[配套K12]2017年高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波光电磁波与相对论第2讲机

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2017版高考物理一轮复习第十二章振动和波光相对论第2讲机械波

A．这列波的振幅为 4 cm
B．这列波的周期为 1 s
C．此时 x＝4 m 处质点沿 y 轴负方向运动
D．此时 x＝4 m 处质点的加速度为零
E．从此时开始 5 s 后 x＝4 m 处的质点沿 y 轴负方向运动
K12课件
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λ
[解析] 由图象可知波的振幅为 2 cm，A 错误；由 T＝ v 可知 T＝2 s，B 错误；由于波向右传播，x＝4 m 处的质点向上运动，加速度为零，C 错误，D 正确；t＝52T 时，质点振动方向相反，故 x＝4 m 处的质点沿 y 轴负方向运动，E 正确。
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 nλ)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。
K12课件
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[解析] 由题图乙看出，当 t＝0.15 s 时，质点 Q 位于负方
向的最大位移处，加速度为正向最大值，A 正确；由题图乙看
出，简谐运动的周期为 T＝0.20 s，t＝0.10 s 时，质点 Q 的速度
方向沿 y 轴负方向，由题图甲可以看出，波的传播方向应该沿
x 轴负方向，因题图甲是 t＝0.10 s 的波形，所以 t＝0.15 s 时，
波速 v 与波长的关系为 v＝ T ② 在 t＝5 s 的时间间隔内，波传播的路程为 vt。由题意有 vt
λ ＝PQ＋ 4 ③ 式中，PQ 为 P、Q 间的距离。由①②③式和题给数据，得 PQ＝ 133 cm④

【高考领航】(新课标)2017年高考物理大一轮复习第12章机械振动机械波光电磁波与相对论教师用书

第12章机械振动机械波光电磁波与相对论一、简谐运动1．概念：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x －t 图象)是一条正弦曲线． 2．简谐运动的表达式(1)动力学表达式：F ＝－kx ，其中“－”表示回复力与位移的方向相反．(2)运动学表达式：x ＝A sin(ωt ＋φ)，其中A 代表振幅，ω＝2πf 表示简谐运动的快慢，(ωt ＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相．3．回复力(1)定义：使物体返回到平衡位置的力． (2)方向：时刻指向平衡位置．(3)来源：振动物体所受的沿振动方向的合力． 4．描述简谐运动的物理量1．物理意义：表示振子的位移随时间变化的规律，为正弦(或余弦)曲线． 2．简谐运动的图象(1)从平衡位置开始计时，把开始运动的方向规定为正方向，函数表达式为x ＝A sin_ωt ，图象如图甲所示．(2)从正的最大位移处开始计时，函数表达式为x ＝A cos_ωt ，图象如图乙所示．三、单摆1．定义：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量都不计，球的直径比线短得多，这样的装置叫做单摆．2．视为简谐运动的条件：θ<5°. 3．回复力：F ＝G 2＝G sin θ＝mg lx4．周期公式：T ＝2πl g. 5．单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l 和重力加速度g ，与振幅和振子(小球)质量都没有关系．四、受迫振动及共振 1．受迫振动(1)概念：物体在周期性驱动力作用下的振动．(2)振动特征：受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关． 2．共振(1)概念：当驱动力的频率等于固有频率时，受迫振动的振幅最大的现象． (2)共振的条件：驱动力的频率等于固有频率． (3)共振的特征：共振时振幅最大． (4)共振曲线(如图所示)．f ＝f 0时，A ＝A m .f 与f 0差别越大，物体做受迫振动的振幅越小．[易错警示·微点拨]1．简谐运动的回复力是效果力，由一个力或多个力来提供，可类比向心力理解． 2．分析简谐运动的位移时，都要以平衡位置为参考点．3．简谐运动的振幅是离开平衡位置的最大距离，与振子运动过程中的位置无关． 4．物体做受迫振动时，其振动的频率与固有频率无关，由驱动力频率决定． 5．简谐运动的图象不是振动质点的运动轨迹．考点一简谐运动的五个特征1.动力学特征：F ＝－kx ，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k 是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数． 2．运动学特征：简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比，而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x 、F 、a 、E p 均增大，v 、E k 均减小，靠近平衡位置时则相反．3．运动的周期性特征：相隔T 或nT 的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同． 4．对称性特征： (1)相隔T 2或n ＋T2(n 为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反．(2)如图所示，振子经过关于平衡位置O 对称的两点P 、P ′(OP ＝OP ′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等．(3)振子由P 到O 所用时间等于由O 到P ′所用时间，即t PO ＝t OP ′. (4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP 段)所用时间相等，即t OP ＝t PO .5．能量特征：振动的能量包括动能E k 和势能E p ，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒．1．如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子从a 到b 历时0.2 s ，振子经a 、b 两点时速度相同，若它从b 再回到a 的最短时间为0.4 s ，则该振子的振动频率为( )A ．1 HzB ．1.25 HzC ．2 HzD ．2.5 Hz解析：选B.由简谐运动的对称性可知，t O b ＝0.1 s ，从b 向右运动到最大位移的时间也为0.1 s ，故T4＝0.2 s ，解得T ＝0.8 s ，频率f ＝1T＝1.25 Hz ，选项B 正确．2．(2016·济宁模拟)(多选)一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点．t ＝0时刻振子的位移x ＝－0.1 m ；t ＝43s 时刻x ＝0.1 m ；t ＝4 s 时刻x ＝0.1 m ．该振子的振幅和周期可能为( ) A ．0.1 m ，83 sB ．0.1 m,8 sC ．0.2 m ，83sD ．0.2 m,8 s解析：选ACD.若振子的振幅为0.1 m ，43 s ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12T ，⎝ ⎛⎭⎪⎫4－43s ＝n 1T ，则周期最大值为83 s ，A 正确，B 错误；若振子的振幅为0.2 m ，由简谐运动的对称性可知，当振子由x ＝－0.1 m 处运动到负向最大位移处再反向运动到x ＝0.1 m 处，再经n 个周期时所用时间为43 s ，则⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋n T ＝43 s ，所以周期的最大值为83 s ，且t ＝4 s 时刻x ＝0.1 m ，C 正确；当振子由x ＝－0.1 m 经平衡位置运动到x ＝0.1 m 处，再经n 个周期时所用时间为43 s ，则⎝ ⎛⎭⎪⎫16＋n T ＝43s ，所以此时周期的最大值为8 s ，且t ＝4 s 时，x ＝0.1 m ，D 正确．分析简谐运动的技巧(1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化．另外，各矢量均在其值为零时改变方向．(2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性．考点二简谐运动的公式和图象1．简谐运动的公式：(1)简谐运动中位移随时间变化的表达式叫振动方程，一般表示为x＝A sin(ωt＋φ)．(2)从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝A sin ωt，从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝A cos ωt.2．对简谐运动图象的认识：(1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，如图所示．(2)图象反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图象不代表质点运动的轨迹．3．图象信息：(1)由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期和频率．(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移．(3)可以确定某时刻质点回复力、加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t轴．(4)确定某时刻质点速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，下一时刻位移如增加，振动质点的速度方向就是远离t轴，下一时刻位移如减小，振动质点的速度方向就是指向t轴．(5)比较不同时刻回复力、加速度的大小．(6)比较不同时刻质点的动能、势能的大小．1．(2015·高考山东卷)(多选)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＝0.6 s 时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小g＝10 m/s2.以下判断正确的是( )A．h＝1.7 mB ．简谐运动的周期是0.8 sC ．0.6 s 内物块运动的路程为0.2 mD ．t ＝0.4 s 时，物块与小球运动方向相反解析：选AB.由物块简谐运动的表达式y ＝0.1 sin(2.5πt ) m 知，ω＝2.5π rad/s ，T ＝2πω＝2π2.5π s ＝0.8 s ，选项B 正确；t ＝0.6 s 时，y ＝－0.1 m ，对小球：h ＋|y |＝12gt 2，解得h ＝1.7 m ，选项A 正确；物块0.6 s 内路程为0.3 m ，t ＝0.4 s 时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向相同．故选项C 、D 错误．2．(2016·湖北荆州江陵中学期中)如图所示为某弹簧振子在0～5 s 内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是()A ．振动周期为5 s ，振幅为8 cmB ．第2 s 末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C ．第3 s 末振子的速度为正向的最大值D ．从第1 s 末到第2 s 末振子在做加速运动解析：选C.根据图象，周期T ＝4 s ，振幅A ＝8 cm ，A 错误．第2 s 末振子到达波谷位置，速度为零，加速度为正向的最大值，B 错误．第3 s 末振子经过平衡位置，速度达到最大值，且向正方向运动，C 正确．从第1 s 末到第2 s 末振子经过平衡位置向下运动到达波谷位置，速度逐渐减小，做减速运动，D 错误．“图象—运动结合法”分析图象问题(1)解此类题时，首先要理解x －t 图象的意义，其次要把x －t 图象与质点的实际振动过程联系起来．(2)图象上的一个点表示振动中的一个状态(位置、振动方向等)，图象上的一段曲线对应振动的一个过程，关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向．考点三受迫振动和共振1．自由振动、受迫振动和共振的关系比较2.(1)共振曲线：如图所示，横坐标为驱动力频率f，纵坐标为振幅A.它直观地反映了驱动力频率对某固有频率为f0的振动系统受迫振动振幅的影响，由图可知，f与f0越接近，振幅A越大；当f＝f0时，振幅A最大．(2)受迫振动中系统能量的转化：做受迫振动的系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换．1．(2016·陕西三模)在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只玻璃酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500 Hz.将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉．下列说法中正确的是( )A．操作人员必须把声波发生器输出的功率调到很大B．操作人员必须使声波发生器发出频率很高的超声波C．操作人员必须同时增大声波发生器发出声波的频率和功率D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz，且适当增大其输出功率解析：选D.由题可知用手指轻弹一只酒杯，测得这声音的频率为500 Hz，就是酒杯的固有频率．当物体发生共振时，物体振动的振幅最大，甚至可能造成物体解体．将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，将酒杯碎掉是利用的共振现象，而发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率，而酒杯的固有频率为500 Hz，故操作人员要将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz，使酒杯产生共振，从而能将酒杯碎掉，故D正确．2.(2016·东城区抽样测试)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，则下列说法正确的是( )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解析：选B.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 ＝2πlg，得此单摆的摆长约为1 m ；若摆长增大，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，B 正确，A 、C 、D 错误．考点四实验十三：探究单摆的运动用单摆测定重力加速度1．实验原理：由单摆的周期公式T ＝2πl g ，可得出g ＝4π2T2l ，测出单摆的摆长l 和振动周期T ，就可求出当地的重力加速度g .2．实验器材：单摆、游标卡尺、毫米刻度尺、停表． 3．实验步骤(1)做单摆：取约1 m 长的细丝线穿过带中心孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自然下垂，如图所示．(2)测摆长：用毫米刻度尺量出摆线长L (精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D ，则单摆的摆长l ＝L ＋D2.(3)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°)，然后释放小球，记下单摆摆动30～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期．(4)改变摆长，重做几次实验． (5)数据处理的两种方法：方法一：计算法．根据公式T ＝2πl g ，g ＝4π2l T 2.将测得的几次周期T 和摆长l 代入公式g ＝4π2lT2中算出重力加速度g 的值，再算出g 的平均值，即为当地的重力加速度的值．方法二：图象法．由单摆的周期公式T ＝2πl g 可得l ＝g 4π2T 2，因此以摆长l 为纵轴，以T 2为横轴作出的l －T 2图象是一条过原点的直线，如图所示，求出图线的斜率k ，即可求出g 值．g ＝4π2k ，k ＝l T 2＝Δl ΔT2.4．注意事项(1)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定． (2)单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于10°.(3)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数．(4)小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长L ，用游标卡尺测量小球的直径，然后算出摆球的半径r ，则摆长l ＝L ＋r .(5)选用一米左右的细线．1．在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)图甲中秒表示数为一单摆振动50次所需时间，则单摆的振动周期为________．(2)用最小刻度为1 mm 的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示．O 为悬挂点，从图中可知单摆的摆长为________． (3)若用l 表示摆长，T 表示周期，那么重力加速度的表达式为g ＝________.(4)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大．”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变．”这两个学生中________．A ．甲说得对B ．乙说得对C ．都说得不对解析：(1)t ＝2 min ＋12.5 s ＝132.5 s ，T ＝t50＝2.65 s(2)摆长是从悬挂点到球心的距离，读数为990.0 mm ＋6.5 mm(估计读数)＝996.5 mm. (3)由T ＝2πl g ，得g ＝4π2l T2. (4)球的质量大小并不影响重力加速度的大小，而空气的浮力的存在，能够造成“看上去”重力加速度减小，故甲的说法是正确的．答案：(1)2.65 s (2)996.5 mm (3)4π2lT2 (4)A2．(2015·高考北京卷)用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示．(1)(多选)组装单摆时，应在下列器材中选用________(选填选项前的字母)． A ．长度为1 m 左右的细线 B ．长度为30 cm 左右的细线 C ．直径为1.8 cm 的塑料球 D ．直径为1.8 cm 的铁球(2)测出悬点O 到小球球心的距离(摆长)L 及单摆完成n 次全振动所用的时间t ，则重力加速度g ＝________(用L 、n 、t 表示)．(3)下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理.请计算出第3(4)用多组实验数据做出T 2L 图象，也可以求出重力加速度g .已知三位同学做出的T 2L 图线的示意图如图2中的a 、b 、c 所示，其中a 和b 平行，b 和c 都过原点，图线b 对应的g 值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线b ，下列分析正确的是________(选填选项前的字母)．A ．出现图线a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB ．出现图线c 的原因可能是误将49次全振动记为50次C ．图线c 对应的g 值小于图线b 对应的g 值(5)某同学在家里测重力加速度．他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图3所示，由于家里只有一根量程为0～30 cm 的刻度尺，于是他在细线上的A 点做了一个标记，使得悬点O 到A 点间的细线长度小于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O 、A 间细线长度以改变摆长．实验中，当O 、A 间细线的长度分别为l 1、l 2时，测得相应单摆的周期为T 1、T 2，由此可得重力加速度g ＝________(用l 1，l 2，T 1，T 2表示)．解析：(1)组装单摆时，应选用1 m 左右的细线，摆球应选择体积小、密度大的球，选项A 、D 正确． (2)单摆的振动周期T ＝tn. 根据T ＝2πL g ，得g ＝4π2L T 2＝4π2n 2L t 2. (3)T 3＝t 350＝2.01 s.根据T ＝2πL g ，得g ＝4π2L T2≈9.76 m/s 2. (4)根据T ＝2πL g ，得T 2＝4π2gL ，即当L ＝0时，T 2＝0.出现图线a 的原因是计算摆长时过短，误将悬点O 到小球上端的距离记为摆长，选项A 错误；对于图线c ，其斜率k 变小了，根据k ＝T 2L，可能是T 变小了或L 变大了．选项B 中误将49次全振动记为50次，则周期T 变小，选项B 正确；由4π2g ＝k 得g ＝4π2k，则k 变小，重力加速度g 变大，选项C 错误．(5)设A 点到铁锁重心的距离为l 0.根据单摆的周期公式T ＝2πL g ，得T 1＝2π l 1＋l 0g ，T 2＝2π l 2＋l 0g.联立以上两式，解得重力加速度g ＝4π2l 1－l 2T 21－T 22.答案：(1)AD (2)4π2n 2L t2(3)2.01 9.76 (4)B (5)4π2l 1－l 2T 21－T 22用单摆测重力加速度的几点注意(1)该实验为测量性实验，要从多方面减小误差：摆球要体积小且密度大；偏角小于5°；测量摆长时，要从悬点到球心；对秒表要正确读数等．(2)游标卡尺读数规律和读数公式．①读数公式：读数＝主尺上的整毫米数＋精确度×n (n 为游标尺上与主尺某一刻度对齐的格数) ②读数位数：各种游标卡尺的读数结果若以毫米为单位，小数点后保留的位数与其精确度相同． ③游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不再往下一位估读．(3)减少各种失误：如游标尺上的精度分析错误；把边框线误认为零刻线；计算失误等.课堂小结——名师微点拨本节课的复习应注意以下几点易错易混的地方 1.回复力的两点注意：(1)回复力属于效果力．(2)公式F ＝－kx 中的k 指的是回复力与位移的比例系数，不一定是弹簧的劲度系数． 2.路程与振幅的关系的两点提醒：(1)若从特殊位置(如平衡位置、最大位移处)开始计时，14周期内的路程等于振幅；(2)若从一般位置开始计时，14周期内的路程可能大于振幅，也可能小于振幅． 3.公式T ＝2πlg的两点提醒： (1)l 应理解为等效摆长，是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离．(2)g 应理解为等效重力加速度，并不一定是当地的重力加速度.课时规范训练(单独成册)1．(2016·银川模拟)在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的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．在飞机机翼前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：选D.当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅较大，因此要减弱机翼的振动，必须改变机翼的固有频率，选D.2．发生下述哪一种情况时，单摆周期会增大( ) A ．增大摆球质量 B ．缩短摆长C ．减小单摆振幅D ．将单摆由山下移到山顶解析：选D.由单摆的周期公式T ＝2πlg可知，g 减小时周期会变大，正确选项为D. 3．做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是( ) A ．位移 B ．速度 C ．加速度D ．回复力解析：选B.做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，位移相同，加速度相同，速度的大小相等，但方向不一定相同，所以可能不同的物理量是速度，选项B 正确．4．装有砂粒的试管竖直静立于水面，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：选D.将试管竖直提起少许后释放，说明试管从正向最大位移处开始做简谐运动，从以上选项可得D 正确． 5．做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的12，则单摆振动的( )A ．频率、振幅都不变B ．频率、振幅都改变C ．频率不变、振幅改变D ．频率改变、振幅不变解析：选C.由单摆周期公式T ＝2πlg知周期只与l 、g 有关，与m 和v 无关，周期不变，其频率不变；在没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h ，最低点速度为v ，则mgh ＝12mv 2，质量改变后有4mgh ′＝12×4m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22，可知h ′≠h ，振幅改变，C 正确．6.(多选)如右图所示，A 球振动后，通过水平细绳迫使B 、C 振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是( )A ．A 、C 振动周期相等B ．C 的振幅比B 的振幅小 C ．C 的振幅比B 的振幅大D ．A 、B 、C 的振动周期相等解析：选ACD.A 振动后，水平细绳上驱动力的周期T A ＝2πl Ag，迫使B 、C 做受迫振动，受迫振动的频率等于施加的驱动力的频率，所以T A ＝T B ＝T C ，A 、D 正确；而T C 固＝2πl Cg＝T A ，T B 固＝2πl Bg＞T A ，故C 共振，B 不共振，C 的振幅比B 的振幅大，B 错误、C 正确．7．(2016·长春质量监测)(多选)如图甲所示的弹簧振子(以O 点为平衡位置在B 、C 间振动)，取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移的正方向，得到如图乙所示的振动曲线，由曲线所给的信息可知，下列说法正确的是( )A ．t ＝0时，振子处在B 位置 B ．振子运动的周期为4 sC ．t ＝4 s 时振子对平衡位置的位移为10 cmD ．t ＝2.5 s 时振子对平衡位置的位移为5 cmE ．如果振子的质量为0.5 kg ，弹簧的劲度系数20 N/cm ，则振子的最大加速度大小为400 m/s 2解析：选ABE.由图乙可知，振子做简谐振动的振幅为10 cm ，其周期T ＝4 s ，t ＝0和t ＝4 s 时，振子在负的最大位置，即图甲中的B 位置．由于振子做变速运动，故t ＝2.5 s 时，振子的位移应大于5 cm ，故选项A 、B 正确，C 、D 错误，由a ＝－kxm可知，振子的最大加速度为400 m/s 2，选项E 正确．8．在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图甲所示是一种常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录笔P ，在下面放一条白纸带．当小球振动时，匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直)，P 就会在纸带上画出一条曲线．如图乙所示为某次记录的一条曲线，若匀速拉动纸带的速度为0.5 m/s ，则由图中数据可得该弹簧振子的振动周期为________ s ；若将小球的振幅减小为4 cm ，其他条件不变，则其振动周期将________(选填“变大”“不变”或“变小”)．解析：该弹簧振子的振动周期T ＝λv ＝0.20.5 s ＝0.4 s ．单摆的周期与振幅无关，若将小球的振幅减小为4 cm ，其振动周期不变．答案：0.4 不变9．(2016·南昌期末)某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度．实验步骤如下：A ．按装置图安装好实验装置B ．用游标卡尺测量小球的直径dC ．用米尺测量悬线的长度lD ．让小球在竖直平面内小角度摆动．当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1,2,3，…当数到20时，停止计时，测得时间为tE ．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度都重复实验步骤C 、DF ．计算出每个悬线长度对应的t 2G ．以t 2为纵坐标、l 为横坐标，作出t 2－l 图线结合上述实验，完成下列任务：(1)用游标为10分度(测量值可准确到0.1 mm)的卡尺测量小球的直径．某次测量的示数如下图所示，读出小球直径d 的值为________cm.(2)该同学根据实验数据，利用计算机作出t 2－l 图线如图所示．根据图线拟合得到方程t 2＝404.0l ＋3.5.由此可以得到当地的重力加速度g ＝________m/s 2(取π2＝9.86，结果保留三位有效数字)．(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是________． A ．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时 B ．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数 C ．不应作t 2－l 图线，而应作t －l 图线 D ．不应作t 2－l 图线，而应作t 2－⎝⎛⎭⎪⎫l ＋12d 图线解析：(1)依据游标卡尺读数规则知，d ＝(15＋0.1×2)mm＝15.2 mm ＝1.52 cm(2)根据实验操作可知单摆周期T ＝t 10，由单摆周期公式得t10＝2πl ＋d2g，所以t 2＝400π2g l ＋200π2dg，参考拟合方程得400π2g ＝404.0，所以g ＝400π2404.0≈9.76 m/s 2(3)根据实验操作和实验原理可知D 正确．答案：(1)1.52 (2)9.76 (3)D10．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 ＝0.20 s 时刻，振子速度第一次变为－v ；在t ＝0.50 s 时刻，振子速度第二次变为－v .(1)求弹簧振子的振动周期T ；(2)若B 、C 之间的距离为25 cm ，求振子在4.00 s 内通过的路程；(3)若B 、C 之间的距离为25 cm ，从平衡位置开始计时，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示意图如图所示．由对称性可得T ＝⎝⎛⎭⎪⎫0.22＋0.5－0.22×4 s＝1 s(2)若B 、C 之间距离为25 cm ，则振幅A ＝12×25 cm＝12.5 cm振子4.00 s 内通过的路程s ＝4×4×12.5 cm＝200 cm(3)根据x ＝A sin ωt ，A ＝12.5 cm ，ω＝2πT＝2π rad/s得x ＝12.5sin 2πt (cm) 振动图象如图所示．答案：(1)1 s (2)200 cm (3)x ＝12.5sin 2πt (cm) 图象见解析图第2节机械波一、机械波1．机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的波源． (2)有传播介质，如空气、水等． 2．传播特点(1)传播振动形式、传递能量、传递信息． (2)质点不随波迁移． 3．机械波的分类机械波⎩⎪⎨⎪⎧横波：振动方向与传播方向垂直.纵波：振动方向与传播方向在同一条直线上.二、描述机械波的物理量1．波长λ：在波动中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．用“λ”表示． 2．频率f ：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率． 3．波速v 、波长λ和频率f 、周期T 的关系公式：v ＝λT＝λf .机械波的速度大小由介质决定，与机械波的频率无关．三、机械波的图象1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的平衡位置，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线．2．物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移．四、波的衍射1．定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象．2．发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者小于波长时，才会发生明显的衍射现象．五、波的干涉1．波的叠加原理：几列波相遇时能保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．2．波的干涉(1)定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强、某些区域的振动减弱，这种现象叫波的干涉． (2)条件：两列波的频率相同．3．干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射．六、多普勒效应由于波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率与波源频率不相等的现象． [易错警示·微点拨]1．在机械波的传播中，各质点在平衡位置附近振动，而不是随波迁移． 2．在机械波的传播过程中，各质点的振动的周期、振幅都与振源相同． 3．两列波发生干涉时，加强点的振幅最大，但质点某时刻的位移不一定大． 4．波的衍射没有条件，只具有现象明显、不明显的条件．5．多普勒效应中，波源的频率不发生变化，只是听起来的频率发生变化．考点一波动图象与波速公式的应用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。

[K12学习]优化探究(新课标)2017届高三物理一轮复习第12章机械振动机械波光电磁波

机械波[随堂反馈]1．(多选)关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( ) A ．振动是波的成因，波是振动的传播B ．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C ．波的传播速度就是质点振动的速度D ．波源停止振动时，波立即停止传播解析：机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A 和B 正确．波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C 错误．波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播，选项D 错误．答案：AB2.(2015·高考北京卷)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解析：P 点沿y 轴向负方向运动，由“上下坡”法可知，该波沿x 轴正方向传播．由图可知波长λ＝20 m ，因周期T ＝2.0 s ，故波速v ＝λT ＝20 m 2.0 s ＝10 m/s ，B 正确．答案：B3．(2015·高考福建卷)简谐横波在同一均匀介质中沿x 轴正方向传播，波速为v .若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a 、b 相距为s ，a 、b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a 最早到达波谷的是( )解析：B 、D 图中a 点正通过平衡位置向下振动，A 、C 图中a 点正通过平衡位置向上振动，A 中波长λA ＝2s ，周期T A ＝2s v ，结合a 点振动方向，可知a 点到达波谷时间t A ＝34T A ＝3s2v.同理，t B ＝s 4v 、t C ＝3s 4v 、t D ＝s6v，t D 最小，D 正确．答案：D4．(多选)(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)图甲为一列简谐横波在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；图乙为质点Q 的振动图象．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 mD ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，质点P 通过的路程为30 cmE ．质点Q 简谐运动的表达式为y ＝0.10sin 10πt (国际单位制)解析：由图甲得λ＝8 m ，由图乙得T ＝0.2 s ，所以v ＝λT＝40 m/s.由图乙知，在t ＝0.10s 时，质点Q 通过平衡位置向y 轴负方向运动，A 错误．结合图甲，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，如图所示，此时P 点在x 轴下方，其加速度向上，B 正确．Δt ＝0.25 s －0.10 s ＝0.15 s ，Δx ＝v Δt ＝6.0 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 ＝0.1 m ，ω＝2πT＝10π rad/s ，所以Q 点做简谐运动表达式为y ＝0.10sin 10πt (国际单位制)，E 正确．答案：BCE5.(多选)(2016·济南高三检测)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 、3611 m 等．综上可知答案为A 、C.答案：AC[课时作业]一、单项选择题1．关于波的形成和传播，下列说法不正确的是( ) A ．质点的振动方向与波的传播方向平行时，形成的波是纵波 B ．质点的振动方向与波的传播方向垂直时，形成的波是横波 C ．波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移 D ．波可以传递振动形式和能量解析：横波和纵波的分类是根据波的传播方向和振动方向的关系，平行为纵波，垂直为横波，故A 、B 两项都正确；波是振动形式的传播，在传播过程中，质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，故D 正确，C 错误．答案：C2．(2014·高考北京卷)一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T .t ＝0时刻的波形如图甲所示，a 、b 是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图象．下列说法正确的是( )A ．t ＝0时质点a 的速度比质点b 的大B ．t ＝0时质点a 的加速度比质点b 的小C ．图乙可以表示质点a 的振动D ．图乙可以表示质点b 的振动解析：由图甲可知，t ＝0时，a 在正向最大位移处，v ＝0，加速度最大；b 在平衡位置，速度最大，a ＝0，且振动方向沿y 轴负向，图乙可以表示质点b 的振动，选项A 、B 、C 都错误，选项D 正确．答案：D3.如图所示是两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是( )A ．A 点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱B ．B 点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强C ．C 点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强D ．D 点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强解析：两列波在A 、C 两点(A 、C 连线上)引起的振动始终同相，振动始终加强，两列波在B 、D 两点引起的振动始终反相，振动始终减弱，故只有C 正确．答案：C4．(2016·重庆巴蜀中学月考)如图甲所示，是一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时刻的波形图，P 是离原点x 1＝2 m 的一个介质质点，Q 是离原点x 2＝4 m 的一个介质质点，此时离原点x 3＝6 m 的介质质点刚刚要开始振动．图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同)．由此可知( )A ．这列波的波长λ＝2 mB ．图乙可能是图甲中质点Q 的振动图象C ．这列波的传播速度v ＝3 m/sD ．这列波的波源起振方向为向上解析：由题图甲读出波长λ＝4 m ，由题图乙读出周期T ＝2 s ，波速v ＝λT＝2 m/s ，A 、C错误；由题图乙看出，t ＝0时刻，质点经过平衡位置向上，而题图甲中，Q 点也经过平衡位置向上运动，B 正确；波源的起振方向与x 3＝6 m 的质点t ＝0时刻的振动方向相同，简谐波沿x 轴正方向传播，则知x 3＝6 m 的质点在t ＝0时刻的振动方向向下，则波源的起振方向向下，D 错误．答案：B5．如图为一列沿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( )A ．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：画出当Q 点的振动状态传到P 点，即t ＝34T 时的波形图(如图中虚线所示)，由波的传播方向知，1 cm ＜x ＜2 cm 范围内的质点沿y 轴正方向运动，A 错误．此时Q 处的质点在波谷位置，具有沿y 轴正方向的加速度，所以B 正确，C 错误．介质中的各点在波的传播过程中只在其平衡位置附近做机械振动，并不向前传播，D 错误．答案：B 二、多项选择题6．关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是( ) A ．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象 B ．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等C ．能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小D ．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小E ．当观测者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率解析：干涉、衍射是波共有的特性，所以A 错误．干涉需要满足两波频率相同、波源性质相同的条件，B 正确．当满足d ≤λ时，可产生明显的衍射现象，C 正确．在干涉图样中，位移随时间时刻发生变化，D 错误．在多普勒效应中，观测者与波源相对靠近时，接收到的波的频率大于波源的振动频率，E 正确．答案：BCE7．一列简谐横波在t ＝0时的波形图如图所示．介质中x ＝2 m 处的质点P 沿y 轴正方向做简谐运动的表达式为y ＝10sin(5πt ) cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是( )A ．周期为4.0 sB ．振幅为20 cmC ．传播方向沿x 轴正向D ．传播速度为10 m/s解析：由题意知ω＝5π rad/s ，周期T ＝2πω＝0.4 s ，由波的图象得振幅A ＝10 cm ，波长λ＝4 m ，故波速v ＝λT＝10 m/s ，P 点在t ＝0时振动方向为正y 方向，波向正x 方向传播．答案：CD8．(2015·北京海淀区期中)一列波速为2.0 m/s 、沿x 轴正向传播的简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，P 为介质中的一个质点．关于这列机械波，下列说法中正确的是( )A ．该机械波的振幅为0.2 mB ．该机械波的波长为10 mC ．从此时刻起再经过10 s ，质点P 通过的路程为0.8 mD ．此时刻质点P 的加速度方向与速度方向相同解析：从题图中可得该机械波的振幅为0.2 m ，波长为10 m ，A 、B 正确．该机械波的周期T ＝λv ＝102 s ＝5 s ，从此时刻起再经过10 s ，即质点P 振动了2个周期，所以经过的路程s ＝4A ×2＝4×0.2×2 m＝1.6 m ，C 错误．此时根据“上下坡法”可得P 点正向下振动，回复力向下，即加速度向下，故此时刻质点P 的加速度方向与速度方向相同，D 正确．答案：ABD9.一列简谐横波沿x 轴正向传播，t ＝0时的图象如图所示．此时刻后介质中P 质点回到平衡位置的最短时间为0.2 s ，Q 质点回到平衡位置的最短时间为1 s ，已知t ＝0时两质点相对平衡位置的位移相同，则( )A ．该简谐波的传播周期为1.2 sB ．该简谐波的传播速度为0.05 m/sC ．t ＝0.4 s 时，质点P 的加速度沿y 轴正方向D ．经过1 s 质点Q 向右移动了0.05 m解析：由简谐横波沿x 轴正向传播知，此时P 点向下运动，Q 点向上，传播周期T ＝2×(0.2＋1)s ＝2.4 s ，A 错误．λ＝12 cm ，v ＝λT＝0.05 m/s ，B 正确．由题分析可知，P 质点回到平衡位置的最短时间为0.2 s ，从平衡位置到达波谷的最短时间为0.6 s ，则t ＝0.4 s 时P 点位于向负的最大位移运动过程中，加速度为y 轴正向，C 正确．简谐横波沿x 轴正向传播，质点Q 振动方向与x 轴垂直，在x 轴方向没有位移，D 错误．答案：BC10．(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)图甲为一列简谐横波在t ＝2 s 时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x ＝1.5 m 处的质点的振动图象，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/sB ．波的传播方向向右C ．0～2 s 时间内，P 运动的路程为8 cmD ．0～2 s 时间内，P 向y 轴正方向运动E ．当t ＝7 s 时，P 恰好回到平衡位置解析：由图甲可知，波长λ＝2 m ，由图乙可知周期T ＝4 s ，则波速v ＝λT＝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 错误.0～2 s 时间内P 质点运动的路程x P ＝tT×4A ＝8 cm ，C 项正确.0～2 s 内P 质点由波峰向波谷振动，向y 轴负方向运动，D 项错误．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)T4，则n ＝3时，t ＝7 s ，P 恰好回到平衡位置，E 项正确．答案：ACE 三、非选择题11.如图所示，在某一均匀介质中，A 、B 是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x ＝0.1sin(20πt )m ，介质中P 点与A 、B 两波源间的距离分别为4 m 和5 m ，两波源形成的简谐横波分别沿AP 、BP 方向传播，波速都是10 m/s.(1)求简谐横波的波长；(2)P 点的振动________(选填“加强”或“减弱”)．解析：(1)设简谐波的波速为v ，波长为λ，周期为T ，由题意知T ＝0.1 s ，由波速公式v ＝λT，代入数据得λ＝1 m.(2)|Δs |＝x BP －x AP ＝5 m －4 m ＝1 m 因为Δs ＝λ，所以P 点为加强点．答案：(1)1 m (2)加强12．(2015·高考全国卷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，…)② x 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＋m 2＋λ22－⎣⎢⎡⎦⎥⎤50＋m 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t ＝Δx 0′2v ⑧代入数值得t ＝0.1 s ⑨答案：(1)(50＋300n )cm(n ＝0，±1，±2，…) (2)0.1 s。

2017版高考物理一轮复习第十二章振动和波光相对论_振动波与光单元过关检测(2)

振动波与光考试时间：100分钟；满分：100分班级姓名 .第I 卷（选择题）一、单项选择题（本题共12道小题，每小题3分，共15分）随时间t 变化的关系式为y=0.1sin （2.5πt ），位移y 的单位为m ，时间t 的单位为s ．则（） A ．弹簧振子的振幅为0.2m B ．弹簧振子的周期为1.25sC ．在t=0.2s 时，振子的运动速度为零D ．在任意0.2s 时间内，振子的位移均为0.1m2.振源A 带动细绳上下振动可以产生简谐波，某时刻在绳上形成的波形如图甲所示．规定向上为位移x 的正方向，从波传播到绳上的P 点开始计时，下列乙图中能表示P 点振动图象的是（）3.一列沿x 轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图所示，此时质点P 恰在波峰，质点Q 恰在平衡位置且向上振动。

再过0.2s.质点Q 第一次到达波峰，则( )A.波沿x 轴负方向传播B.波的传播速度为20m/sC. 1s 末质点P 的位移为零D.质点P 的振动位移随时间变化的关系式为y=0.2sin(2t )m2ππ+4.如图所示，红色细光束a 射到折射率为的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b ，则入射光线a 与出射光线b 之间的夹角α为乙（）光，分别由P 、Q 两点射出玻璃体．PP′、QQ′均与过O 点的界面法线垂直．设光线a 、b 在玻璃体内穿行所用时间分别为ta 、tb ，则ta ：tb 等于（）超”利用了中的虚线所示，则：A ．各质点均沿x 轴方向运动B ．波的周期可能为415sC．波的频率可能为1.25HzD．波的传播速度可能为4.5m/s8.一波源振动周期为T，波源开始振动两个周期的波形如图所示，此时质点P的振动方向向上，下列说法中正确的是（）A．波源刚开始振动时速度方向向上B．P点刚开始振动时速度方向向下C．此波的传播方向向左D．P点已振动了0.5T9.如图a为xy平面内沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图象，图b为x=0处质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是( )A．t=0时，质点p沿y轴正方向加速运动B．t=0到t=2s内，质点P通过的路程一定是8cmC．t=2s时，质点Q运动到x=0.2m处D．t=3s时，质点Q的速度为零10.如图所示，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是▲A．入射光强度较弱B．入射光波长太长C．光照射时间太短D．电源正负极接反11.利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度．如图（a）所示，现使透明标准样板板M和待测工件间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图（b）所示的干涉条纹，条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处，下列判断中正确的是（）点。

【红对勾】2017届高考物理新课标一轮复习配套课件：第12章-机械振动与机械波 12-2

2．波动图象
(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．
【例 1】在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的 9 个质点，相邻两质点的距离均为 L，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t＝0 时到达质点 1，质点 1 开始向下运动，经过时间 Δt 第一次出现如图(b)所示的波形．则该波：
(1)波长为多少？ (2)质点振动的周期为多少？
由波的图象读出波长．由题中出的时间关系结合质点的振动情况求振动周期．
第十二章
机械振动与机械波
第二节
机械波
突破考点01
突破考点02 突破考点03
突破考点04
课时作业高考真题
突破考点01
机械波的形成与传播
分类例析
1．机械波的形成条件 (1)________；(2)________． 2．机械波的特点 (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波源的振动周期和频率相同．
(2)由题图知，振幅A＝8 cm 质点在一个周期内通过的路程为4A＝32 cm 11 O质点通过88 cm的路程共经过的时间为 T 4 9 从x＝0 m传至x＝4.5 m处的N质点需要时间t1为 T，质点 4 1 N运动的时间为 T 2 所以质点N振动通过的总路程为2A＝16 cm.

2017年高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波光电磁波与相对论第4讲电磁波与相对论课

产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场。分析可知，D正确。
3．现代生活中，人们已更多地与电磁波联系在一起，并且越来越依赖于电磁波，关于电磁场和电磁波，以下说法正确的是导学号 05801537 ( )
A．把带电体和永磁体放在一起，即可以在其周围空间中产生电磁波
不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。
(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同
的，频率越高，波速越小。
(3)三者关系 v＝λf，f 是电磁波的频率，即为发射电磁波的
LC
振荡电路的频率
f＝2π
1 ，改变 LC
L
或
C即可改变fFra bibliotek从而改变电磁波的波长 λ。
(1) 下列关于电磁波的说法正确的是导学号 05801539 ( )
走向高考 ·物理
人教版 ·高考总复习
路漫漫其修远兮吾将上下而求索
第十二章
机械振动与机械波光电磁波与相对论
第十二章第4讲电磁波与相对论
1 考纲解读
2 基础自主梳理
4 重点题型突破
3 跟踪自测巩固
5 课时作业
考纲解读
1．掌握麦克斯韦电磁场理论，知道电磁波是横波。 2．了解电磁波的产生、传播、发射和接收，熟记电磁波谱。 3．了解狭义相对论的基本假设和几个重要结论。
(2)电磁波同机械波一样能发生干涉、衍射、反射、折射等现象。( )
(3)电磁波不可以脱离“波源”而独立存在。( ) (4)尺缩效应和钟慢效应都是观测结果，都是相对的，在不同的参考系中观测，结果可能是不同的。( )
(5)使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制。( ) (6)接收电路产生电谐振的过程叫作调幅。 ( ) (7)解调是调制的逆过程。( ) 答案：(1)√ (2)√ (3)× 电磁波可以脱离“波源”而独立存在。 (4)√ (5)√ (6)× 接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。 (7)√

2017版高考物理一轮复习第十二章振动和波光相对论第1讲机械振动

K12课件
8
(5)周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量。 (√)
(6)振幅等于振子运动轨迹的长度。(×) (7)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。(×) (8)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。(√) (9)简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹。(×)
K12课件
9
核心考点·分类突破——析考点讲透练足
K12课件
4
2.简谐运动的公式和图象 (1)简谐运动的表达式 ①动力学表达式：F＝－kx ，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。 ②运动学表达式：x＝ Asin(ωt＋φ) ，其中 A 代表振幅， ω ＝2πf 表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位， φ 叫做初相。
K12课件
②无空气等的阻力
条件 ③在弹簧弹性限度内 ②最大摆角小于 10° 摆球重力沿与摆线垂直方
回复力弹簧的弹力提供向(即切向)的分力
平衡位置
弹簧处于原长处
最低点
周期
与振幅无关
T＝2π
L g
能量弹性势能与动能的相重力势能与动能的相互转
转化互转化，机械能守恒化，机械能守恒
动力频率 f，纵坐标为振幅 A。它直观地反映了驱动力频率对某固有频率为 f0 的振动系统受迫振动振幅的影响，由图可知，f 与 f0 越接近，振幅 A 越大；当 f＝f0 时，振幅 A 最大。
(2)受迫振动中系统能量的转化：做受迫振动的系统，其机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换。
K12课件
K12课件
17
2.利用简谐运动图象理解简谐运动的对称性
(1)相隔Δ t＝n＋12T(n＝0，1，2，…)的两个时刻，弹簧振子的位置关于平衡位置对称，位移等大反向，速度也等大反向。

高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论1第一节机械振动课后达标能力提升新人教版

高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论1第一节机械振动课后达标能力提升新人教版(建议用时：60分钟)一、选择题1．一个质点在平衡位置O点附近做机械振动．若从O点开始计时，经过3 s质点第一次经过M点(如图所示)；再继续运动，又经过2 s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点还需要的时间是( )A．8 s B．4 sC．14 s D． s解析：选CD．设题图中a、b两点为质点振动过程的最大位移处，若在开始计时时刻，质点从O点向右运动，O→M过程历时3 s，M→b→M 运动过程历时2 s，显然，＝4 s，T＝16 s．质点第三次经过M点还需要的时间Δt3＝T－2 s＝(16－2) s＝14 s，故选项C正确．若在开始计时时刻，质点从O点向左运动，O→a→O→M运动过程历时3 s，M→b→M运动过程历时2 s，显然，＋＝4 s，T＝ s．质点第三次经过M点还需要的时间Δt′3＝T－2 s＝ s＝ s，故选项D正确．2．如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动．开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2 Hz．现匀速转动摇把，转速为240 r/min．则( )A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0．5 sB．当振子稳定振动时，它的振动频率是4 HzC．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D．当转速减小时，弹簧振子的振幅增大解析：选BD．摇把匀速转动的频率f＝n＝ Hz＝4 Hz，周期T＝＝0．25 s，当振子稳定振动时，它的振动周期及频率均与驱动力的周期及频率相等，A错误，B正确．当转速减小时，其频率将更接近振子的固有频率2 Hz，弹簧振子的振幅将增大，C错误，D正确．3．在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为( )A．T＝2πr B．T＝2πr lGMC．T＝D．T＝2πl rGM 解析：选B．考虑单摆的周期公式与万有引力定律．根据单摆周期公式T＝2π和GM＝gr2可得T＝2π＝2πr，故选项B正确．4．如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是( )A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲摆的振幅比乙摆大C．甲摆的机械能比乙摆大D．甲摆的周期比乙摆大解析：选AB．可从题图上看出甲摆振幅大，B正确．由题图知两摆周期相等，则摆长相等，因两摆球质量关系不明确，无法比较它们。

高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 2 第二节机械波课后达标能力提升

2 第二节机械波(建议用时：60分钟)一、选择题1．一简谐横波沿x 轴正向传播，图甲是t ＝0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图象，则该质点的x 坐标值合理的是( )A ．0．5 mB ．1．5 mC ．2．5 mD ．3．5 m解析：选C ．由y －t 图象知，t ＝0时质点位移为负值，且向y 轴负方向运动，由y －x 图象知，x ＝0．5 m 和x ＝3．5 m 处的质点此时刻位移为正值，故A 、D 错误；由传播方向与振动方向关系可判定，x ＝1．5 m 的质点向y 轴正方向运动，x ＝2．5 m 处质点向y 轴负方向运动，故C 正确，B 错误．2．如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射．下列措施可能使波发生较为明显衍射的是( )A ．增大波源的振动频率B ．减小波源的振动频率C ．增大障碍物的长度D ．减小障碍物的长度解析：选BD ．不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，只要增大波长可满足题目要求．由λ＝v f知，v 不变，减小f ，λ增大，故A 、C 错，B 、D 对．3．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解析：选B ．由质点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．4．如图甲所示，在水平面内，有三个质点a 、b 、c 分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab ＝6 m ，ac ＝8 m ．在t 1＝0时刻a 、b 同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t 2＝4 s 时c 点开始振动，则( )A ．该机械波的传播速度大小为2 m/sB ．c 点的振动频率先是与a 点相同，两列波相遇后c 点的振动频率增大C ．该列波的波长是2 mD ．两列波相遇后，c 点振动加强解析：选ACD ．因为经过4 s ，振动由a 点传到c 点，则波的传播速度v ＝84 m/s ＝2 m/s ，选项A 正确；c 点的振动频率先是与a 点相同，两列波相遇后c 点的振动频率仍然是不变的，选项B 错误；该波的波长为λ＝vT ＝2×1 m ＝2 m ，选项C 正确；因为bc －ac ＝2 m ＝λ，故两列波相遇后，c 点振动加强，选项D 正确．5．一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时刻的波形如图所示，质点P 的x 坐标为3 m ．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0．4 s ，下列说法正确的是( )A ．波速为4 m/sB ．波的频率为1．25 HzC ．x 坐标为15 m 的质点在t ＝0．6 s 时恰好位于波谷D ．x 坐标为22 m 的质点在t ＝0．2 s 时恰好位于波峰解析：选BD ．任意振动质点连续两次通过平衡位置的时间间隔为0．4 s ，则12T ＝0．4 s ，解得T ＝0．8 s ，f ＝1T＝1．25 Hz ，选项B 正确；由题图知：该波的波长λ＝4 m ，波速v＝λT ＝5 m/s ，故选项A 错误；画出t ＝0．6 s 时的波形图如图所示，因15 m ＝3λ＋34λ，故x 坐标为15 m 的质点与x ＝3 m 处的质点振动情况一样，即在平衡位置向下振动，选项C 错误；画出t ＝0．2 s 时的波形图如图所示，因22 m ＝5λ＋12 λ，故x ＝22 m 处的质点与x ＝2 m 处的质点振动情况一样，即在波峰位置，选项D 正确．6．如图甲所示，一列机械波沿直线ab 向右传播，ab ＝2 m ，a 、b 两点的振动情况如图乙所示，下列说法中正确的是( )A ．波速可能是243 m/sB ．波长可能是83 mC ．波速可能是37m/sD ．波速可能是27m/s解析：选ABD ．由振动图象可看出t ＝0时刻，点a 在波谷，点b 在平衡位置且向上振动，所以ab ＝2 m ＝34λ＋nλ(n ＝0、1、2、3…)，解得λ＝84n ＋3 m(n ＝0、1、2、3…)①，所以波速v ＝λT ＝24n ＋3m/s(n ＝0、1、2、3…)②，②式中当n ＝10时，A 项正确；①式中当n ＝0时，B 项正确；②式中当n ＝1时，D 项正确．7．简谐横波在同一均匀介质中沿x 轴正方向传播，波速为v ．若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a 、b 相距为s ，a 、b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a 最早到达波谷的是( )解析：选D ．根据机械波传播方向与质点振动方向之间的关系可知，A 、C 选项中的质点a 此时刻沿y 轴正方向振动，a 点要到达波谷至少还需34个周期，B 、D 选项中的质点a 此时刻沿y 轴负方向振动，只需再经过14个周期即可第一次到达波谷．已知a 、b 两质点间的距离为s ，则A 选项中λ＝2s ，B 、C 选项中λ＝s ，D 选项中λ＝23s ，因波速均为v ，则由T ＝λv 可知，A 选项中a 点到达波谷最少用时为34T ＝34·λv ＝34·2s v ＝3s2v ，B 选项中a 点到达波谷最少用时为14T ＝14·λv ＝14·s v ＝s 4v ，C 选项中a 点到达波谷最少用时为34T ＝34·λv ＝3s4v ，D 选项中a 点到达波谷最少用时为14T ＝14·λv ＝14·2s 3v ＝s6v ，经比较可知，D 选项中质点a 最早到达波谷．8．如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x ＝0与x ＝75 m 处的A 、B 两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示．则这列波的( )A ．A 点处波长是10 cm ，B 点处波长是5 cm B ．周期一定都是2×10－2sC ．t ＝0．012 5 s 时刻，两质点的振动速度方向相反D ．传播速度一定是600 m/s解析：选BC ．由A 、B 两质点的振动图象可知两质点的周期均为2×10－2s ，所以B 项正确；再由振动图象知t ＝0时，质点A 在平衡位置且向上振动，质点B 处在波峰位置，则有75 m ＝34λ＋nλ(n ＝0、1、2、3…)，解得λ＝3004n ＋3 m(n ＝0、1、2、3…)，所以A 项错误；在t ＝0．012 5 s ＝58T 时，质点A 向下振动，B 向上振动，所以C 项正确；波的传播速度v ＝λT ＝15 0004n ＋3m/s(n ＝0、1、2、3…)，有多种可能，D 项错误．二、非选择题 9．(2018·南京高三模拟考试)P 、Q 是一列简谐横波中的两质点，相距30 m ，各自的振动图象如图所示．如果P 比Q 离波源近，且P 与Q 平衡位置间的距离小于1个波长，则该列波的波长λ＝______m ，波速v ＝______m/s ．解析：P 质点经过34T 即可成为Q 质点的振动形式，故34λ＝30 m ，λ＝40 m ，波速v ＝λT ＝10 m/s ．答案：40 1010．(2018·江苏冲刺卷(二))在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0．1 m ，如图甲所示．一列横波沿该直线向右传播，t ＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0．2 m ，经过时间0．6 s 第一次出现如图乙所示的波形．该列横波传播的速度为________ m/s ；此0．6 s 内质点1的运动路程为________ m ．解析：由题图知该波的波长λ＝0．8 m ，质点9向上运动，由题意知，t ＝0．6 s 时，该波传播到质点9后λ2处，则该波的波速v ＝Δx Δt ＝1.20.6m/s ＝2 m/s ；质点1在0．6 s 内运动的路程s ＝0.60.4×4A ＝1．2 m ．答案：2 1．211．(2018·江苏三市高三模拟考试)图甲为某列简谐波在t ＝0．2 s 时的波动图象，图乙是这列波上质点P 的振动图象，求：(1)波的传播速度；(2)x ＝0处质点的振动方程．解析：(1)从图中可读出λ＝2 m ，T ＝0．4 s ，则波的传播速度v ＝λT解得v ＝5 m/s ．(2)由P 点的振动图象可知该列波向左传播t ＝0时，x ＝0处质点的振动方程与P 点从t ＝0．2 s 时计时的振动方程相同，ω＝2πT，代入数据得x ＝0处质点的振动方程y ＝10sin5πt (cm)．答案：见解析 12．如图所示为一列简谐横波在t 1＝0．05 s 时的波形图，已知该简谐横波沿x 轴的负方向传播，A 、B 两点为该简谐波上平衡位置在x A ＝1．0 m 、x B ＝1．2 m 处的质点．经观测可知A 点通过的路程为振幅的10倍，所用的时间为t ＝0．5 s ，求：(1)该简谐横波的传播周期以及A 点的振动方程；(2)由t 1＝0．05 s 时开始计时，B 点回到平衡位置的时间．解析：(1)由波形图可知，振幅为A ＝0．8 cm ，波长为λ＝2 m ；A 点通过的路程为振幅的10倍，需要的时间为2．5T ，即2．5T ＝0．5 s ，所以周期T ＝0．2 s ，ω＝2πT＝10π rad/s设A 点的振动方程为y ＝A sin(ωt ＋φ)由波形图可知，A 点在t 1＝0．05 s 时刻经过平衡位置且向下振动，可得φ＝π则振动方程为y ＝0．8sin (10πt ＋π)＝－0．8sin 10πt (cm)．(2)波速v ＝λT＝10 m/s从t 1＝0．05 s 时刻开始，B 点第一次回到平衡位置时，波向x 轴负方向传播的距离为Δs ＝2．0 m －1．2 m ＝0．8 m所用的时间Δt ＝Δsv＝0．08 s所以B 点回到平衡位置的时间为t ＝Δt ＋nT2＝(0．1n ＋0．08) s(n ＝0，1，2，3…)．答案：(1)0．2 s y ＝－0．8sin 10πt (cm) (2)t ＝(0．1n ＋0．08) s(n ＝0，1，2，3…)。

2017届高三物理一轮复习第12章机械振动机械波光电磁波相对论简介第2讲机械波课件

.1 梳理主干
填准记牢
NO.2 题组训练提升能力
2． (多选)(2015· 高考海南卷)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t＝0 时刻的波形如图所示，质点 P 的 x 坐标为 3 m．已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s ．下列说法正确的是 ( BDE ) A．波速为 4 m/s B．波的频率为 1.25 Hz C．x 坐标为 15 m 的质点在 t＝0.6 s 时恰好位于波谷 D．x 坐标为 22 m 的质点在 t＝0.2 s 时恰好位于波峰 E．当质点 P 位于波峰时，x 坐标为 17 m 的质点恰好位于波谷
解析
NO.1 梳理主干
填准记牢
NO.2 题组训练提升能力
3．取一根柔软的弹性绳，将绳的右端固定在竖直墙壁上，绳的左端自由，使绳处于水平伸直状态．从绳的端点开始用彩笔每隔 0.50 m 标记一个点，依次记为 A、 B、 C、D、„，如图所示．现用振动装置拉着绳子的端点 A 沿竖直方向做简谐运动，若 A 点起振方向向上，经 0.1 s 第一次到达正向最大位移，此时 C 点恰好开始起振，则
平衡位置
的位移．
考点一
1.波动图象的信息(如图所示)
NO.1 梳理主干
填准记牢
(1)直接读取振幅 A 和波长 λ，以及该时刻各质点的位移． (2)确定某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．
NO.2 题组训练提升能力
(3)画出当 J 点第一次向下达到最大位移时的波的图象．
图见解析
考点一
反思提升
波的传播方向与质点的振动方向的互判方法

2017年高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波光电磁波与相对论综合测试题新人教版

第十二章综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

)1．如图甲所示，弹簧振子以O 点为平衡位置，在A 、B 两点之间做简谐运动。

取向右为正方向，振子的位移x 随时间t 的变化如图乙所示，下列说法正确的是导学号 05801574( )A ．t ＝0.8s 时，振子的速度方向向左B ．t ＝0.2s 时，振子在O 点右侧6cm 处C ．t ＝0.4s 和t ＝1.2s 时，振子的加速度完全相同D ．t ＝0.4s 到t ＝0.8s 的时间内，振子的速度逐渐减小答案：A解析：从t ＝0.8s 起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故t ＝0.8s 时，速度方向向左，A 对；由图象得振子的位移x ＝12sin 5π4t (cm)，故t ＝0.2s时，x ＝62cm ，故B 错；t ＝0.4s 和t ＝1.2s 时，振子的位移方向相反，由a ＝－kx /m 知，加速度方向相反，C 错；t ＝0.4s 到t ＝0.8s 的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故D 错。

2．(2014·天津理综)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50Hz 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 两质点的导学号 05801575( )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：本题考查了波传播中各质点的振动分析。

【红对勾】2017届高考物理新课标一轮复习配套课件：第12章-机械振动与机械波 12-1

1 1 16 需时间相等，为＝ s，故周期为 T＝ 0.5＋30 s＝ 3 30 30
s≈0.53 s
答案：AC
突破考点02
简谐运动的图象
分类例析
1．图象信息 (1)由图象可以看出质点振动的振幅、周期． (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移． (3)可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向．
(1)通过振动图象可以获知哪些信息？提示：从图象上得到振幅 A、初相 φ0、周期 T. (2)一个周期内振子的位移和路程各是多少？提示：位移为零，路程为 4A.
(1)由振动图象可得振幅 A＝5 cm，周期 T＝4 s，初相 φ0＝0 2π π 则角速度 ω＝ T ＝ rad/s 2 π 故该振子简谐运动的表达式为 x＝5sin t(cm)． 2
1．关于振幅的各种说法中，正确的是( A．振幅是振子离开平衡位置的最大距离
)
B．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅 C．振幅等于振子运动轨迹的长度 D．振幅越大，表示振动越强，周期越长
解析：振幅是振子离开平衡位置的最大距离，它是表示振动强弱的物理量，振幅越大，振动越强，但振幅的大小与周期无关．
4．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．质点振动频率是 4 Hz B．在 10 s 内质点经过的路程是 20 cm C．第 4 s 末质点的速度为零 D．在 t＝1 s 和 t＝3 s 两时刻，质点位移大小相等，方向相同
解析：由振动图象可知，质点振动的周期是 4 s，频率为 0.25 Hz，故 A 错误；振幅为 2 cm.一个周期质点经过的路程为 4A,10 s 为 2.5 个周期，经过的路程为 2.5×4A＝10A ＝20 cm，B 正确；4 s 末质点在平衡位置，速度最大，故 C 错误；在 t＝1 s 和 t＝3 s 两时刻，质点分别在正最大位移和负最大位移，大小相等、方向相反，故 D 错误．

2017年高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波光电磁波与相对论第2讲机械波课时作业新人教版

机械波一、选择题(1～5题为单选题，6～10题为多选题)1．(2014·北京理综)一简谐机械波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T 。

t ＝0时刻的波形如图1所示，a 、b 是波上的两个质点。

图2是波上某一质点的振动图象。

下列说法中正确的是导学号 05801477( )A ．t ＝0时质点a 的速度比质点b 的大B ．t ＝0时质点a 的加速度比质点b 的小C ．图2可以表示质点a 的振动D ．图2可以表示质点b 的振动答案：D解析：该题考查波动图象和振动图象的关系，解题的关键要明确波的传播方向与质点振动方向的关系。

t ＝0时刻a 在波峰，速度为零，加速度最大，b 在平衡位置，加速度为零，速度最大，A 、B 错。

根据“上下坡”法可以判断，t ＝0时刻b 点在平衡位置且向下运动，C 错D 对。

2．一列简谐横波在t ＝0时刻的波形如图中的实线所示，t ＝0.02s 时刻的波形如图中虚线所示。

若该波的周期T 大于0.02s ，则该波的传播速度可能是导学号 05801478( )A ．2 m/sB ．3 m/sC ．4 m/sD ．5 m/s答案：B解析：由于该波的周期大于0.02s ，则波沿传播方向传播的距离小于一个波长，即Δx <8cm ，若波向右传播，则Δx ＝2cm ，v ＝Δx Δt ＝0.02m 0.02s＝1m/s ，若波向左传播，则Δx ＝6cm ，v ＝Δx Δt ＝0.06m 0.02s＝3m/s 故B 正确，A 、C 、D 错误。

3．A 、B 两列简谐横波均沿x 轴正向传播，在某时刻的波形分别如图甲、乙所示，经过时间t (t 小于A 波的周期T A )，这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示，则A 、B 两列波的波速v A 、v B 之比不可能的是导学号 05801479( )A ．B ．C ．D ．答案：D解析：从图中可得A 波波长为λA ＝24cm ，周期T A ＝2t ；B 波波长为λB ＝12cm ，周期T B＝t n，波速v A ＝λA T A＝12t，v B ＝λB T B＝12nt，得到v A v B ＝n ，所以A 、B 两列波的波速v A 、v B之比不可能的是D 。

2017届高考物理一轮总复习选修部分第12章机械振动机械波第2讲机械波课件

a
7．[波的干涉]如图所示是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅均为 2 cm，波速为 2 m/s，波长为 8 cm，E 点是 B、D 和 A、C 连线的交点，下列说法中正确的是( )
A．A、C 两处质点振动加强 B．B、D 两处质点在该时刻的竖直高度差是 4 cm C．E 处质点振动加强 D．经 0.02 s，B 处质点通过的路程是 10 cm
1 3 1 3 解析根据 yt 图象可知，a、b 两质点的距离为 nλ＋ λ 或 nλ＋ λ，即 nλ＋ λ＝9 m 或 nλ＋ λ＝9 m(n 4 4 4 4 36 36 ＝0,1,2,3，„)解得波长 λ＝ m 或 λ＝ m。 4n＋1 4n＋3 36 36 即该波的波长 λ＝36 m、7.2 m、4 m„或 λ＝12 m、 m、 m„选项 A、B、C、D 的波长分别为 4 m、 7 11 8 m、12 m、16 m，故选项 A、C 正确，选项 B、D 错误。
解析相邻的两个波峰之间的距离为一个波长，A 错误。波在一个周期内向前传播的距离为一个波长，a 点比 b 点早振动一个周期，完成全振动的次数也比 b 点多一次，故 B、C 错误，D 正确。
4．[振动图象与波动图象] [2013· 天津高考](多选)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右图所示，下列描述该波的图象可能正确的是( )
λ 提示：由振动的时间确定周期 T，由形成的波形确定波长 λ，再由 v＝确定波速。 T
(2)如何由振动方向确定波的传播方向？
提示：同侧法。
尝试解答选 BCD。由乙图可知波长 λ＝0.8 m，由题知，t＝0 时刻，该波恰传到质点 1，并向上振动，当 t＝0.3 s 时，由 λ 乙图确定此时质点 1 向下振动，说明 1 质点振动了一个半周期，所以 T＝0.2 s，由 v＝得 v＝4 m/s，所以 T D 正确，A、E 选项错误。在 t＝0.3 s 时，由乙图可知，质点 8 向下振动，B 选项正确。在 t＝0 至 t＝0.3 s 内，质点 5 经半个周期才开始振动，也就是经 0.1 s 才传到质点 5，振动了一个周期 0.2 s，所以 C 选项也是正确的。

2017年高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波光电磁波与相对论第1讲机械振动课时作业新人教版

机械振动一、选择题(1～8题为单选题，9～12题为多选题)1．做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是导学号 05801441( )A ．位移B ．速度C ．加速度D ．回复力答案：B解析：做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，位移x 相同，回复力相同，加速度相同，可能不同的物理量是速度，选项B 正确。

2．一弹簧振子做简谐运动，其振动图象如图所示，那么在⎝ ⎛⎭⎪⎫T 2－Δt 和⎝ ⎛⎭⎪⎫T 2＋Δt (Δt 是微小的时间)两时刻，振子的：①速度相同；②加速度相同；③相对平衡位置的位移相同；④振动的能量相同。

以上叙述中正确的是导学号 05801442( )A ．①②B ．②③C ．③④D ．①④答案：D解析：在⎝ ⎛⎭⎪⎫T2－Δt 时刻，振子正在沿x 负方向向平衡位置运动，加速度沿x 负方向指向平衡位置，位移为正，⎝ ⎛⎭⎪⎫T 2＋Δt 时刻，振子正沿x 负方向远离平衡位置运动，加速度沿x 正方向指向平衡位置，位移为负，根据对称性，两个时刻速度相同简谐振动的机械能守恒，因此两个时刻的能量相同。

3.如图所示是弹簧振子的振动图象，由此图象可得，该弹簧振子做简谐运动的公式是导学号 05801443( )A ．x ＝2sin(2.5πt ＋π2)B ．x ＝2sin(2.5πt －π2)C ．x ＝2sin(2.5πt －π2)D ．x ＝2sin2.5πt 答案：D解析：由图象可知：A ＝2cm ，ω＝2πT ＝2π0.8＝2.5π，φ＝0。

所以x ＝2sin2.5πt ，D正确。

4．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f 固，则导学号 05801444( )固固C ．50Hz<f 固<70Hz D ．以上三个答案都不对答案：C解析：由表中数据可知，当驱动力的频率由50Hz 增大到70Hz 的过程中，受迫振动的振幅先增大后减小，说明振动系统的固有频率f 固应为50Hz<f 固<70Hz ，C 选项正确。

南方新高考2017年高考物理一轮总复习专题十二机械振动机械波光电磁波相对论简介新人教版

专题十二机械振动机械波光电磁波相对论简介第1讲机械振动一、单项选择题1.(2013年上海卷)做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是( )A.位移B.速度C.加速度D.回复力2.一质点做简谐运动的图象如图K1211所示，下列说法正确的是( )图K1211A.质点振动频率是4 HzB.在10 s内质点经过的路程是20 cmC.第4 s末质点的速度为零D.在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等，方向相同3.有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图象如图K1212所示.下列关于图K1213中(1)～(4)的判断正确的是( )图K1212图K1213A.图(1)可作为该物体的速度—时间图象B.图(2)可作为该物体的回复力—时间图象C.图(3)可作为该物体的回复力—时间图象D.图(4)可作为该物体的加速度—时间图象4.(2015年宁夏银川模拟)在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的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.在飞机机翼前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5.如图K1214所示是弹簧振子的振动图象，由此图象可得，该弹簧振子做简谐运动的公式是( )图K1214＝2sin πt ＋π2) ＝2sin πt －π2) ＝sin πt －π2) ＝2sin πt 二、多项选择题6.弹簧振子做简谐运动的图象如图K1215所示，下列说法正确的是( )图K1215A.在第5秒末，振子的速度最大且沿＋x 方向B.在第5秒末，振子的位移最大且沿＋x 方向C.在第5秒末，振子的加速度最大且沿－x 方向D.在0到5秒内，振子通过的路程为10 cm7.如图K1216所示，A 球振动后，通过水平细绳迫使B 、C 振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是( )图K1216A.只有A 、C 的振动周期相等的振幅比B 的振幅小的振幅比B 的振幅大、B 、C 的振动周期相等8.如图K1217所示，两单摆的摆长相同，平衡时两摆球刚好接触，现将摆球A 在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动，以m A 、m B 分别表示摆球A 、B 的质量，则( )图K1217A.如果m A ＞m B ，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B.如果m A ＜m B ，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C.无论两球质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧D.无论两球质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧三、非选择题9.一物体沿x 轴做简谐运动，振幅为8 cm ，频率为 Hz ，在t ＝0时，位移是4 cm ，且向x 轴负方向运动，试写出用正弦函数表示振动方程并画出相应的振动图象.10.(2015年浙江温州十校联合体期中)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 ＝ s 时，振子速度第一次变为－v ；在t ＝ 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 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.图K1218第2讲机械波一、单项选择题1.(2014年上海卷)一系列横波沿水平放置的弹性绳向右传播，绳上两质点A 、B 的平衡位置相距34波长，B 位于A 右方.t 时刻A 位于平衡位置上方且向上运动，再经过14周期，B 位于平衡位置( )A.上方且向上运动B.上方且向下运动C.下方且向上运动D.下方且向下运动2.(2014年福建卷)在均匀介质中，一列沿x 轴正向传播的横波，其波源O 在第一个周期内的振动图象，如图K1221所示，则该波在第一个周期末的波形图是( )图K1221A B C D3.(2014年天津卷)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＝ 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4.(2014年四川卷)如图K1222所示，甲为t＝1 s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点Δx＝ m处质点的振动图象可能是( )图K1222A B C D5.(2014年北京西城期末)一列波源在x＝0处的简谐波沿x轴正方向传播，周期为 s，t0时刻的波形如图K1223所示.此时x＝12 cm处的质点P恰好开始振动.则( )图K1223A.质点P开始振动时的方向沿y轴正方向B.波源开始振动时的方向沿y轴负方向C.此后一个周期内，质点P通过的路程为8 cmD.这列波的波速为8 m/s二、多项选择题6.(2016年西藏日喀则第一高级中学月考)如图K1224所示，实线与虚线分别表示振幅(A)、频率(f)均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法正确的是( )图K1224、N两质点始终处在平衡位置B.该时刻质点O正处在平衡位置C.随着时间的推移，质点M将向O点处移动D.从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，此时位移为零连线中点是振动加强点，其振幅为2A7.图K1225甲为一列简谐横波在t＝ s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则( )图K1225＝ s时，质点Q的速度方向向上B.该波沿x轴的负方向传播C.该波的传播速度为40 m/sD.从t＝ s到t＝ s，质点P通过的路程为30 cm8.一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图K1226中的实线所示，t＝ s时刻的波形如图中虚线所示.若该波的周期T大于 s，则该波的传播速度不可能是( )图K1226m/s m/s m/s m/s三、非选择题9.(2015年新课标卷Ⅱ)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35 cm，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＝1 s，振幅A ＝5 cm.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：(1)P、Q之间的距离.(2)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的路程.10.一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为 m/s，t＝0时刻的波形如图K1227甲所示.图K1227(1)求横波中质点振动的周期T.(2)在图乙中画出t＝1 s时刻的波形图(至少画出一个波长).(3)在图丙中画出平衡位置为x＝ m处质点的振动图象(t＝0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期).第3讲光的折射全反射一、单项选择题1.(2014年四川卷)如图K1231所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则( )图K1231A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大2.(2013年福建卷)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜.下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是( )A B C D3.(2014年福建卷)一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是( )A B C D4.(2015年福建卷)如图K1232所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b.则( )图K1232A.λa<λb，n a >n bB.λa>λb，n a <n bC.λa<λb，n a <n bD.λa>λb，n a >n b5.(2015年天津卷)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，图K1233是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光( )图K1233A.在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C.分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能D.以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光二、多项选择题6.(2013年天津卷)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图K1234，O点为圆心，OO′为直径MN 的垂线，足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则( )图K1234A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大光在玻璃砖中传播速度比B光的大C.α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑D.β＜θ＜90°时，光屏上只有1个光斑7.(2014年浙江卷)关于下列光学现象，说法正确的是( )A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽8.(2015年四川卷改编)直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图K123、b光相比( )图K1235A.玻璃对b光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较小光在玻璃中的传播速度较小光在玻璃中的传播时间较短三、非选择题9.(2016年吉林实验中学模拟)如图K1236所示，一等腰直角三棱镜放在真空中，斜边BC 长度为d，一束单色光以600的入射角从AB侧面的中点D入射，折射后从侧面AC射出，不考虑光在AC面的反射.已知三棱镜的折射率n＝62，单色光在真空中的光速为c，求此单色光通过三棱镜的时间.图K123610.(2015年江苏卷)人造树脂是常用的眼镜片材料，如图K1237所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点，已知光线的入射角为30°，OA＝5 cm，AB＝20 cm，BP＝12 cm，求该人造树脂材料的折射率n.图K1237第4讲光的波动性电磁波相对论一、单项选择题1.在光的双缝干涉现象中，下列描述中正确的是( )A.用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的红光B.用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较短的紫光C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的D.在双缝干涉现象中，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽2.(2013年北京卷)如图K1241所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b.下列判断正确的是( )图K1241A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率光的频率大于b光的频率C.在真空中a光的波长大于b光的波长光光子能量小于b光光子能量3.如图K1242所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧.旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是( )图K1242、B均不变、B均有变化不变，B有变化有变化，B不变4.(2013年上海卷)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的( )A.传播速度不同B.强度不同C.振动方向不同D.频率不同5.(2013年新课标卷Ⅰ)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同二、多项选择题6.如图K1243甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是( )K1243A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的7.(2016年湖南师大附属中学月考)下列说法正确的是( )A.光导纤维传输信号是利用光的干涉现象B.全息照相利用了激光相干性好的特性C.光的偏振现象说明光是横波射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象E.刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象8.(2015年新课标卷Ⅱ)如图K1244，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，则( )图K1244A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中，a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距9.甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx，若Δx甲＞Δx乙，则下列说法正确的是( )A.甲光能发生偏振现象，而乙光不能B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C.甲光的频率一定大于乙光的频率D.在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光三、非选择题10.两个狭缝相距 mm，位于离光屏50 cm处，现用波长为6000 Å的光照射双缝，求：(1)两条相邻暗条纹间的距离是多少？(2)若将整个装置放于水中，那么两条相邻暗条纹间的距离是多少？(水的折射率为43，1 Å＝10－10 m)实验十三、十四、十五非选择题 1.根据单摆周期公式T ＝2πl g，可以通过实验测量当地的重力加速度.如图S131甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆.(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________mm.图S131(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________. A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的C.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度D.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt 即为单摆周期TE.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt ，则单摆周期T ＝Δt502.(2015年天津卷)某同学利用单摆测量重力加速度. ①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是( )图S132A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 ②如图S132所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1 m 的单摆，实验时，由于仅有量程为20 cm 、精度为1 mm 的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL，用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝____________.3.如图S133所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白.图S133(1)用________测出广口瓶瓶口内径d.(2)在瓶内装满水.(3)将刻度尺沿瓶口边缘________插入水中.(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A点)，同时看到水面上B点刻度的像B′恰与A点的像相重合.(5)若水面恰与直尺的C点相平，读出__________和__________的长度.(6)由题中所给条件，可以计算水的折射率n＝________.4.如图S134所示，在双缝干涉实验中，已知SS1＝SS2，且S1、S2到光屏上P点的路程差Δs ＝×10－6 m.图S134(1)当S为λ＝μm的单色光源时，在P点处将形成________条纹.(2)当S为λ＝μm的单色光源时，在P点处将形成________条纹.(均选填“明”或“暗”)5.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图S135)，并选用缝间距d＝ mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L ＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作.图S135图S136图S137①已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度.某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图S136(a)所示，图S136(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图S136(b)中游标尺上的读数x1＝ mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图S137(a)所示，此时图S137(b)中游标尺上的读数x2＝______ mm.②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝______mm；这种色光的波长λ＝________mm.6.(2015年北京卷)用单摆测定重力加速度的实验装置如图S138所示.图S138①组装单摆时，应在下列器材中选用__________(选填选项前的字母).A.长度为1 m左右的细线B.长度为30 cm左右的细线C.直径为 cm的塑料球D.直径为 cm的铁球②测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________(用L、n、t表示).③下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理.组次 1 2 3摆长L/m50次全振动所用的时间t/s振动周期T/s重力加速度g/(m·s－2)请计算出第3组实验中的＝________s，＝__________.④用多组实验数据做出T2L图象，也可以求出重力加速度g，已知三位同学作出的T2L图线的示意图如图S139中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线b，下列分析正确的是_________(选填选项前的字母).图S139A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值⑤某同学在家里测重力加速度.他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图S1310所示，由于家里只有一根量程为30 cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O 到A点间的细线长度小于刻度尺量程.保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长.实验中，当O、A间细线的长度分别为l1和l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2.由此可得重力加速度g＝________(用l1、l2、T1、T2表示).图S13107.某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器，如图S1311所示.在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF.在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变.每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2.同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值.图S1311(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC之间的夹角为45°，则在P3处刻的刻度值为________.(2)若在同一液体中沿AO方向射入一束白光，最靠近OC边的是__________色的光，增大入射角度，__________色的光在刻度盘上先消失.8.利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝ mm，双缝到光屏间的距离l＝ m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图S1312所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：图S1312(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为x A＝_________mm，x B＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm.(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________m.(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”、“不变”或“变小”).9.摆长l/m周期T2/s2(1)利用上述数据，在图S1313的坐标系中描绘出图象.图S1313(2)利用图象，取T2＝ s2时，l＝__________m，重力加速度g＝__________m/s2.(结果保留三位有效数字)10.如图S1314所示，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体，容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6 cm长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源.开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分.将线光源沿容器底向望远镜一侧水平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8 cm，刚好可以看到其顶端.此液体的折射率n＝____________.图S1314专题提升十二机械波的多解问题1.(2015年福建卷)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形中质点a最早到达波谷的是( )A B C D2.(多选，2016年吉林实验中学模拟)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t 时刻波形图如图Z121中的实线所示，此时波刚好传到P 点，t ＋ s 时刻，这列波刚好传到Q 点，波形如图中的虚线所示，a 、b 、c 、P 、Q 是介质中的质点，则以下说法正确的是( )图Z121A.这列波的波速为 m/sB.这列波的周期为 sC.质点c 在这段时间内通过的路程一定等于30 cmD.从t 时刻开始计时，质点a 第一次到达平衡位置时，恰好是t ＋13s 这个时刻E.当t ＋ s 时刻，质点b 、P 的位移相同3.(2013年重庆卷)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( ) m 、6 m 和8 m m 、8 m 和12 m m 、6 m 和12 m m 、8 m 和12 m4.(多选，2016年云南师大附属中学月考)如图Z122所示，一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t ＝0时刻的波形图，虚线为t ＝ s 时的波形图，波的周期T > s ，则( )图Z122A 波的周期为 s B.波速为10 m/sC.在t ＝ s 时，P 点沿y 轴正方向运动D.从t ＝ s 起的 s 内，P 点经过的路程为 mE.在t ＝ s 时，Q 点到达波峰位置5.(多选，2013年天津卷)一列简谐波沿直线传播，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Z123所示，下列描述该波的图象可能正确的是( )图Z123A B C D6.(多选，2014年吉林长春三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图Z124中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋ s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则下列说法正确的是( )图Z124A.这列波的波速可能为50 m/sB.质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cmC.质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cmD.若周期T＝ s，则在t＋ s时刻，质点b、P的位移相同E.若周期T＝ s，从t＋ s时刻开始计时，则质点c的振动方程为x＝(πt) m7.如图Z125所示是一列简谐横波上A、B两点的振动图象，A、B两点相距8 m.求：图Z125这列波可能的波长和波速.8.一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝ s时刻，其波形图分别如图Z126中的实线和虚线所示，求：图Z126(1)该波的振幅和波长.(2)若这列波向右传播，波速是多少？若这列波向左传播，波速是多少？专题十二机械振动机械波光电磁波相对论简介第1讲机械振动 1．B8．CD 解析：单摆做简谐运动的周期T ＝2πlg与摆球的质量无关，因此两单摆周期相同．碰后经过12T 都将回到最低点再次发生碰撞，下一次碰撞一定发生在平衡位置，不可能在平衡位置左侧或右侧，故C 、D 正确． 9．解：简谐运动振动方程的一般表达式为 x ＝A sin (ωt ＋φ0)，根据题给条件有：A ＝ m ，ω＝2πf ＝π，所以x ＝ sin(πt ＋φ0) m ，将t ＝0时x 0＝ m 代入得＝ φ0，解得初相φ0＝π6或φ0＝56π，因为t ＝0时，速度方向沿x 轴负方向，即位移在减小，所以取φ0＝56π，所求的振动方程为x ＝(πt ＋56π) m，对应的振动图象如图D121所示．图D12110．解：(1)根据已知条件分析可得： T ＝×2 s＝ s.(2)若B 、C 之间距离为25 cm ，则振幅A ＝12×25 cm＝ cm振子 s 内通过的路程s ＝4T×4× cm＝200 cm.(3)根据x ＝Asin ωt ，A ＝ cm ，ω＝2πT＝2π得x ＝ sin2πt (cm)．振动图象为图D122.图D122第2讲机械波 1．D。

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