 cm, 两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm.从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为λ1＝50 cm, λ2＝60 cm.①(2分)甲、乙两列波波峰的x 坐标分别为x 1＝50＋k 1λ1, k 1＝0，±1，± 2，②(1分)x 2＝50＋k 2λ2，k 2＝0，±1，± 2.③(1分)由①②③式得，介质中偏离平衡位置为16 cm 的所有质点的x 坐标为x ＝(50＋300n ) cm ，n ＝0，±1，± 2.④(2分)(2)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为－16 cm ，t ＝0时，两列波谷间的x 坐标之差为Δx ′＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤50＋（2m 2＋1）λ22－⎣⎢⎡⎦⎥⎤50＋（2m 1＋1）λ12，⑤(1分) 式中m 1和m 2均为整数，将①代入⑤式得Δx ′＝10(6m 2－5m 1)＋5.⑥(2分)由于m 1和m 2均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为Δx ′＝5 cm.⑦(1分) 从t ＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm 的质点的时间为 t ＝Δx ′2v，⑧(1分) 代入数值得t ＝0.1 s ．⑨(1分)答案：(1)x ＝(50＋300n ) cm n ＝0，±1，±2(2)t ＝0.1 s。
2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论第4讲光的波动性电磁波和相对论课后
光的波动性 电磁波和相对论一、选择题(本题共12小题，1～3题为单选，4～12题为多选)1．(2016·福建福州八县一中期末)以下关于偏振片和增透膜的说法正确的是导学号 51343544( A )A ．3D 立体电影充分利用了光的偏振原理B ．为减小光在相机镜面处的反射使景物更清晰，可在照相机镜头前加一偏振片C ．照相机的增透膜厚度通常为光在该薄膜介质中波长的一半D ．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，可在照相机镜头前加一增透膜[解析] 3D 立体电影利用了光的偏振原理，用偏振片制成的眼镜仅仅只能通过某一振动方向的光，但是与普通有色眼镜比较，通过前者看到的物体颜色不变，故A 正确；为减小光在照相机镜面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一增透膜，所以B 错误；照相机的增透膜使得反射光发生干涉从而使其减弱，所以增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的14，C 错误；拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一偏振片，D 错误。
2．如图所示，强强乘飞行速度为0.9c (c 为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c ，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到光束的传播速度为导学号 51343545( D )A ．0.4cB ．0.5cC ．0.9cD ．1.0c[解析] 真空中的光速对任何观察者来说都是相同的，即为c ，所以D 正确。
3．(2015·北京理综)利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC 卡)的工作原理及相关问题。
IC 卡内部有一个由电感线圈L 和电容C 构成的LC 振荡电路。
公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。
刷卡时，IC 卡内的线圈L 中产生感应电流，给电容C 充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。
下列说法正确的是导学号 51343546( B )A ．IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B ．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC 卡才能有效工作C ．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L 中不会产生感应电流D ．IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息[解析] A 项，IC 卡由电感线圈产生感应电流为电容充电，故A 项错误。
2018高考物理第一轮复习专题机械振动、机械波学案鲁科版
机械振动、机械波【本讲教育信息】 一. 教学内容：机械振动、机械波本章的知识点： （一）机械振动 1、简谐运动（1）机械振动和回复力回复力f ：使振动物体返回平衡位置的力叫做回复力。
它时刻指向平衡位置。
回复力是以效果命名的力，它是振动物体在振动方向上的合外力，可能是几个力的合力，也可能是某一个力的分力。
并不一定是物体受的合外力。
（2）弹簧振子的振动①弹簧振子：一个物体和一根弹簧构成弹簧振子。
需要条件：物体可视为质点，弹簧为轻质弹簧，忽略一切阻力和摩擦。
②简谐振动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动。
受力特征：f =－kx 。
可以由回复力f =－kx 证明一种运动为简谐运动。
2、振动的描述①简谐运动的振幅、周期和频率：振幅A ：物体偏离平衡位置的最大距离。
标量，反映振动的强弱和振动的空间范围。
周期T 和频率f ：描述振动快慢的物理量。
其大小由振动系统本身的性质决定，所以也叫固有周期和固有频率。
②简谐运动的振动图像：物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律。
横轴表示时间，纵轴表示质点在不同时刻偏离平衡位置的位移。
需要注意的是振动图像不是质点的运动轨迹。
简谐运动的振动图像为正（余）弦函数曲线。
振动图像的应用：①可读取A 、T 及各时刻的位移；②判断v 、x 、f 、a 、的方向及变化情况和E k 、E p 的变化情况。
③简谐运动的公式表达；t TA x π2sin= 3、单摆①单摆，在小振幅条件下单摆作简谐振动在一条不可伸长的轻质细线下端拴一质点，上端固定，这样的装置就叫单摆。
单摆振动在偏角很小（θ＜5°）的情况下，才可以看成是简谐运动。
单摆做简谐运动的回复力为重力在垂直于摆线方向上的分力。
等效摆长：单摆的摆长是悬点到球心的距离。
图1单摆模型中的摆长为圆的半径减去球的半径，图2中的摆长不断的在变化，它先以摆长l 1摆动半个周期，再以摆长l 2摆动半个周期。
2018版高考物理一轮复习练习：第十五章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第2讲 含解析 精品
选修3－4第十五章第2讲一、选择题(本题共8小题，1～3题为单选，4～8题为多选)1．(2018·陕西西安期末)如图所示，一产生机械波的波源O正在做匀速直线运动，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布，为了使静止的频率传感器能接收到波的频率最高，则应该把传感器放在导学号51343488(D)A．A点B．B点C．C点D．D点[解析]根据多普勒效应，当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大，如果二者远离，观察者接收到的频率减小。
为了使静止的频率传感器能接收到波的频率最高，频率传感器与机械波波源应该相互靠近，频率传感器应该放在D点位置，所以D项正确。
2．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。
内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来减弱高速气流产生的噪声。
干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到减弱噪声的目的。
若Δr＝r2－r1，则Δr等于导学号51343489(C)A．波长的整数倍B．波长的奇数倍C．半波长的奇数倍D．半波长的偶数倍[解析]根据波的干涉，两列波的路程差等于半波长的奇数倍时，叠加后减弱，从而达到减弱噪声的目的，C正确。
3．在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正、负方向传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5m/s，振幅为20cm。
下列说法正确的是导学号51343490(B)A ．波的频率与波源的频率无关B ．此时P 、Q 两质点振动方向相同C ．再经过0.5s ，波恰好传到坐标为(－5m,0)的位置D ．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz[解析] 波的频率等于波源振动的频率，A 错误；根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知，关于O 点对称的两点在同一时刻的振动情况相同，该时刻P 、Q 两点均向下振动，B 正确；T ＝λv ，解得T ＝0.4s ，再过t ＝0.5s ＝114T ，波传播距离 为s ＝54λ＝2.5m ，波恰好传到坐标为(－5.5m,0)的位置，C 错误；该波的频率f ＝1T＝2.5Hz ，D 错误。
2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论综合过关规范限时检测
第十五章 综合过关规范限时检测满分100分，考试时间60分钟。
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。
1～4题为单选，5～8题为多选，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1．下列相关说法中，正确的是导学号 51343557( D )A ．只要是波，都能发生衍射、干涉和偏振现象B ．火车过桥要慢开，目的是使驱动力的频率远大于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁C ．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波D ．由爱因斯坦的狭义相对论可知，质量、长度和时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的[解析] 只要是波，都能发生衍射、干涉现象，而只有横波才能产生偏振现象，故A 错误；火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁，故B 错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场，均匀变化的电场不能产生电磁波，故C 错误；由爱因斯坦的狭义相对论可知，质量、长度和时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的，故D 正确。
2.质点以坐标原点O 为中心位置在y 轴上做简谐运动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为1.0m/s ，起振后0.3s 此质点立即停止运动，再经过0.1s 后的波形图为导学号 51343558( A )[解析] 根据振动图象得知，t ＝0时刻质点沿y 轴正方向振动，即波源的起振方向沿y 轴正方向，则介质中各质点的起振方向均沿y 轴正方向，与波源质点振动方向相同。
起振后0.3s 此质点立即停止运动，形成34λ的波形。
由振动图象读出周期T ＝0.4s ，波长λ＝vT ＝0.4m ，则再经过0.1s 后，即t ＝0.4s 时波总共传播的距离为s ＝vt ＝0.4m ，传到x ＝0.4m处，故A 正确，B 、C 、D 错误。
3．(2016·北京东城区一模)如图，一束白光沿半径方向从A 点射入半圆形玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a 、b 为折射光的上下边界，c 为反射光，若入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失，在光带完全消失之前，下列说法正确的有导学号 51343559( D )A ．c 光逐渐变暗B ．ab 光带逐渐变亮C ．a 光与b 光相比，a 光先消失D ．单色光a 通过玻璃砖所需的时间小于单色光b 通过玻璃砖所需的时间[解析] 由图知单色光a 的折射率小于单色光b 的折射率，又由n ＝c v知，单色光a 在玻璃中的速率比b 的大，故通过玻璃砖所需的时间小于单色光b 通过玻璃砖所需的时间，D 正确；入射点从A 向B 缓慢移动时，越来越多的光发生全反射，故c 光逐渐变亮，ab 光带逐渐变暗，b 光是先消失的，即A 、B 、C 均错误。
2018版高考物理新课标一轮复习教师用书：第十三章 波
第2讲 机械波知识点一 机械波 横波和纵波 1.机械波的形成条件(1)有发生机械振动的 . (2)有 ，如空气、水等. 2.传播特点(1)机械波传播的只是振动的 和 ，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波 .(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与 的振动周期和频率相同. (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A ，位移为 . 3.机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互 的波，有 (凸部)和 (凹部).(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在 上的波，有 和疏部. 答案：1.(1)波源 (2)传播介质 2.(1)形式 能量 迁移 (2)波源 零 3.(1)垂直 波峰 波谷 (2)同一直线 密部知识点二 横波的图象 波速、波长和频率的关系 1.横波的图象(1)坐标轴：横轴表示各质点的 ，纵轴表示该时刻各质点的 . (2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开 的位移. 2.波长、波速、频率及其关系(1)波长λ：在波动中，振动相位总是 的两个相邻质点间的距离. (2)波速v ：波在介质中的传播速度，由 本身的性质决定. (3)频率f ：由波源决定，等于波源的 .(4)波长、波速和频率的关系：①v ＝ ；②v ＝λT.答案：1.(1)平衡位置 位移 (2)平衡位置 2.(1)相同 (2)介质 (3)振动频率 (4)①λf 知识点三 波的干涉和衍射现象 多普勒效应 1.波的干涉和衍射(1)条件：声源和观察者之间有 . (2)现象：观察者感到 发生变化.(3)实质：声源频率 ，观察者接收到的频率 .答案：1.相同 尺寸 干涉图样 绕过障碍物 2.(1)相对运动 (2)频率 (3)不变 变化(1)在机械波中各质点不随波的传播而迁移.( )(2)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移. ( )(3)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同. ( ) (4)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍. ( ) (5)波速表示介质中质点振动的快慢. ( ) (6)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象. ( ) (7)一切波都能发生衍射现象.( )(8)多普勒效应说明波源的频率发生变化. ( ) 答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)×考点波的形成与传播1.波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同.2.介质中每个质点做的都是受迫振动，所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同.因此可以断定：波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变.3.振源经过一个周期T 完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有v ＝λT＝λf .4.质点振动nT (波传播n λ)时，波形不变.5.相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反.[典例1] (2018·新课标全国卷Ⅰ)(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 HzC.该水面波的波长为3 mD.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[解析] 水面波是一种机械波，选项A 正确.根据第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s 可知，该水面波的周期为T ＝159 s ＝53 s ，频率为f ＝1T ＝0.6 Hz ，选项B 错误.该水面波的波长为λ＝vT ＝1.8×53 m ＝3 m ，选项C 正确.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时介质中的质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，但能量会传递出去，选项D 错误，E 正确.[答案] ACE[变式1] (多选)如图所示，a 、b 、c 、d 是均匀媒质中x 轴上的四个质点，相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 sD.在4 s<t <6 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 解析：波由a 到d 匀速传播，v ＝2 m/s ，t ＝ad v ＝12 m2 m/s＝6 s ， A 项正确.第一个波峰在t 1＝3 s 时产生于a 点，再经t 2＝ac v ＝6 m2 m/s＝3 s 到达c 点，共计t ＝t 1＋t 2＝6s ，B 项错误.a 点从向下起振至到达最高点用时3 s ，可知34T ＝3 s ，即T ＝4 s ， 则b 点的振动周期也为4 s ，C 项正确.波经t 2＝acv＝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T 4＝1 s ，共计4 s 到达最低点，再经T2＝2 s 可到达最高点，故在4 s<t <6 s 的时间内点c 向上运动，D 项正确.因λ＝v ·T ＝8 m ，而db ＝10 m ＝114λ，并不是12λ或12λ的奇数倍，故E 项错误.波的传播规律(1)当介质中有机械波传播时，质点本身并不随波迁移，只是在平衡位置附近往复运动，机械波向外传播的只是机械振动这种运动形式.(2)波在传播振动这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去.波是传递能量的一种重要方式.考点 波的图象的理解和应用1.波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移.如图所示.2.图象的应用(1)直接读取振幅A 和波长λ，以及该时刻各质点的位移. (2)确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小.(3结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向.考向1 波的传播方向与质点振动方向的互判[典例2] 如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P 的振动周期为0.4 s.求该波的波速并判断P 点此时的振动方向.[解析] 由题图知波的波长λ＝1.0 m ，又周期T ＝0.4 s ， 则该波的波速v ＝λT＝2.5 m/s.波向x 轴正方向传播，根据靠近振源的质点带动后面的质点振动，可以判断P 点沿y 轴正方向振动.[答案] 2.5 m/s 沿y 轴正方向[变式2] (2018·北京卷)周期为2.0 s 的简谐横波沿x 轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波( )A.沿x 轴正方向传播，波速v ＝20 m/sB.沿x 轴正方向传播，波速v ＝10 m/sC.沿x 轴负方向传播，波速v ＝20 m/sD.沿x 轴负方向传播，波速v ＝10 m/s答案：B 解析：质点P 沿y 轴负方向运动，根据振动方向与波的传播方向的关系，可判定该波沿x 轴正方向传播.由波的图象可知λ＝20 m ，根据v ＝λT得波速v ＝10 m/s.选项B 正确.考向2 根据波的图象求解其他物理量[典例3] (2018·湖北孝感调研)(多选)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，周期为T .在t ＝0时的波形如图所示，波上有P 、Q 两点，其纵坐标分别为y P ＝2 cm ，y Q ＝－2 cm ，下列说法中正确的是( )A.P 点的振动形式传到Q 点需要T2B.P 、Q 在振动过程中，位移的大小总相等C.在5T4内，P 点通过的路程为20 cmD.经过3T8，Q 点回到平衡位置E.在相等时间内，P 、Q 两质点通过的路程相等[解析] 由图看出，P 、Q 两点所对应的平衡位置间的距离等于半个波长，因简谐横波传播过程中，在一个周期内传播一个波长，则P 点的振动形式传到Q 点需要半个周期T2，P 、Q 两点的振动情况总是相反，所以在振动过程中，它们的位移大小总是相等，故A 、B 正确.若图示时刻P 点在平衡位置或最大位移处，在54T 内，P 点通过的路程为：s ＝5A ＝5×4 cm＝20 cm ，而实际上图示时刻，P 点不在平衡位置或最大位移处，所以在54T 内，P 点通过的路程不是20 cm ，故C 错误.图示时刻，Q 点向下运动，速度减小，所以从图示位置运动到波谷的时间大于T8，再从波谷运动到平衡位置的时间为T 4，所以经过38T ，Q 点没有回到平衡位置，故D 错误.由于P 、Q 两点的振动步调总是相反，所以在相等时间内，P 、Q 两质点通过的路程相等，故E 正确.[答案]ABE波的传播方向与质点的振动方向的判断方法考点振动图象和波的图象的综合应用振动图象和波的图象的比较考向1 根据振动图象画出波的图象[典例4] 波源S 的振动图象如图甲所示，由此产生的简谐波向右传播，已知波上两点S 、P 相距1.5 m ，如图乙所示，波速v ＝6 m/s ，求：(1)作出t ＝0.25 s 时S 、P 间的波形图； (2)在t ＝0到t ＝0.5 s 内，P 点运动的路程. [解析] 由图甲可知该波的周期T ＝0.2 s 所以该波的波长λ＝vT ＝1.2 m 又SPλ＝114波由S 点传到P 点用时t 1＝SPv＝0.25 s 则当t ＝0.25 s 时，P 点开始振动(向下振动)，SP 间的波形图如图所示而在0～0.5 s 内P 点振动的时间t 2＝t －t 1＝0.25 s 运动的路程为s ＝0.250.2×4A ＝5A ＝25 cm.[答案] (1)见解析图 (2)25 cm考向2 由波的图象和某一质点的振动图象判断波的传播规律[典例5] (2018·天津卷)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a 、b 两质点的横坐标分别为x a ＝2 m 和x b ＝6 m ，图乙为质点b 从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是( )A.该波沿＋x 方向传播，波速为1 m/sB.质点a 经4 s 振动的路程为4 mC.此时刻质点a 的速度沿＋y 方向D.质点a 在t ＝2 s 时速度为零[解析] 由题图乙可知，简谐横波的周期T ＝8 s ，且t ＝0时质点b 沿＋y 方向运动，根据振动和波动的关系，波沿－x 方向传播，质点a 沿－y 方向运动，选项A 、C 错误；质点a经过4 s 振动的路程s ＝tT·4A ＝1 m ，选项B 错误；质点a 在t ＝2 s 时，处于负向最大位移处，速度为零，选项D 正确.[答案] D考向3 由两质点的振动图象判断波的传播规律[典例6] 一列简谐横波沿直线由a 向b 传播，相距10.5 m 的a 、b 两处的质点振动图象如图中a 、b 所示，则( )A.该波的振幅可能是20 cmB.该波的波长可能是8.4 mC.该波的波速可能是10.5 m/sD.该波由A 传播到b 可能历时7 s[解析] 题目中给出了两个质点的振动图象，从图中直接可以看出振动的振幅为10 cm ，周期为4 s ，A 错误；因为波是沿着a 向b 传播，所以从振动形式可以看出，b 比a 至少晚振动34个周期，满足t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋34T ＝(4n ＋3) s(n ＝0,1,2，…)，再利用v ＝λT ＝s t ，可得B 、C 错误，D 正确.[答案] D波的图象和振动图象的应用(1)判断波的传播方向与质点振动方向的依据是波的传播特点，即后一质点的振动总滞后于前一质点，或前一质点总是带动后一质点振动.任一质点的起振方向都跟波源的起振方向一致.(2)利用振动图象和波的图象解决实际问题时，应充分理解两图象的物理意义，将两者结合起来进行分析，这也是解决问题的关键.①已知波形图和波的传播方向，可以确定质点的振动方向. ②已知质点的振动方向和波的的图象，可以确定波的传播方向.考点波的多解问题造成波动问题多解的主要因素1.周期性(1)时间周期性：时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确.(2)空间周期性：波传播距离Δx 与波长λ的关系不明确. 2.双向性(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定. (2)振动方向双向性：质点振动方向不确定. 3.波形的隐含性形成多解在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态.这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性.考向1 空间的周期性形成多解[典例7] (多选)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为( )A.4 m 、6 m 和8 mB.6 m 、8 m 和12 mC.4 m 、6 m 和12 mD.4 m 、8 m 和12 m[解析] 根据题意，有以下三种情况符合要求：ab ＝6 m ，即λ12＝6 m ， λ1＝12 m.cd ＝6 m ，即λ2＝6 m.ef ＝6 m ，即32λ3＝6 m ， λ3＝4 m ，故C 正确，A 、B 、D 错误.[答案] C考向2 波传播的双向性和空间的周期性形成的多解[典例8] 一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m 的a 、b 两质点的振动图象如图所示，下列描述该波的图象可能正确的是( )[解析] 根据a 、b 两质点的振动图象可知其间距应为λ4的奇数倍，即n λ4＝9 m(n ＝1,3,5，…)，那么波长λ的可能值是：36 m 、12 m 、365 m 、367 m 、4 m 、3611m 等等.综上可知答案为A 、C.[答案] AC考向3 波的周期性和波的叠加形成多解[典例9] (2018·新课标全国卷Ⅰ)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正向和负向传播，波速均为v ＝25 cm/s.两列波在t ＝0时的波形曲线如图所示.求：(1)t ＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16 cm 的所有质点的x 坐标；(2)从t ＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm 的质点的时间.[解题指导] 解答本题需注意以下几点：(1)确定两列波的波长和传播方向；(2)从图中找到两列波单独传播时波峰的坐标及叠加后波峰的位置坐标.(3)找到t ＝0时刻波谷的位置坐标及两个波谷间的最小距离.[解析] (1)t ＝0时，在x ＝50 cm 处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为 16 cm.两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm.从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为λ1＝50 cm ，λ2＝60 cm ①甲、乙两列波波峰的x 坐标分别为x 1＝50＋k 1λ1，k 1＝0，±1，±2，…②x 2＝50＋k 2λ2，k 2＝0，±1，±2，…③由①②③式得，介质中偏离平衡位置位移为16 cm 的所有质点的x 坐标为x ＝(50＋300n ) cm ，n ＝0，±1，±2，….④(2)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为－16 cm.t ＝0时，两列波波谷间的x 坐标之差为Δx ′＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤50＋（2m 2＋1）λ22－⎣⎢⎡⎦⎥⎤50＋（2m 1＋1）λ12⑤ 式中，m 1和m 2均为整数.将①式代入⑤式得Δx ′＝10×(6m 2－5m 1)＋5⑥由于m 1、m 2均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为Δx ′0＝5 cm ⑦从t ＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm 的质点的时间为t ＝Δx ′02v⑧ 代入数值得t ＝0.1 s.⑨[答案] (1)x ＝(50＋300n ) cm(n ＝0，±1，±2，…) (2)0.1 s波的多解问题的思路(1)先考虑波传播的“双向性”，例如，nT ＋14T 时刻向右传播的波形和nT ＋34T 时刻向左传播的波形相同.(2)再考虑波的周期性，若已知一段时间，就要找出与周期的关系，写成t ＝nT ＋Δt (Δt ＜T )；若已知一段距离，就要找出与波长的关系，写成x ＝n λ＋Δx (Δx ＜λ). 考点 波的干涉和衍射 多普勒效应考向1 对波的干涉的理解1.稳定干涉中，振动加强区域和振动减弱区域的空间位置是不变的.加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.2.振动加强的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于波长的整数倍(半波长的偶数倍)，振动减弱的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于半波长的奇数倍.3.只有符合干涉条件的两列波相遇时才能产生干涉现象；任何波都能发生衍射现象，而发生明显衍射现象需要一定的条件.[典例10] (2018·福建漳州八校三联)(多选)如图所示为两列沿绳传播的(虚线表示甲波，实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形，M 为绳上x ＝0.2 m 处的质点，则下列说法中正确的是( )A.图示时刻质点M 的速度为零B.M 点是振动加强点C.甲波的传播速度v 1比乙波的传播速度v 2大D.由图示时刻开始，再经甲波的34周期，质点M 将位于波峰 E.位于原点的质点与M 点的振动方向总是相反的[解析] 图示时刻，两波在质点M 处引起的振动方向相同，速度最大，振动加强，A 错误，B 正确；两波在同一介质中传播，波速相同，C 错误；图示时刻M 质点向下振动，再经甲波的34周期，质点M 将位于波峰，D 正确；O 、M 平衡位置之间的距离等于半个波长，振动方向总相反，E 正确.[答案] BDE考向2 对波的衍射的理解波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长.[典例11] (多选)图中S 为在水面上振动的波源，M 、N 是水面上的两块挡板，其中N 板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A 处水面没有振动，为使A 处水面也能发生振动，可采用的方法是( )A.使波源的频率增大B.使波源的频率减小C.移动N 使狭缝的间距增大D.移动N 使狭缝的间距减小[解析] 使孔满足明显衍射的条件即可，或将孔变小，或将波长变大，B 、D 正确.[答案] BD考向3 对多普勒效应的理解1.接收频率：观测者接收到的频率等于观测者在单位时间内接收到的完整波的个数.当波以速度v 通过接收者时，时间t 内通过的完整波的个数为N ＝vt λ. 2.多普勒效应的两种情况[典例12] (多选)如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆，下列关于女同学的感受的说法正确的是( )A.女同学从A 向B 运动过程中，她感觉哨声音调变高B.女同学从E 向D 运动过程中，她感觉哨声音调变高C.女同学在C 点向右运动时，她感觉哨声音调不变D.女同学在C 点向左运动时，她感觉哨声音调变低[解析] 在女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感觉哨声音调变高；反之，女同学向左运动，她都感觉音调变低，所以选项A 、D 正确，B 、C 错误.[答案] AD对多普勒效应的进一步理解(1)发生多普勒效应时，波源的真实频率不会发生任何变化，只是观察者接收到的波的频率发生了变化.(2)观察者接收到的波的频率发生变化的原因是观察者与波源之间有相对运动.1.[波的干涉](多选)两列振动方向相同、振幅分别为A 1和A 2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|A 1－A 2|B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A 1＋A 2C.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 解析：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，选项B 、C 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，故选项A 、D 正确.2.[波的形成与传播]如图甲所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上，相邻两点间距离为d .质点1开始振动时速度方向竖直向上，振动由此开始向右传播.经过时间t ，前13个质点第一次形成如图乙所示的波形.关于该波的周期与波长说法正确的为( )A.23t,9d B.23t,8d C.t 2，9d D.t 2，8d 答案：D 解析：根据振动的周期性和波的传播特点可知，质点13此时的振动方向向下，而波源的起振方向向上，所以从质点13算起，需要再经T 2时间振动的方向才能向上，即与波源的起振方向相同，图上还有半个波长的波没有画出，设周期为T ，则t ＝32T ＋T 2＝2T ，即T ＝t 2；相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长，由题意知波长为8d ，故D 正确. 3.[波的图象](多选)在均匀介质中坐标原点O 处有一波源做简谐运动，其表达式为y ＝5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2t ，它在介质中形成的简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x ＝12 m 处，波形图象如图所示，则( )A.此后再经6 s 该波传播到x ＝24 m 处B.M 点在此后第3 s 末的振动方向沿y 轴正方向C.波源开始振动时的运动方向沿y 轴负方向D.此后M 点第一次到达y ＝－3 m 处所需的时间是2 s答案：AB 解析：由题中波的图象可知，该波的波长λ＝8 m ，由波源简谐运动的表达式y ＝5sin π2t (m) 可知，ω＝π2 rad/s ，周期T ＝2πω＝4 s ，波速v ＝λT＝2 m/s.此后再经6 s ，该波再向前传播的距离s ＝vt ＝2×6 m＝12 m ，即再经6 s ，该波传播到x ＝12 m＋12 m ＝24 m 处，选项A 正确.题中波的图象上此时M 点向下振动，在此后的第3 s 末⎝⎛⎭⎪⎫即经过3T 4的振动方向沿y 轴正方向，选项B 正确.由题图为某时刻波刚好传播到x ＝12 m 时的波的图象可知，波源开始振动时的方向沿y 轴正方向，选项C 错误.题图中M 点振动方向向下，此后M 点第一次到达y ＝－3 m 处所需的时间小于半个周期，即小于2 s ，选项D 错误.4.[波传播的双向性]平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动，产生频率为50 Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s.平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着，P 、Q 的x 轴坐标分别为x P ＝3.5 m 、x Q ＝－3 m.当S 位移为负且向－y 方向运动时，P 、Q 两质点的( )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 解析：由题可知，波动周期为T ＝1f ＝150s ＝0.02 s ，波长λ＝vT ＝2 m ，则x Q ＝3 m ＝112λ，因此Q 质点与S 质点的振动完全相反，当S 质点位移为负，且向－y 方向运动时，Q 质点的位移为正，且向＋y 方向运动，两质点位移大小相等；x P ＝3.5 m ＝134λ，则P 质点的位移也一定为负，但沿＋y 方向运动，因此P 质点和Q 质点的位移方向相反，速度方向相同.D 项正确，A 、B 、C 项错误.5.[波传播的双向性和周期性]如图所示，一简谐横波在t ＝0时的波形是图中实线，在t 1＝0.2 s 时的波形是图中虚线，P 为介质中x ＝4 m 处的质点，则( )A.该波一定沿x 轴正方向传播B.该波的传播速度可能为5 m/sC.从t ＝0开始，质点P 经过0.2 s 沿x 轴正方向运动1 mD.t ＝0.4 s 时，质点P 的位置y ＝4 cm答案：B 解析：当波向左传播时，传播的距离x ＝n λ＋34λ＝4n ＋3，0.2 s ＝nT ＋34T ，波速v ＝(20n ＋15) m/s ，T ＝0.84n ＋3(n ＝0,1,2,3，…).当波向右传播时，传播的距离x ＝n λ＋14λ＝4n ＋1，0.2 s ＝nT ＋14T ，波速v ＝(20n ＋5) m/s ，T ＝0.84n ＋1(n ＝0,1,2,3，…).由于波传播方向的不确定性，所以据波形图与时间无法判断该波的传播方向，故A 错误；据以上分析可知，当波向右传播时，该波的波速可能为5 m/s ，故B 正确；据波传播特点可知，各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，故C 错误；据波的图象可知，t ＝0.4 s 时，质点P 的位置y ＝0，故D 错误.。
2018年全国卷高考物理总复习《机械振动和机械波》专题演练(含答案)
2018年全国卷高考物理总复习《机械振动和机械波》专题演练1．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。
以平衡位置O为原点，建立Ox轴。
向右为x的轴的正方向。
若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为（）【答案】A2．（多选）在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为π5sin()2y t ，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12 m处，波形图象如图所示，则（）A．此后再经6 s该波传播到x=24 m处B．M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D．此后M点第一次到达y=–3 m处所需时间是2 s【答案】AB3．（多选）简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。
则（）A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B．该波从P传到Q的时间可能为7 sC．该波的传播速度可能为2 m/sD．该波的波长可能为6 m【答案】AD4．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 HzC．该水面波的波长为3 mD．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】ACE5．一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=13s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：（i）简谐波的周期、波速和波长；（ii）质点O的位移随时间变化的关系式。
2018版高考物理一轮复习 第15章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第1讲 机械振动模拟 新
机械振动1．(2016·北京理综)如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。
以平衡位置O为原点，建立Ox轴。
向右为x轴正方向。
若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为导学号 51343453( A )[解析]由题意，向右为x轴的正方向，振子位于N点时开始计时，因此t＝0时，振子的位移为正的最大值，振动图象为余弦函数，A项正确。
2．(多选)(2016·海南物理)下列说法正确的是导学号 51343454( ABD )A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向[解析]在同一地点，重力加速度g为定值，根据单摆周期公式T＝2πLg可知，周期的平方与摆长成正比，故选项A正确；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与转化，根据机械守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，故选项B正确；根据单摆周期公式T＝2πLg可知，单摆的周期与质量无关，故选项C错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选项D正确；若弹簧振子初始时刻在波峰或波谷位置，知道周期后，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初始时刻不在波峰或波谷位置，则无法确定，故选项E错误。
3．(多选)(2015·山东理综)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。
以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt)m。
t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。
取重力加速度的大小g＝10m/s2。
以下判断正确的是导学号 51343455( AB )A. h ＝1.7mB ．简谐运动的周期是0.8sC. 0.6s 内物块运动的路程是0.2mD. t ＝0.4s 时，物块与小球运动方向相反[解析] t ＝0.6s 时，物块的位移为y ＝0.1sin(2.5π×0.6)m＝－0.1m ；则对小球h ＋|y |＝12gt 2，解得h ＝1.7m ，选项A 正确；简谐运动的周期是T ＝2πω＝2π2.5π＝0.8s ，选项B 正确；0.6s 内物块运动的路程是3A ＝0.3m ，选项C 错误；t ＝0.4s ＝T 2，此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项D 错误；故选A 、B 。
最新-山东省2018届高三物理复习 第一章 机械振动 机械
选修3-4 第1章 机械振动 机械波【例1】（2018·全国卷Ⅰ·21）一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点。
0t =时刻振子的位移0.1m x =-；4s 3t =时刻0.1m x =；4s t =时刻0.1m x =。
该振子的振幅和周期可能为（ ）A ．0. 1 m ，8s 3B ．0.1 m, 8sC ．0.2 m ，8s 3D ．0.2 m ，8s 【答案】A 【解析】在t =34s 和t =4s 两时刻振子的位移相同，第一种情况是此时间差是周期的整数倍nT =-344，当n=1时38=T s 。
在34s 的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最大，所以振幅是0.1m 。
A 正确。
第二种情况是此时间差不是周期的整数倍则2)344()034(TnT +=-+-，当n=0时8=T s ，且由于2t ∆是1t ∆的二倍说明振幅是该位移的二倍为0.2m 。
如图答案D 。
类型二 简谐运动的图象【例2】（2018·温州模拟)如图所示为一弹簧振子的振动图象,试完成以下问题:(1)写出该振子简谐运动的表达式.(2)在第2 s 末到第3 s 末这段时间内,弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100 s 的总位移是多少?路程是多少? 【答案】(1)(2)见解析 (3)0 5 m【详解】 (1)由振动图象可得：A=5 cm,T=4 s, =0则，故该振子做简谐运动的表达式为：(2)由图可知,在t=2 s 时振子恰好通过平衡位置,此时加速度为零,随着时间的延续,位移值不断加大,加速度的值也变大,速度值不断变小,动能不断减小,弹性势能逐渐增大.当t=3 s 时,加速度的值达到最大,速度等于零,动能等于零,弹性势能达到最大值.(3)振子经过一个周期位移为零,路程为5×4 cm=20 cm,前100 s 刚好经过了25个周期,所以前100 s 振子位移x=0,振子路程s=20×25 cm=500 cm=5 m. 类型三 振动图象和波动图象的综合应用 【例3】（2018·北京·17）一列横波沿x 轴正向传播，a 、b 、c 、d 为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。
2018版高三物理一轮复习 专题12 机械振动与机械波(含2015年高考真题)
专题12 机械振动与机械波1.（15北京卷）周期为2.0S 的简谐横波沿X 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波沿X 轴正方向传播，波速m 20=υ沿X 轴正方向传播，波速s m 10=υ沿X 轴负方向传播，波速m 20=υ沿X 轴负方向传播，波速s m 10=υ答案：B解析：根据机械波的速度公式v=T λ,由图可知波长为 20m ，再结合周期为2.0s ，可以得出波速为 10m/s.应用“上下坡法”方法判断波沿 x 轴正方向传播.故答案为 B 选项.2.（15海南卷）一列沿x 轴正方向传播的简谱横波在t =0时刻的波形如图所示，质点P 的x坐标为3m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s.下列说法正确的是A. 波速为4m/sB. 波的频率为1.25HzC. x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波谷D. x 的坐标为22m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波峰E. 当质点P 位于波峰时，x 坐标为17m 的质点恰好位于波谷答案：BDE解析：任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ，则10.42T s =，解得0.8T s =,从图像中可知4m λ=，所以根据公式45/0.8v m s T λ===，故A 错误；根据公式1f T=可得波的频率为1.25Hz ，B 正确；x 坐标为15m 的质点和x 坐标为3m 的质点相隔12m ，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x 坐标为3m 的质点经过t =0.2s 即四分之一周期振动到平衡位置，所以x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时振动到平衡位置，C 错误；x 的坐标为22m的质点和x 的坐标为2m 的质点为同相点，x 的坐标为2m 的质点经过t =0.2s 即四分之一周期恰好位于波峰，故x 的坐标为22m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波峰，D 正确；当质点P 位于波峰时，经过了半个周期，而x 坐标为17m 的质点和x 坐标为1m 的质点为同相点，经过半个周期x 坐标为1m 的质点恰好位于波谷，E 正确；3.（15重庆卷）题11图2为一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P 的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P 点此时的振动方向.答案： 2.5/v m s =；P 点沿y 轴正向振动解析： 由波形图可知 1.0m λ= 距 2.5/v m s T λ==波沿x 轴正方向，由同侧法可知P 点沿y 轴正向振动.4.（15新课标2卷）平衡位置位于原点O 的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播，P 、Q 为x 轴上的两个点（均位于x 轴正向），P 与Q 的距离为35cm ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T =1s ，振幅A =5cm.当波传到P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s ，平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置，求：（ⅰ）P 、Q 之间的距离（ⅱ）从t =0开始到平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程.解析：（1）由题意，O 、P 两点的距离与波长满足：λ45=OP 波速与波长的关系为：T v λ=在t =5s 时间间隔内波传播的路程为vt ，由题意有：4λ+=PQ vt综上解得：PQ =133cm（2）Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：T t t 451+= 波源由平衡位置开始运动，每经过4T ，波源运动的路程为A ，由题意可知：T t 41251⨯= 故t 1时间内，波源运动的路程为s =25A =125cm。
[配套K12]2018版高考物理一轮总复习 第15章 机械振动 机械波 第1讲 机械振动
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第1讲 机械振动时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。
其中1～6为单选，7～10为多选) 1．如图所示，物体A 和B 用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，A 的质量为m ，B 的质量为M ，弹簧的劲度系数为k 。
当连接A 、B 的绳突然断开后，物体A 将在竖直方向上做简谐运动，则A 振动的振幅为( )A.Mg kB.mg kC.M ＋m gkD.M ＋m g2k答案 A解析 A 、B 静止时弹簧被拉长，形变量为x 1，根据胡克定律得出kx 1＝(M ＋m )g ，得出x 1＝M ＋m gk，A 物体做简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置，弹簧的弹力等于物体A 的重力，此时弹簧的伸长量为x 2，根据胡克定律kx 2＝mg 可以得出x 2＝mg k，由初始位置的弹簧伸长量减去平衡位置的弹簧伸长量就是简谐运动的振幅，故振幅A ＝x 1－x 2＝Mgk，A 选项正确，其他选项错误。
2．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A 与驱动力频率f 的关系)如图所示，则( )A．此单摆的固有周期约为0.5 sB．此单摆的摆长约为1 mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动答案 B解析由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期为2 s；再由T＝2πl g ，得此单摆的摆长约为1 m；若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰将向左移动。
故选项B正确。
3．[2016·温州联考]如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在O点时，弹簧处于原长，A、B为关于O对称的两个位置，现在使小球带上负电，并让小球从B点静止释放，那么下列说法正确的是( )A．小球仍然能在A、B间做简谐运动，O点是其平衡位置B．小球从B运动到A的过程中，动能一定先增大后减小C．小球不可能再做简谐运动D．小球从B点运动到A点，其动能的增加量一定等于电势能的减少量答案 D解析小球仍然能在水平面上做简谐运动，但不在A、B间，且平衡位置为电场力与弹簧弹力平衡的位置即在O点左侧的某个位置，所以小球能达到A点左侧，故A、C选项错误；小球从B运动到A的过程中，在达到平衡位置之前，动能一直增大，因此B运动到A的过程中，小球的动能有可能先增大后减小，也可能一直增大，故B选项错误；小球从B点运动到A点，弹簧形变量相同，其弹性势能不变，根据能量守恒，其动能的增加量一定等于电势能的减小量，故D选项正确。
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【模拟试题】（答题时间：80分钟）
1. 一个物体放在振动的平台上，随平台一起在竖直方向做简谐振动，则下列说法正确的是
A. 在最低点物体对平台的压力最大
B. 在平衡位置对平台的压力为零
C. 向上运动时对平台的压力大于物体的重量
D. 物体随平台振动的最大加速度为g
2. 简谐运动的物体，回复力和位移的关系图是下面所给四个图象中的哪一个？
3. 如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，上端连一质量为M的物块A，A的上面置一质量为m的物块B，系统可在竖直方向做简谐运动，则
A. 当振动到最低点时，B对A的压力最大
B. 当振动到最高点时，B对A的压力最小
C. 当向上振动经过平衡位置时，B对A的压力最大
D. 当向下振动经过平衡位置时，B对A的压力最大
4. 一质点作简谐运动，振动图线如图，在0.2 s到0.3 s的这段时间内质点的运动情况是：
A. 沿y轴正方向运动，且速度不断增大
B. 沿y轴负方向运动，且速度不断减小
C. 沿y轴正方向运动，且加速度不断增大
D. 沿y轴正方向运动，且加速度不断减小
5. 水平弹簧振子做简谐运动，轨迹上有A、B两点，已知振子位于A、B两点的动能E A＜
E B，且A、B两点的位移方向相同。
关于振子通过A、B两点的加速度a A、a B和动量P A、P B 一定有
A. a A＞a B，且方向相同
B. a A＜a B，且方向相反
C. P A＞P B，且方向相同
D. P A＜P B，且方向相反
6. 一轻弹簧，上端连着质量为m的物体，下端固定于地面，物体沿竖直方向做简谐运动的图象如图所示。
已知物体达到最高点时弹簧恰无形变，取竖直向上为正方向，则以下结论中正确的是
A. 在t1时刻物体速度具有正的最大值
B. 在t2时刻物体的加速度具有负的最大值
C. 物体所受的弹力的最大值为2mg
D. 该弹簧的劲度系数为k=2mg/A
7. 有两个单摆，它们的摆长l1=4l2，质量m1=2m2。
如果它们以相同的摆角做简谐运动，则它们的最大势能之比为
A. 2∶1
B. 2∶1
C. 4∶1
D. 8∶1
8. 若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的21，则单摆振动时
A. 频率不变，振幅不变；
B. 频率不变，振幅改变；
C. 频率改变，振幅改变；
D. 频率改变，振幅不变。
9. 物体在周期性外力作用下做受迫振动，固有频率为f1，驱动力的频率为f2，则物体做受迫振动的频率f 为
A. f = f1
B. f = f2
C. f＞f1
D. f＜f2
10. 如图所示是物体做受迫振动时的共振曲线，其纵坐标表示物体的：
A. 在不同时刻的位移
B. 在不同时刻的振幅
C. 在不同频率的驱动力作用下一个物体的振幅
D. 在相同频率的驱动力作用下不同物体的振幅
11. 一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点，如图所示。
再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点所需的时间是
A. 8s
B. 4s
C. 14s
D. 10s/3
12. 有一单摆，当它的摆长增加1m时，周期变为原来的2倍，则它们的摆长是
A. 0.5m
B. 1m
C. 1/3m
D. 2m
13. 如图所示，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧劲度系数为k。
开始时，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，然后释放振子从静止开始向左运动，经过时间t后第一次到达平衡位置O处，此时振子的速度为v。
在这个过程中振子的平均速度为
A. 0
B. v/2
C. F/kt
D. 不为零的某值，但由题设条件无法求出
14. 对于做简谐振动的某物体，下列说法正确的是：
A. 该物体做匀变速运动
B. 该物体做非匀变速运动
C. 该物体受到的回复力跟位移大小成正比，方向相同
D. 该物体的加速度跟位移大小成正比，方向相反
15. 一座摆钟走得快了，要将它调准，调节办法是：
A. 使摆长加长
B. 使摆长缩短
C. 使摆动角增大
D. 使振幅减少
16. 甲、乙两单摆的摆长之比为L甲∶L乙=2∶3，它们的周期之比T甲∶T乙为：
A. 3∶2
B. 2∶3
C. 6∶2
D. 6∶3
17. 将频率为2 Hz的单摆改变成秒摆，可采取下列哪项措施：
A. 摆长减小到原来的1/4
B. 摆长增长到原来的4倍
C. 振幅减小到原来的一半
D. 摆球质量减少到原来的一半
18. 一个做简谐运动的质点，它的振幅是4 cm，频率是2.5 Hz。
该质点从平衡位置开始经过0.5 s后，位移的大小和所通过的路程分别为：
A. 4 cm，10 cm
B. 4 cm，20 cm
C. 0，24 cm
D. 100 cm，100 cm
19. 若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的1/2，则单摆振动的：
A. 频率不变，振幅不变
B. 频率改变，振幅变大
C. 频率改变，振幅不变
D. 频率不变，振幅变小
20. 下图为一做简谐振动物体的振动图像。
在0─t的时间内哪段时间质点的速度为负值，而加速度为正值：
A. 0→t1
B. t1→t2
C. t2→t3
D. t3→t4
21. 下图为同一地点甲、乙两个单摆做简谐振动的图像，由图像得出的下述结论正确的是：
A. f甲∶f乙=3∶2
B. f甲∶f乙=2 ∶3
C. f甲∶f乙=4∶9
D. f甲：f乙=2∶3
22. 下图是一水平弹簧振子做简谐振动的振动图像（x-t图），由图可推断，振动系统.
A. 在t1和t2时刻具有相等的动能和相同的动量
B. 在t3和t4时刻具有相等的势能和相同的动量
C. 在t4和t6时刻具有相同的位移和速度
D. 在t1和t6时刻具有相同的速度和加速度
23. 关于机械振动和机械波的关系，下列说法：①有振动必有波；②有振动不一定有波；
③有波必有振动；④有波不一定有振动。
其中正确的有
A. ①③
B. ①④
C. ②③
D. ②④
24. 关于波的下列说法中错误的是
A. 波传播的是运动的形式
B. 波可传播信息
C. 波传播的是能量
D. 波可传播介质
25. 下图为一列简谐横波在介质中传播的波形图。
在传播过程中，某一质点在10s内运动的路程是16m，则此波的波速是
A.1.6m/s
B.2.0m/s
C.40m/s
D.20m/s
26. 一列横波在x轴线上传播着，在t1=0和t2=0.005s时的波形曲线如图所示：
①读出简谐波的波长是，振幅是.
①设周期大于（t2－t1）.如果波向右传播，波速多大？如果波向左传播波速又是多大？
①设周期小于（t2－t1）.且波速为6000m/s，求波的传播方向
27. 一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示。
在t=1s时刻的波形如图中虚线所示。
若此波的周期大于1s，求
（1）该波的波长是多少？
（2）该波的可能波速是多大？
【试题答案】
1. AD
2. C
3. AB
4. AD
5. A
6. C
7. D
8. B
9. B 10. C 11. CD 12. C13. C 14. BD 15. A 16. B 17. B 18. B 19. D 20. C 21. B 22. B 23. C 24. ABC 25. C
26. ①8m 0.2m ②400m/s 1200m/s ③向左传播
27. （1）4m （2）1m/s（向右传播）或3m/s（向左传播）。