高考二轮复习机械波(解析版)
专题13 振动和波动【讲】【解析版】-2023-2024年高考物理二轮复习讲练测(新教材新高考)
第五部分热学、振动和波动、光学及原子物理专题13 振动和波动【讲】目录一．讲高考真题-----感悟核心素养 (1)【考情研判】 (1)【考题分析】 (1)【题后总结】 (7)二．讲核心问题-----提炼主干必备知识 (8)核心问题一机械振动及其图象问题 (8)核心问题二机械波及其图象问题 (11)核心问题二振动图象和波的图象的综合应用问题 (13)核心问题四电磁振荡与电磁波 (17)三．讲科学思维 (19)（一）科学思维-----波的叠加与干涉问题分析 (19)（二）科学思维-----波传播的周期性和多解问题 (21)一．讲高考真题-----感悟核心素养【例1】（2022·山东高考真题）一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为12st=时的波形图，虚线为25st=时的波形图。
以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（）A ．B ．C ．D ．【答案】AC【解析】机械波的传播方向不确定，所以需要考虑机械波传播方向的不确定性。
AB ．若机械波沿x 轴正方向传播，在12s t =时O 点振动方向竖直向上，则传播时间213s t t t ∆=-=满足34t T nT ∆=+（n =0，1，2，3…）解得12s 43T n =+（n =0，1，2，3…）当0n =时，解得周期4s T =A 正确，B 错误；CD ．若机械波沿x 轴负方向传播，在25s t =时O 点处于波谷，则14t T nT ∆=+（n =0，1，2，3…）解得12s 41T n =+（n =0，1，2，3…）当0n =时，解得周期12s T =C 正确，D 错误。
故选AC 。
【试题情境】本题以简谐横波图像分析为素材创设学习探索问题情境。
【考核要求】本题考核要求属于综合性。
【必备知识】本题考查的知识点为机械波的传播。
【关键能力】本题主要考察的关键能力是：推理论证能力：根据不同时刻机械波的图像结合假设法波峰平移法等分析质点的振动情况。
(完整版)全国高中物理机械波试题及详细解析
机械振动与机械波1. 如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t 时刻的波形图。
已知该波的周期为T ，a 、b 、c 、d为沿波传播方向上的四个质点，则下列说法中正确的是（ ）A ．在2Tt +时，质点c 的速度达到最大值B ．在2t T +时，质点d 的加速度达到最大值C ．从t 时刻起，质点a 比质点b 先回到平衡位置D ．从t 时刻起，在一个周期内，a 、b 、c 、d 四个质点所通过的路程均为一个波长【解析】波沿x 轴正方向传播，所以质点b 比质点a 先回到平衡位置，选项C 错误；一个周期的时间里，各质点的路程4倍的振幅，而不是一个波长，选项D 错误。
【答案】B 1．图甲为一列简谐横波在t =0.10s 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 A ．t =0.15s 时，质点Q 的加速度达到正向最大 B ．t =0.15s 时，质点P 的运动方向沿y 轴正方向 C ．从t =0.10s 到t =0.25s ，该波沿x 轴正方向传播了6 m D ．从t =0.10s 到t =0.25s ，质点P 通过的路程为30 cm【解析】由乙图中Q 点的振动图象可知t=0.15s 时Q 点在负的最大位移处，故具有正向最大加速度，故Ay/cmy/cm x/m10246 80 t/10-2s105 10 15 20 0 QP甲 乙正确；甲图描述的是t=0.10s 时的波动图象，而根据乙图可知t=0.10s 到t=0.25s 内Q 点将向下振动，这说明在甲图中此时Q 点将向下振动，根据质点振动方向和波传播方向的关系可知，波向左传播，判定出经过四分之一周期即t=0.15s 时质点P 运动方向为Y 轴负方向，故B 错误；根据甲乙两图可知波长和周期，则波速：v=Tλ=40m/s ，故从t=0.10s 到t=0.25s ，波沿x 负方向传播了6m ，而并非沿x 轴正方向传播，故C 错误；质点在一个周期内通过的路程为4个振幅长度，结合0.10s 时P 点的位置可知在t=0.10s 到t=0.25s 的四分之三周期内，质点P 通过的路程小于三个振幅即小于30cm ，故D 错误．故选A ．2.（2013·北京海淀二模，18题）—根弹性绳沿x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t= 0时使其开始沿y 轴做简谐运动，在t=0.25s 时，绳上形成如图4所示的波形。
高考物理总复习14.2机械波针对训练含解析新人教版
高考物理总复习14.2机械波针对训练含解析新人教版14.2 机械波1.（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.答案：AD2.如图14－2－25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14－2－25乙所示的波形.关于该波的周期与波长说法正确的为（ ）图14－2－25A.23t ，9d B.23t ，8d C.t 2t ，9dD.t2t ，8d 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T2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 ＝t2；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.答案：D图14－2－263.（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14－2－26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 ＝5sinπ2t （m ） 可知，ω＝π2rad/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.答案：AB4.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.答案：D5.如图14－2－27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（ ）图14－2－27A.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解析：当波向左传播时，传播的距离x ＝nλ＋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 ＝nλ＋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.答案：B。
【新课标】2021-2022高考物理二轮复习专题《机械振动与机械波 光学 》(含答案)
【新课标】高考物理二轮专题含答案专题一、机械振动与机械波光学(时间:45分钟满分:90分)1.(1)(多选)(5分)一列简谐横波在某时刻的波形如图所示,此时刻质点P的速度为v,经过0.2 s后它的速度大小、方向第一次与v相同,再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v相同,则下列判断正确的是。
A.波沿x轴正方向传播,且波速为10 m/sB.波沿x轴负方向传播,且波速为10 m/sC.质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反D.若某时刻N质点到达波谷处,则Q质点一定到达波峰处E.从图示位置开始计时,在3 s时刻,质点M偏离平衡位置的位移y=-10 cm(2)(10分)如图所示,某种透明材料制成的直角三棱镜ABC,折射率n=,∠A=,在与BC边相距为d的位置,放置一平行于BC边的竖直光屏;现有一细光束射到棱镜AB面上的P点,入射光线与AB面垂线CP的夹角为i,PB的长度也为d。
①当i=且光束从BC面出射时,求光屏上的亮斑与P点间的竖直距离;②当光束不从BC面出射时,求i的正弦值应满足的条件。
2.(1)(多选)(5分)如图所示,有一列传播的简谐横波,x=0与x=1 cm处的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.波长一定是4 cmB.周期一定是4 sC.振幅一定是2 cmD.传播速度一定是1 cm/s(2)(10分)如图所示,AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面,其顶角θ=75°,今有一束单色光在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖,一部分光经AB面反射后恰好未从OB面射出,不考虑多次反射作用。
试求玻璃砖的折射率n。
3.(1)(多选)(5分)下列说法正确的是。
A.光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的B.变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场C.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变宽D.声源与观察者相对靠近时,观察者所接收的频率大于声源振动的频率(2)(10分)湿地公园有一处矩形观景台伸向水面,如图所示,观景台下表面恰好和水面相平,A为观景台右侧面在湖底的投影,水深h=4 m。
【沪科版】2013年高考物理二轮复习课件：12-2机械波
三、简谐波中常见问题的分类 1．由 t 时刻的波形图画(t＋Δt)时刻的波形图 (1)平移法：先算出经时间 Δt 波传播的距离 Δx＝vΔt，再把波形 沿波的传播方向平移 Δx.当 Δx＞λ， Δx＝nλ＋x 时， 即 可采取去整(nλ) 留零(x)的方法，只需平移 x 即可． (2)特殊点法：在 t 时刻的波形图上找几个特殊质点(一个波长范 围内)，如过平衡位置的点、与它相邻的波峰和波谷，判断出这些质 点经过 Δt 后的位置，画出相应的正弦曲线或余弦曲线即可，这种方 T 法只适用于 Δt＝k 的情况． 4
类型三
波的多解问题
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( )
A．t＝0.15 s 时，质点 Q 的加速度达到正向最大 B．t＝0.15 s 时，质点 P 的运动方向沿 y 轴负方向 C．从 t＝0.10 s 到 t＝0.25 s，该波沿 x 轴正方向传播了 6 m D．从 t＝0.10 s 到 t＝0.25 s，质点 P 通过的路程为 30 cm 【思路点拨】 解答此题应把握以下两点：
如： a.质点达到最大位移处， 则有正向和负向最大位移两种可能． b． 质点由平衡位置开始振动， 则起振方向有向上、 向下(或向左、 向右)两种可能． c．只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的 可能，即沿 x 轴正方向或沿 x 轴负方向． d．只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能． 解决此类问题时，往往采用从特殊到一般的思维方法，即找到 一个周期内满足条件的特例，在此基础上，如知时间关系，则加 nT； 如知空间关系，则加 nλ.
(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．
高考物理二轮复习专题训练机械振动和机械波
机械振动和机械波一、单选题1．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.1s时刻的波形如图中虚线所示。
波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点xP=2.5m处的一个质点。
则以下说法中正确的是（）A．质点P的振幅为0.05mB．波的频率可能为7.5HzC．波的传播速度可能为50m/sD．在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点一定沿y轴正方向运动2．如图所示，一质点做简谐运动，O点为平衡位置，质点先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1s，质点通过N点后再经过1s又第2次通过N点，在这2s内质点通过的总路程为12cm。
则质点的振动周期和振幅分别为（）A．3s，6cm B．4s，9cmC．4s，6cm D．2s，8cm3．两列振幅为A、波长相同的平面简谐横波，以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播，如图所示为某一时刻的波形图，其中实线为向右传播的波，虚线为向左传播的波，a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。
两列波传播的过程中，下列说法中正确的是（）A．质点b、d始终静止不动B．质点a、b、c、d、e始终静止不动C．质点a、c、e始终静止不动D．质点a、c、e以振幅A做简谐运动4．处于同一水平面的振源S1和S2做简谐运动，向四周分别发出两列振幅均为A的简谐横波，波在同一区域传播，形成如图所示稳定的干涉图样。
图中实线表示波峰，虚线表示波谷，N点为波峰与波谷相遇点，M点为波峰与波峰相遇点。
下列说法不正确的是（）A．两个振源S1和S2的振动频率一定相同B．M点为振动加强点，其振幅为AC．N点始终处在平衡位置D．从图示时刻开始经过四分之一周期，M、N两点竖直高度差为05．如图所示为某时刻的两列简谐横波在同种介质中沿相同方向传播的波形图，此时质点P的运动方向如图所示，已知质点P在a波上，质点Q在b波上，则下列说法错误的是（）A．两列波具有相同的波速B．此时质点Q正沿y轴正方向运动C．一个周期内，质点Q沿x轴前进的距离是质点P的1.5倍D．在质点P完成30次全振动的时间内质点Q可完成20次全振动6．如图所示，甲质点在x1轴上做简谐运动，O1为其平衡位置，A1、B1为其所能达到的最远处。
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—机械波(含解析)
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—机械波（含解析）一、多选题1．沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M 为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s ，则1s 40t =时（）A ．质点M 对平衡位置的位移一定为负值B ．质点M 的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C ．质点M 的加速度方向与速度方向一定相同D ．质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反【答案】CD【解析】由图读出波长为λ=4m ，则该波的周期为4s 0.1s 40T v λ===1s 404T t ==t=0时刻质点M 向上运动，则在1s 40t =时刻，质点M 正从波峰向平衡位置运动，所以其速度增大，加速度减小。
位移为正，质点M 的速度沿y 轴负方向，加速度沿y 轴负方向，所以加速度方向与速度方向相同，速度方向与位移方向相反，质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，故CD 正确，AB 错误。
故选CD 。
2．如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x ＝2m 处的质点P 以此时刻为计时起点的振动图像．下列说法正确的是（）A．这列波的传播方向是沿x轴正方向B．这列波的传播速度是20m/sC．经过0.15s，质点P沿x轴的正方向传播了3mD．经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴正方向E.经过0.35s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离【答案】ABE【解析】由振动图象读出t=0时刻P点的振动方向，判断波的传播方向．由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速．分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断Q点的运动方向．由乙图读出，t=0时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，A正确；由图知：λ=4m，T=0.2s，则波速4/20/0.2v m s m sTλ===，B正确；简谐横波中质点在平衡位置附近振动，并不随着波迁移，C错误；图示时刻Q点沿y轴正方向运动，1 0.12t s T==，质点Q的运动方向沿y轴负方向，D错误；t=0.35s=1.75T，经过0.35s时，质点P到达波峰，而质点Q位于平衡位置与波谷之间，故质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，E正确．3．图（a）是一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.5m处的质点，Q是平衡位置在x=12m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（）A ．这列波沿x 轴正方向传播B ．在t =0.25s 时，质点P 的加速度方向沿y 轴负方向C ．从t =0.10s 到t =0.25s 的过程中，质点Q 的位移大小为0.30mD ．从t =0.10s 到t =0.25s ，回复力对质点P 的冲量为零E.质点Q 简谐运动的表达式为y =0.10sin10πt （m ）【答案】ABE【解析】A.根据振动图像可知t =0.10s 时刻质点Q 向下振动，在波动图像中根据“同侧法”知波沿x 轴正方向传播，A 正确；B.由振动图像读出周期T =0.2s ，从t =0.10s 到t =0.25s 经过的时间为△t =0.15s=3 4T 则在t =0.25s 时，质点P 位于x 轴上方，加速度方向沿y 轴负方向，B 正确；C.从t =0.10s 到t =0.25s 经过的时间为3 4个周期，t =0.25s 时刻质点Q 位于波峰，质点Q 的位移大小为0.10m ，路程为0.30m ，C 错误；D.从t =0.10s 到t =0.25s 经过的时间为3 4个周期，t =0.10s 和t =0.25s 质点P 的瞬时速度不相同，由动量定理21()0I m v m v v =∆=-≠回复力对质点P 的冲量不为零，D 错误；E.由振动图像和波动图像可知0.10mA =210rad/s Tπωπ==质点Q 简谐运动的表达式为sin 0.10sin10(m)y A t t ωπ==E 正确。
专题11机械振动和机械波(精练)(解析版)
2023年高考物理二轮复习讲练测专题11 机械振动和机械波（精练）一、单项选择题1．如图所示是某水平弹簧振子做简谐运动的x t -图像，M 、P 、N 是图像上的3个点，分别对应1t 、2t 、3t 时刻。
下列说法正确的是（ ）A ．该振子的周期是0.2s ，振幅是8cmB ．在2t 时刻振子的速度方向就是图像上P 点的切线方向C ．在1t 到2t 过程振子的速度先增大后减小D ．在2t 到3t 过程振子的加速度逐渐减小 【答案】D【详解】A ．由振动图像可知，该振子的周期是0.2s T =，振幅是4cm A =，故A 错误；B ．振动图像不是弹簧振子的运动轨迹，所以在2t 时刻振子的速度方向不是图像上P 点的切线方向，在2t 时刻振子的速度方向指向振子的平衡位置，故B 错误；C ．由振动图像可知，在1t 到2t 过程振子先向正向最大位移方向运动，达到正向最大位移处后接着又朝着平衡位置运动，所以振子的速度先减小后增大，故C 错误；D ．在2t 到3t 过程振子朝着平衡位置方向运动，振子偏离平衡位置的位移x 逐渐减小，根据kxa m=可知，振子的加速度逐渐减小，故D 正确。
故选D 。
2．如图甲所示为以O 点为平衡位置，在A 、B 两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（ ）A ．在t ＝0.2s 时，弹簧振子的加速度为正向最大B ．在t ＝0.1s 与t ＝0.3s 两个时刻，弹簧振子的速度相同C ．从t ＝0到t ＝0.2s 时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动D ．在t ＝0.6s 时，弹簧振子有最小的位移 【答案】C【详解】A ．在t ＝0.2s 时，弹簧振子的位移为正向最大，加速度为负向最大，A 错误；B ．在t ＝0.1s 与t ＝0.3s 两个时刻，弹簧振子的位移相同，说明弹簧振子在同一位置，速度大小相等，方向相反，B 错误；C ．从t ＝0到t ＝0.2s 时间内，弹簧振子的位移增大，加速度增大，速度减小，所以弹簧振子做加速度增大的减速运动，C 正确；D ．在t ＝0.6s 时，弹簧振子的位移为负向最大，D 错误。
高考物理二轮复习课件：机械振动与机械波
误．由共振现象发生的条件可知，当外界周期性外
力(策动力)的频率(周期)等于弹簧振子的固有频率(周 期)时，振子的振动幅度达到最大，实现共振．当外
界周期性外力( 策动力 )的频率(周期)比弹簧振子的固
有频率(周期)大许多或小许多时，振子的振动幅度
都很小，故当外界周期性外力的周期T在4s附近时，
振子的振动幅度y显著增大，当T比4s小得多或大得 多时，y都很小，所以C选项正确，D选项错误． 【点评】 要正确理解受迫振动的频率与驱动力的频率之
线如图甲所示．当把手以某一速
度匀速转动，振 动达 到稳定 时， 砝码的振动图线如图乙所示．
若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的
周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，
则(
)
B．由图线可知T0=8s
A．由图线可知T0=4s
C．当T在4s附近时，y显著增大；当T比4s小得多或
大得多时，y很小
(2)上下坡法：“上坡下，下坡上”．
1．在振动过程中各物理量的变化 【例 1】(2012· 北京卷)一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动， 取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点．从某时刻开始计时，经 过四分之一周期，振子具有沿 x 轴正方向的最大加速 度．能正确反映振子位移 x 与时间 t 关系的图象是( )
1．在振动过程中各物理量的变化 【例 1】(2012· 北京卷)一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动， 取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点．从某时刻开始计时，经 过四分之一周期，振子具有沿 x 轴正方向的最大加速 度．能正确反映振子位移 x 与时间 t 关系的图象是( )
【切入点】本题考查简谐运动中振子加速度的特点．
4．简谐运动的两种典型实例是 单摆
高考物理二轮复习课件：热学 光学 原子物理 机械波模型整理
－13.6 eV。
②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中 r1 为基态半径，又称玻尔半径，其
数值为 r1＝0.53×10
－10
m。
一、核心考点4
波尔氢原子光谱模型
1.轨道量子化
=1 2
2.能量量子化
=12(1 =-3.6ev)
3.能级跃迁
1
1
hv=h = - = 12 − 12= 1 (2 − 2)
轻核和重核，比结合能小，平均核子质量重。
5.孤立的核子比结合能为0，质量最重 。
课堂思考讨论
1.用自己的语言描述：
原子核内部结构，相互作用，核反应的本质
结合能，比结合能，质量亏损的概念
2.用公式描述放能反应
3.典型核反应方程式及意义
一、核心考点3
1．衰变规律及实质
(1)α衰变和β衰变的比较
衰变类型
(t- )
二、考点问题清单
3.已知X=0质点的位置坐标求任意位置X质点坐标
Y
2
X
已知：0时刻X=0质点的位置坐标
求：任意位置X质点坐标
1. X= 0质点位置相位0 = 6
6
2.X质点位置相位 = +
3.Y=Asin[ 6 +
2
X]
2
(X)
二、考点问题清单
4.已知0时刻的0 质点位置y=
衰变方程
衰变实质
α 衰变
β 衰变
A
A－4
4
Z X―→Z－2 Y＋2He
A
A
0
Z X―→Z＋1Y＋－1e
(完整版)2019高考物理二轮专题复习机械振动与机械波及答案及解析
2019高考物理二轮专题复习机械振动与机械波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（）A B C D2•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（2.5 t） 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为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内物块运动的路程是0.2 mD.t 0.4 s时，物块与小球运动方向相反3•一位游客在千岛湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。
可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm,周期为3.0 s。
当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。
地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船。
在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（）A . 0.5 sB . 0.75 s C. 1.0 s 4•一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A •若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B •质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C・质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D • 1.5 sA. 甲乙两波的起振方向相反B .甲乙两波的频率之比为 3:2C .再经过3 s ,平衡位置在x 7 m 处的质点振动方向向下D .再经过3 s ,两波源间（不含波源）有5个质点位移为零 10.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 25cm/s ，两列波在t 0时的波形曲线如图所示。
求：B. 在10s 内质点经过的路程是 20 cmC. 在5s 末，速度为零，加速度最大D. 在t 1.5s 和t 4.5s 两时刻质点的位移大小相等6.光滑的水平面上叠放有质量分别为 m 和m 的两木块，下方木块与一劲度系数为 2一端固定在墙上，如图所示，已知两木块之间的最大静摩擦力为f成的系统像一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（ k 弹簧相连，弹簧的另，使这两个木块组 f2f 3f A.— B . — C .— k k k 7. 下列说法正确的是（ ）A .物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大B .医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C .两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D .一列波通过小孔发生了衍射，波源频率越大，观察到的衍射现象越明显 4f k & （多选）将一单摆向右拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向左摆动，用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，摆球从最高点M 摆至左边最高点N 时，以下说法正确的是（ ） A .摆线碰到障碍物前后的摆长之比为4:1 B .摆线碰到障碍物前后的摆长之比为 2:1C .摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大D .摆线经过最低点时，角速度不变，半径减小，摆线张力变大9. 甲、乙两列横波在同一介质中分波速为 2m/s ，振幅相同；某（i）t 0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标；（ii）从t 0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm的质点的时间。
新课标2020高考物理二轮复习专题七第1讲机械振动与机械波讲义含解析
高考物理二轮复习专题：第1讲 机械振动与机械波第1讲 机械振动与机械波典题再现1.(2020·山东等级考模拟)某一列沿x 轴传播的简谐横波，在t ＝T4时刻的波形图如图所示，P 、Q 为介质中的两质点，质点P 正在向动能增大的方向运动．下列说法正确的是( )A.波沿x 轴正方向传播B.t ＝T4时刻，Q 比P 的速度大C.t ＝3T4时刻，Q 到达平衡位置D.t ＝3T4时刻，P 向y 轴正方向运动解析：选D.由质点P 向动能增大的方向运动，则t ＝T4时P 点向平衡位置运动，即运动方向向下，可得该波沿x 轴负方向传播，故A 错误；图示t ＝T4时刻Q 点处在波谷，速度为0，小于P 点的速度，故B 错误；t ＝3T4时刻，移动波形图可知此时Q 点位于波峰，P 点在平衡位置下方，如图中虚线部分，此时P 点向y 轴正方向振动，故D 正确，C 错误.考情分析典题再现2.(2019·高考全国卷Ⅰ)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T2时刻，该波的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图象．下列说法正确的是( )A.质点Q 的振动图象与图(b)相同B.在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大C.在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示E.在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大解析：t ＝T2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q在t ＝T2时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q 的振动图象与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如题图(b)所示，选项A 错误，D 正确；在t ＝0时刻，质点P 处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而质点Q 运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的小，质点P 的加速度比质点Q 的大，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q的大，选项B 错误，C 、E 正确.答案：CDE 考情分析命题研究从近年的高考全国卷试题可以看出，机械波的波长、波速和频率(周期)的关系是高考热点．山东模考对本部分的考查与全国卷类似，只是题型是四选一，在备考过程中要重视对波速和频率(周期)的关系的复习振动与波动的综合应用【高分快攻】1．必须理清的知识联系2．巧解波动图象与振动图象综合问题的基本方法3．波的多解问题的分析思路【典题例析】(2019·高考全国卷Ⅱ)如图，长为l 的细绳下方悬挂一小球a ，绳的另一端固定在天花板上O 点处，在O 点正下方34l 的O ′处有一固定细铁钉．将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放，并从释放时开始计时．当小球a 摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ，向右为正．下列图象中，能描述小球在开始一个周期内的x －t 关系的是( )[解析] 由单摆的周期公式T ＝2πLg可知，小球在钉子右侧时，振动周期为在左侧时振动周期的2倍，所以B 、D 项错误．由机械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移处距离最低点的高度相同，但由于摆长不同，所以小球在左、右两侧摆动时相对平衡位置的最大水平位移不同，当小球在右侧摆动时，最大水平位移较大，故A 项正确，C 项错误．[答案] A【题组突破】角度1 图象问题1．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a 、b 、c ，则( )A ．此刻a 的加速度最小B ．此刻b 的速度最小C ．若波沿x 轴正方向传播，此刻b 向y 轴正方向运动D ．若波沿x 轴负方向传播，a 比c 先回到平衡位置解析：选C.由波动图象可知，此时质点a 位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点a 的加速度最大，故A 错误，此时质点b 位于平衡位置，所以速度为最大，故B 错误，若波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”可知，质点b 向y 轴正方向运动，故C 正确，若波沿x 轴负方向传播，由“上下坡法”可知，a 质点沿y 轴负方向运动，c 质点沿y 轴正方向运动，所以质点c 比质点a 先回到平衡位置，故D 错误．角度2 多解性、周期性问题2．(2019·菏泽段考)一列简谐横波的波形如图所示，实线表示t 1＝0时刻的波形图，虚线表示t 2＝0.01 s 时刻的波形图．(1)若t 2－t 1＜T2，求波的传播方向和周期T ；(2)若2T ＞t 2－t 1＞T ，波速可能为多大？ 解析：(1)若t 2－t 1＜T2，则波向右传播，且t 2－t 1＝T4，所以T ＝4(t 2－t 1)＝0.04 s.(2)若2T ＞t 2－t 1＞T ，则有两种可能： ①若波向右传播，则v ＝x 1t 2－t 1＝100.01m/s ＝1 000 m/s. ②若波向左传播，则v ＝x 2t 2－t 1＝8＋60.01m/s ＝1 400 m/s. 答案：(1)波向右传播 0.04 s(2)波向右传播，1 000 m/s 波向左传播，1 400 m/s1．判断波的传播方向和质点振动方向的方法 (1)特殊点法；(2)微平移法(波形移动法)． 2．周期、波长、波速的计算(1)周期：可根据质点的振动情况计算，若t 时间内，质点完成了n 次(n 可能不是整数)全振动，则T ＝t n ；还可根据公式T ＝λv计算．(2)波长：可根据波形图确定，若l 的距离上有n 个(n 可能不是整数)波长，则λ＝l n；也可根据公式λ＝vT 计算．(3)波速：可根据波形传播的时间、距离计算v ＝x t ；也可根据公式v ＝λT计算． 3．利用波传播的周期性、双向性解题(1)波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解答出现多解的可能．(2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿x 轴正向或负向传播的两种可能性．实验：用单摆测量重力加速度的大小【典题例析】在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最________(填“高”或“低”)点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期．图甲中停表示数为一单摆全振动50次所用的时间，则单摆振动周期为________．(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，从图乙中可知单摆的摆长为________m.(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 ．甲的说法正确B ．乙的说法正确C ．两学生的说法都是错误的[解析] (1)摆球经过最低点时小球速度最大，容易观察和计时；图甲中停表的示数为1.5 min ＋12.5 s ＝102.5 s ，则周期T ＝102.550s ＝2.05 s. (2)从悬点到球心的距离即为摆长，可得L ＝0.997 0 m.(3)由单摆周期公式T ＝2πLg可得g ＝4π2L T2.(4)由于受到空气浮力的影响，小球的质量没变而相当于小球所受重力减小，即等效重力加速度减小，因而振动周期变大，选项A 正确．[答案] (1)低 2.05 s (2)0.997 0(0.997 0～0.998 0均可) (3)4π2LT2 (4)A某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后，为进一步探究，将单摆的轻质细线改为刚性重杆．通过查资料得知，这样做成的“复摆”做简谐运动的周期T ＝2πI c ＋mr 2mgr，式中I c 为由该摆决定的常量，m 为摆的质量，g 为重力加速度，r 为转轴到重心C 的距离．如图甲，实验时在杆上不同位置打上多个小孔，将其中一个小孔穿在光滑水平轴O 上，使杆做简谐运动，测量并记录r 和相应的运动周期T ；然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验，实验数据见表，并测得摆的质量m ＝0.50 kg.r /m 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 T /s2.112.142.202.302.432.64(2)I c 的国际单位为________，由拟合直线得到I c 的值为________(保留到小数点后两位)． (3)若摆的质量测量值偏大，重力加速度g 的测量值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．解析：(1)由T ＝2πI c ＋mr 2mgr ，可得T 2r ＝4π2I c mg ＋4π2gr 2，所以图中纵轴表示T 2r . (2)I c 单位与mr 2单位一致，因为mr 2的国际单位为kg ·m 2，所以I c 的国际单位为kg ·m 2； 结合T 2r ＝4π2I c mg ＋4π2gr 2和题图中的截距和斜率，解得I c 的值约为0.17.(3)重力加速度g 的测量值是通过求斜率4π2g得到的，与质量无关，所以若摆的质量测量值偏大，重力加速度g 的测量值不变．答案：(1)T 2r (2)kg ·m 20.17 (3)不变(建议用时：35分钟)一、单项选择题1．(2019·高考全国卷Ⅲ，改编)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上．振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源．两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样．关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法不正确的是( )A ．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化B ．不同质点振动的频率都相同C ．不同质点振动的相位都相同D ．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同解析：选C.同一质点到两波源的距离确定，故波程差恒定，即相位差保持不变，A 正确；沿波的传播方向上，波不停地向外传播，故各质点的相位不都相同，C 项错误；两波源振动频率相同，其他各质点均做受迫振动，故频率均与振源频率相同，周期均与振动片的周期相同，B 、D 项正确．2．(2018·高考北京卷)如图所示，一列简谐横波向右传播，P 、Q 两质点平衡位置相距0.15 m ．当P 运动到上方最大位移处时，Q 刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是( )A ．0.60 mB ．0.30 mC ．0.20 mD ．0.15 m解析：选B.由题意，P 、Q 两点之间的距离为λ2＋nλ＝0.15 m ，n ＝0，1，2，…，故n＝0时，λ＝0.30 m ，n ＝1时，λ＝0.10 m ，选项B 正确，其余选项错误．3．(2019·高考天津卷，改编)一列简谐横波沿x 轴传播，已知x 轴上x 1＝1 m 和x 2＝7 m 处质点的振动图象分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是( )A ．7 m/sB ．2 m/sC ．1.5 m/sD ．1 m/s解析：选B.由两质点的振动图象可知，t ＝0时刻，x 1＝1 m 处的质点处在平衡位置向下运动，x 2＝7 m 处的质点位于波峰处，该波的传播周期为T ＝4 s ．若该简谐横波沿x 轴正方向传播，则两质点间的距离为(n ＋14)λ＝6 m(n ＝0、1、2、…)，则λ＝244n ＋1m ，由波速的公式得v ＝λT ＝64n ＋1m/s(n ＝0、1、2、…)，n ＝0时，v ＝6 m/s ；n ＝1时，v ＝1.2 m/s ；n ＝2时，v ＝23 m/s.若该简谐横波沿x 轴负方向传播，则两质点间的距离为(n ＋34)λ＝6 m(n ＝0、1、2、…)，则λ＝244n ＋3 m ，由波速的公式得v ＝λT ＝64n ＋3m/s(n ＝1、2、…)，n ＝0时，v ＝2 m/s ；n ＝1时，v ＝67m/s ，B 正确，A 、C 、D 错误．4．(2018·高考全国卷Ⅲ，改编)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝0和t ＝0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T ＞0.20 s ．下列说法正确的是( )A ．波速为0.80 m/sB ．波长为0.08 mC ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.70 s 时位于波谷D ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.12 s 时位于波谷解析：选C.根据波形图可知，波长λ＝16 cm ＝0.16 m ，选项B 错误；根据t ＝0时刻和t ＝0.20 s 时刻的波形图和该波的周期T >0.20 s 可知，该波的周期T ＝0.40 s ，波速v ＝λT＝0.40 m/s ，选项A 错误；简谐波沿x 轴正方向传播，x ＝0.08 m 的质点在t ＝0时刻沿y 轴正方向振动，在t ＝0.70 s 时位于波谷，在t ＝0.12 s 时位于y >0的某位置(不是位于波谷)，选项C 正确，D 错误．5．(2019·烟台模拟)如图甲所示，O 、P 为介质中的两点，O 为波源，OP 间距为6 m ．t ＝0时刻O 点由平衡位置开始向上振动，向右产生沿直线传播的简谐横波，图乙表示t ＝0时刻开始P 点振动的图象．则以下说法不正确的是( )A ．该波的波长为12 mB ．该波的波速为2 m/sC ．该波的周期为4 sD ．从开始振动到t ＝10 s ，质点P 经过的路程为1.6 m解析：选B.由图乙所示的P 点振动的图象可知波动周期为T ＝4 s ，选项C 正确；波动从O 传播到P 点需要时间为2 s(半个周期)，OP ＝λ2，该波的波长λ＝12 m ，该波的波速为v ＝λT＝3 m/s ，选项A 正确，B 错误；从开始振动到t ＝10 s ，质点P 振动了8 s ，两个周期，经过的路程为s ＝2×4A ＝2×4×0.2 m ＝1.6 m ，选项D 正确．6．(2019·黄山一模)如图甲为一列简谐横波在t ＝0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，则下列说法正确的是( )A ．这列波的波长是8 m ，周期是0.2 s ，振幅是10 mB ．在t ＝0时，质点Q 向y 轴负方向运动C ．从t ＝0.1 s 到t ＝0.25 s ，该波沿x 轴正方向传播了6 mD ．从t ＝0.1 s 到t ＝0.25 s ，质点P 通过的路程为30 cm解析：选C.由图象可知，这列波的波长是8 m ，周期是0.2 s ，振幅是10 cm ，选项A 错误；由Q 点的振动图象可知，在t ＝0时，质点Q 向y 轴正方向运动，可知波向x 轴正方向传播，选项B 错误；波速v ＝λT ＝80.2m/s ＝40 m/s ，从t ＝0.1 s 到t ＝0.25 s ，该波沿x 轴正方向传播了x ＝vt ＝40×0.15 m ＝6 m ，选项C 正确；从t ＝0.1 s 到t ＝0.25 s 经历了0.15 s ＝34T ，但是因P 点开始不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动，则质点P 通过的路程不等于3A ＝30 cm ，选项D 错误．二、非选择题7．有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期T 与摆长l 的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T 2－l 图象，如图甲所示，去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A ”或“B ”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了a 、b 两个摆球的振动图象(如图乙所示)，由图可知，两单摆摆长之比l al b＝________．在t ＝1 s 时，b 球振动的方向是__________．解析：由单摆的周期公式T＝2πlg得：T2＝4π2gl，即图象的斜率k＝4π2g，重力加速度越大，斜率越小，我们知道北京的重力加速度比南京的大，所以去北大的同学所测实验结果对应的图线是B；从题图乙可以得出T b＝1.5T a，由T＝2πlg知，两单摆摆长之比l al b＝49；从题图乙可以看出，t＝1 s时b球正在向负最大位移处运动，所以b球的振动方向沿y轴负方向．答案：B 49沿y轴负方向- 11 -。
高考物理二轮复习考点第十五章选考部分专题机械波计算题
专题15.5 机械波计算题1.（2020江西赣中南五校联考）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= 1/3 s 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。
【参考答案】(i) T=4 s v=7.5 cm/s λ=30 cm (ii)y=8sin(2πt+56π)cm【命题意图】本题考查机械波的传播及其相关的知识点，意在考查运用相关知识解决实际问题的能力。
2.(10分)如图所示，虚线是一列简谐横波在t ＝0时刻的波形，实线是这列波在t ＝1 s 时刻的波形．①若波沿x 轴正向传播，则t ＝1 s 时刻，x ＝3 m 处的质点第一次回到平衡位置需要的时间最长可能为多少？②若波速大小为75 m/s ，波速方向如何？ 【名师解析】①由图象可知：波长λ＝8 m当波沿x 轴正向传播时，波在Δt＝1 s 内传播距离： Δs＝(nλ＋5) m ＝(8n ＋5) m ，(其中n ＝0,1,2…) v ＝ΔsΔt＝(8n ＋5) m/s ，(其中n ＝0,1,2…) t ＝1 s 时刻，x ＝3 m 处的质点第一次回到平衡位置需要的时间，即为波沿x 轴传播1 m 距离需要的时间，最长时间t ＝Δx v min ＝15s ＝0.2 s当波沿x 轴负方向传播时，波在Δt＝1 s 内传播距离： s ＝(nλ＋3) m ＝(8n ＋3) m(其中n ＝0,1,2…)若波速大小为75 m/s ，则1 s 内波传播的距离s ＝vt ＝75×1 m＝75 m 因为s ＝75 m ＝(9λ＋3) m ，所以波向左传播．3.(10分)在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4 m 的A 、B 两点， 图甲、乙分别是A 、B 两质点的振动图象，已知该波波长大于2 m ，求这列波可能的波速．【名师解析】由振动图象得质点振动周期T ＝0.4 s若波由A 向B 传播，B 点比A 点晚振动的时间Δt＝nT ＋34T(n ＝0,1,2,3，…)所以A 、B 间的距离Δs＝nλ＋34λ(n＝0,1,2,3，…)，则波长λ＝4Δs 4n ＋3＝164n ＋3因为λ＞2 m ，所以n ＝0或1，当n ＝0时，λ1＝163 m ，v 1＝λ1T ＝403 m/s当n ＝1时，λ2＝167 m ，v 2＝λ2T ＝407m/s若波由B 向A 传播，A 点比B 点晚振动时间Δt＝nT ＋14T(n ＝0,1,2,3，…)所以A 、B 间的距离Δs＝nλ＋14λ(n＝0,1,2,3，…)，则波长λ＝4Δs 4n ＋1＝164n ＋1因为λ＞2 m ，所以n ＝0或1，当n ＝0时，λ1＝16 m ，v 1＝40 m/s 当n ＝1时，λ2＝165 m ，v 2＝405m/s.4．(2020·东北三校联考)一列沿x 轴正向传播的简谐横波在t ＝0时刻的波的图象如图所示，经0.1 s ，质点M 第一次回到平衡位置，求：(1)波传播的速度；(2)质点M 在1.2 s 内走过的路程。
高考物理二轮必会题型：12.2《机械波》(含答案)
第2讲 机械波1．一列横波沿x 轴正方向传播，a 、b 、c 、d 为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图1(a)所示，此后，若经过34周期开始计时，则图(b)描述的是( )．图1A ．a 处质点的振动图象B ．b 处质点的振动图象C ．c 处质点的振动图象D ．d 处质点的振动图象解析 由图(a)看出，从该时刻经过3/4周期，质点a 、b 、c 和d 分别运动到波谷、平衡位置、波峰和平衡位置，从而排除选项A 和C ；因到达平衡位置的b 和d 的运动方向分别沿y 轴负、正方向，故图(b)所表示的是b 处的质点的振动图象． 答案 B2．一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如图2所示，再经0.6 s ，N 点开始振动，则该波的振幅A 和频率f 为( )．图2A ．A ＝1 m f ＝5 HzB ．A ＝0.5 m f ＝5 HzC ．A ＝1 m f ＝2.5 HzD ．A ＝0.5 m f ＝2.5 Hz解析 由题干图可知振幅A ＝0.5 m ．波从M 传到N 的过程，波速v ＝x t ＝11－50.6 m/s ＝10 m/s.由图可知λ＝4 m ，所以T ＝λv ＝0.4 s ，f ＝1T ＝2.5 Hz.D 正确．答案 D3．如图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4 m/s.图中“A、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H”各质点中( )．图3A ．沿y 轴正方向速率最大的质点是DB ．沿y 轴正方向加速度最大的质点是BC ．经过Δt ＝0.5 s 质点D 将向右移动2 m D ．经过Δt ＝2.5 s ，质点D 的位移是0.2 m解析 在平衡位置的质点速率最大，又从传播方向可以判断，质点D 向上振动，质点H 向下振动，所以A 项正确；在最大位移处的质点加速度最大，加速度的方向与位移方向相反，B 质点的加速度方向向下，B 项错误；质点只能在平衡位置两侧上下振动，并不随波迁移，C 项错误；波传播的周期T ＝λv ＝1 s ，经过Δt ＝2.5 s ＝2.5T ，质点D 仍位于平衡位置，所以位移为0，D 项错误． 答案 A4．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图4甲所示，图中P 、Q 两质点的横坐标分别为x ＝1.5 m 和x ＝4.5 m ．P 点的振动图象如图4乙所示．在下列四幅图中，Q 点的振动图象可能是( )．甲 乙图4解析 该波的波长为4 m ，P 、Q 两点间的距离为3 m ．当波沿x 轴正方向传播时，P 在平衡位置向上振动，而Q 点此时应处于波峰，B 正确；当波沿x 轴负方向传播时，P 点处于平衡位置向下振动，而此时Q 点应处于波谷，C 正确． 答案 BC5．质点O 振动形成的简谐横波沿x 轴正方向传播，t 时刻的波形图如图5甲所示， 当波传到x ＝3 m 处的质点P 时开始计时，质点P 的振动图象如图乙所示，则( )．图5A ．该波的频率为25 HzB ．该波的传播速度为2 m/sC ．质点O 开始振动时沿y 轴正方向D ．从t 时刻起，经过0.015 s ，质点P 将回到平衡位置解析 根据题图可知，该波的波长λ＝8 m ，周期T ＝0.04 s ，所以波速v ＝λ/T ＝200 m/s ，频率f ＝1/T ＝25 Hz ，选项A 正确，B 错误；根据甲图，t 时刻机械波刚好传播到x ＝8 m 处的质点，已知机械波沿x 轴正方向传播，该质点的起振方向为y 轴负方向，这与波源的起振方向相同，所以质点O 开始振动时沿y 轴负方向，也可利用乙图看出质点P 的起振方向沿y 轴负方向，选项C 错误；经过0.015 s 波传播的距离为x ＝200×0.015 m＝3 m ，从t 时刻起经过0.015 s 质点P 左侧距离质点P 3 m 远的质点O 的振动情况传到P 点，即P 点回到平衡位置，选项D 正确． 答案 AD6． 一列简谐横波以v ＝24 m/s 的速度水平向右传播，在t 1、t 2两时刻的波形分别如图6中实线和虚线所示，图中两波峰处质点A 、B 的平衡位置相距7 m ，质点的振动周期为T ，且3T<(t 2－t 1)<4T ，在(t 2－t 1)时间内波向右传播的距离为25 m ，则这列波的波长为________ m ，这列波中各质点的振动周期T ＝________ s.图6解析 由题意知3λ＋7 m ＝25 m ，解得波长λ＝6 m ，由λ＝vT 得这列波中各质点的振动周期T ＝λ/v ＝0.25 s. 答案 6 0.257． 如图7所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形图，图乙是这列波中质点P 的振动图线，那么：甲 乙图7(1)该波的传播速度为________m/s ；(2)该波的传播方向为________(填“向左”或“向右”)；(3)图甲中Q 点(坐标为x ＝2.25 m 处的点)的振动方程为：y ＝________cm. 解析 (1)波的周期T ＝2 s ，波长λ＝1 m ， 波速v ＝λT＝0.5 m/s.(2)P 点向上运动，不难判断波是向左传播．(3)Q 点此时从最大位移开始向平衡位置运动，振动图象是一条余弦曲线，A ＝0.2cm ，ω＝2πT ＝π，Q 点的振动方程为y ＝0.2cos (πt)．答案 (1)0.5 (2)向左 (3)0.2cos (πt)8． 一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图6中实线所示，t ＝0.1 s 时刻的波形如图8中的虚线所示．波源不在坐标原点O ，P 是传播介质中离坐标原点2.5 m 处的一个质点．则以下说法正确的是( )．图8A ．波的频率可能为7.5 HzB ．波的传播速度可能为50 m/sC ．质点P 的振幅为0.1 mD ．在t ＝0.1 s 时刻与P 相距5 m 处的质点也一定向上振动解析 从题图中可以看出从实线传播到虚线的时间为：t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋14T(n ＝0,1,2，…)，波的频率为f ＝1T ＝4n ＋14t ＝4n ＋14×0.1Hz ＝2.5(4n ＋1) Hz(n ＝0,1,2，…)，A 错误；从图中得出波长为：λ＝4 m ，波的传播速度为v ＝λf ＝10(4n ＋1) m/s(n ＝0,1,2，…)，当n ＝1时，v ＝50 m/s ，B 正确；从图中可以看出质点P 的振幅为0.1 m ，C 正确；从图中可知t ＝0.1 s 时，质点P 向上振动，与P 相距5 m 的质点与质点P 相距114个波长，若该质点在P 点左侧，它正在向下振动，若该质点在P 点右侧，它正在向上振动，D 错误． 答案 BC9． 如图9所示，波源P 从平衡位置y ＝0开始振动，方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T ＝0.01 s ．产生的简谐波向右传播，波速为v ＝80 m/s.经过一段时间后，S 、Q 两点开始振动，已知距离SP ＝0.4 m 、SQ ＝1.0 m ．若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则下列说法正确的是( )．图9A ．图10乙能正确描述Q 点的振动情况B ．图10甲能正确描述S 点的振动情况C ．图10丙能正确描述t ＝0时刻的波形图D ．若在Q 点也存在一个波源，振动情况同波源P ，则S 为振动加强点图10解析 该简谐波的波长λ＝vT ＝0.8 m ，SP ＝12λ，PQ ＝74λ，分析各图象可知选项A 、B 错误，C 正确；若在Q 点也存在一个波源，SQ ＝54λ，Δx ＝SQ －SP ＝34λ，因此S 不是振动加强点，选项D 错误．答案 C10．一列简楷横波以1 m/s 的速度沿绳子由A 向B 传播，A 、B 间的距离为3 m ，如图11甲所示．若质点B 的振动图象如图乙所示，则质点A 的振动图象为( )．图11解析 由图乙可知：该波的周期T ＝4 s ，则由波长公式可得：λ＝vT ＝4 m ，即AB 之间间距为34λ，且在t＝0时，质点B 在平衡位置，沿y 轴负向运动，如图所示，由图可知：质点A 在正向最大位移处，故选项A 、B 、C 错误，选项D 正确．答案 D12．(1)如图12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 ，c 、d 为振动的最远点，则该振子的振动频率为( )A ．1 HzB ．1.25 HzC ．2 HzD ．2.5 Hz图12(2)如图所示，小球m 自A 点以向AD 方向的初速度v 开始运动，已知AB ＝0.9 m ，AB 圆弧的半径R ＝10 m ，AD ＝10 m ，A 、B 、C 、D 在同一水平面内．重力加速度g 取10 m/s 2，欲使小球恰能通过C 点，其初速度v 应为________．解析 (1)经a 、b 两点时速度相同，可知a 、b 两点关于O 点对称，t ob ＝0.22 s ＝0.1 s ；振子从b 再回到a的最短时间t ＝2t bc ＋t ba ＝0.4 s ，可得t bc ＝t －t ba 2＝0.4－0.22 s ＝0.1 s ，所以t Oc ＝t Ob ＋t bc ＝0.1 s ＋0.1 s＝0.2 s ，而t Oc ＝T 4，所以振子振动周期T ＝4t Oc ＝0.8 s ，振子振动频率f ＝1T ＝1.25 Hz ，故B 正确．(2)小球m 的运动由两个分运动合成，这两个分运动分别是：以速度v 沿AD 方向的匀速直线运动和在圆弧面上AB 方向上的往复运动．因为AB ≪R ，所以小球在圆弧面上的往复运动具有等时性，符合类单摆模型，其圆弧半径R 即为类单摆的摆长，小球m 恰好能通过C ，则有AD ＝vt ，且满足t ＝2n ＋12T (n ＝0,1,2,3…)又T ＝2πRg，解以上方程得 v ＝10π＋m/s(n ＝0,1,2,3…)答案 (1)B (2)10π＋m/s(n ＝0,1,2,3…)12．一列简谐横波由质点A 向质点B 传播．已知A 、B 两点相距4 m ，这列波的波长大于2 m 而小于20 m ．图13表示在波的传播过程中A 、B 两质点的振动图象．求波的传播速度．图13解析 由振动图象读出T ＝0.4 s ，分析图象可知：t ＝0时，质点A 位于y 轴正方向最大位移处，而质点B 则经过平衡位置向y 轴负方向运动．所以A 、B 间距4＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋34λ，则λ＝164n ＋3 m ，其中n ＝0,1,2… 因为这列波的波长大于2 m 而小于20 m所以n 有0、1两个可能的取值，即：λ1＝163 m ，λ2＝167 m因v ＝λ/T ，所以v 1＝403 m/s 或v 2＝407 m/s.答案 403 m/s 或407m/s。
重难点12 机械振动和机械波(解析版)
2022年高考物理【热点·重点·难点】专练（全国通用）重难点12 机械振动和机械波【知识梳理】一 简谐运动的特征 受力特征 回复力F ＝－kx ，F (或a )的大小与x 的大小成正比，方向相反运动特征靠近平衡位置时，a 、F 、x 都减小，v 增大；远离平衡位置时，a 、F 、x 都增大，v 减小能量特征振幅越大，能量越大．在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒周期性特征质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T ；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为T 2对称性特征关于平衡位置O 对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等；由对称点到平衡位置O 用时相等二 简谐运动的振动图象 1．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)任一时刻图象上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小．正负表示速度的方向，正时沿x 正方向，负时沿x 负方向．2．图象信息(1)由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期． (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移．(3)可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向．①回复力和加速度的方向：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．②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断，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．3．简谐运动图象问题的两种分析方法法一图象－运动结合法解此类题时，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．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．法二直观结论法简谐运动的图象表示振动质点的位移随时间变化的规律，即位移－时间的函数关系图象，不是物体的运动轨迹．三波的形成、传播与图象1．机械波的传播特点(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)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同．(3)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．(4)波经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v ＝λT＝λf. 2．波的图象特点(1)质点振动nT(波传播nλ)时，波形不变．(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1，2，3…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)λ2(n＝0，1，2，3…)时，它们的振动步调总相反．(3)波源的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同．3．波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图象“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向四振动图象和波动图象的综合应用振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容某一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)某一质点在各时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度的方向(4)传播方向、振动方向的互判图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一个完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长五波的多解问题1．造成波动问题的多解的三大因素周期性(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波形的隐含性问题中，只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处隐含状态，波形就有多种情况2.解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系Δt 或Δx ，若此关系为时间，则t ＝nT ＋Δt (n ＝0，1，2…)；若此关系为距离，则x ＝nλ＋Δx (n ＝0，1，2…)．六 波的干涉和衍射 多普勒效应1．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断：某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr .(1)当两波源振动步调一致时若Δr ＝nλ(n ＝0，1，2，…)，则振动加强； 若Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0，1，2，…)，则振动减弱．(2)当两波源振动步调相反时若Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0，1，2，…)，则振动加强；若Δr ＝nλ(n ＝0，1，2，…)，则振动减弱．2．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．3．多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v 通过观察者时，时间t 内通过的完全波的个数为N ＝vtλ，因而单位时间内通过观察者的完全波的个数，即接收频率．(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小．【命题特点】这部分知识主要考查机械振动和机械波相结合的问题，尤其要注意机械波的多解问题和机械波传播方向与介质中质点振动方向的关系问题。
机械波(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)
机械波考点三年考情（2022-2024）命题趋势考点1 机械波传播（5年几考）2024年高考全国理综甲卷：波动图像；2024年高考广东卷：波动图像；2024年高考湖南卷：健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳；2024高考全国理综新课程卷：位于坐标原点O 的波源在0t =时开始振动，给出振动图像，考查机械波；2023高考上海卷：机械波传播；考点2 机械波干涉、衍射、多普勒效应（5年几考）2024年高考江西卷：利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。
2023年6月高考浙江卷：声波叠加；2023年高考选择性考试辽宁卷： “球鼻艏”两列波的叠加；1. 机械波高考考查频率较高的知识主要表现在给出波动图像，或给出波源或介质中某点的振动图像，波动传播速度计算，介质中质点位移、路程等一直是考查的热点。
2. 机械波叠加、机械波干涉、衍射、多普勒效应等可能单独考查，也可能与波动图像有机结合考查。
考点01 机械波传播1. （2024年高考广东卷）一列简谐横波沿x 轴正方向传播。
波速为1m /s ，0=t 时的波形如图所示。
1s t =时，1.5mx=处的质点相对平衡位置的位移为（ ）A. 0B. 0.1mC. 0.1m -D. 0.2m【参考答案】. B 机械波的传播【名师解析】由波动图像可知，波长λ=2m ，波动周期T=λ/v=2s ，t=1s 时，x=1.5m 处的点运动到波峰，相对平衡位置的位移为0.1m ，B 正确。
2. （2024年高考湖南卷）如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。
长绳上A 、B 两点平衡位置相距6m ，0t 时刻A 点位于波谷，B 点位于波峰，两者之间还有一个波谷。
下列说法正确的是（）A. 波长为3mB. 波速为12m /sC. 00.25s t +时刻，B 点速度为0D. 00.50s t +时刻，A 点速度为0【参考答案】D 【名师解析】根据题意, 长绳上A 、B 两点平衡位置相距6m ，0t 时刻A 点位于波谷，B 点位于波峰，两者之间还有一个波谷,可画出波形图如图.由波形图可知：36m 2AB x l ==解得：4m l =故A 错误；波源的振动频率为：60Hz=1Hz 60f =故波速为：4m/sv f l ==故B 错误；质点的振动周期为1s T =，因为0.25s 4T=，故B 点在00.25s t +运动到平衡位置，位移为0，速度最大，故C 错误；0.5s 2T=，故A 点在00.5s t +运动到波峰，位移最大，速度为0，故D 正确。
高考二轮复习机械波(解析版)
简谐振动A 组一、选择题1．2010·重庆·14一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实践和虚线所示，由图可确定这列波的（C ）A ．周期B ．波速C ．波长D ．频率【解读】只能确定波长，正确答案C 。
题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道时间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频率。
2．2010·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【答案】AA ．0. 1 m ，8s 3B ．0.1 m, 8sC ．0.2 m ，8s 3D ．0.2 m ，8s【解读】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 。
备注：振动的周期性引起的位移周期性变化。
3.2010·天津·4一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如图所示，再经0.6s ，N 点开始振动，则该波的振幅A 和频率f 为答案：D A ．A=1m f=5HZ B ．A=0. 5m f=5HZ C ．A=1m f=2.5HZ D ．A=0.5m f=2.5HZ4.2010·全国卷Ⅱ·15一简谐横波以4m/s 的波速沿x 轴正方向传播。
已知t=0时的波形如图所示，则A ．波的周期为1sB ．x=0处的质点在t=0时向y 轴负向运动C ．x=0处的质点在t=14s 时速度为0△t 1 △t 2D．x=0处的质点在t=14s时速度值最大5.2010·福建·15一列简谐横波在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。
2024届高考复习 专题19 机械波(原卷版)
专题19 机械波目录题型一机械波与波的图像 (1)类型1 波的形成及传播 (1)类型2 波的图像 (2)题型二波的图像和振动图像的理解和应用 (3)题型三波传播的周期性和多解性问题 (5)类型1 时间多解性 (5)类型2 空间多解性 (7)题型四波的叠加 (8)题型五波特有的现象 (11)题型一机械波与波的图像1．传播特点(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)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。
(3)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。
(4)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v＝λT＝λf。
2．波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图像“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一横坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向【例1】(多选)如图所示，A、B两点为某简谐横波上的质点，已知波的传播方向由A到B，t＝0时刻该波刚好传到A点，且A点的振动方向竖直向上，经时间t0质点B刚好起振．已知波的传播周期为T、传播速度为v，则下列说法正确的是()A．振源位于A的左侧，且起振方向竖直向上B．质点B振动后，其振动周期一定为TC．质点B每次经过平衡位置的速度一定为vD．质点B的起振方向与A、B两点之间的距离有关【例2】(2021·1月重庆市适应性测试)如图2所示，a、b、c、d是一简谐横波上的质点，某时刻a、d位于平衡位置且相距为9 m，c在波谷，该波的波速为2 m/s。
若此时a经平衡位置向上振动，则()A．此波向右传播B．b点振动周期为3 sC．c点运动速度大小为2 m/sD．此波在a、d两点之间传播需3 s【例3】(2022·贵州贵阳市模拟)如图甲所示，一个不计重力的弹性绳水平放置，O、b、c是弹性绳上的三个质点.现让质点O从t＝0时刻开始，在竖直平面内做简谐运动，其位移随时间变化的振动方程为y＝20sin 5πt(cm)，形成的简谐波同时沿该直线向Ob和Oc方向传播，在t1＝0.5 s时，质点b恰好第一次到达正向最大位移处，O、b两质点平衡位置间的距离L1＝0.8 m，O、c两质点平衡位置间的距离L2＝0.6 m.求：(1)此横波的波长和波速；(2)计算0～1.0 s的时间内质点c运动的总路程.并在图乙中画出t＝1.0 s时刻向两方向传播的大致波形图.(画波形图时不要求解题过程)类型2 波的图像【例1】(多选)一简谐横波沿x轴传播，在某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向下，则()A．此波沿x轴负方向传播B．质点D此时向下运动C．质点B将比质点C先回到平衡位置D ．质点E 的振幅为零【例2】 (2022·湖北省1月选考模拟·5)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，其波速为10 m/s ，t ＝0时刻的波形如图所示．下列说法正确的是( )A ．0～0.6 s 时间内，质点P 运动的路程为18 cmB ．t ＝0.6 s 时刻，质点P 相对平衡位置的位移是6 cmC ．t ＝1.2 s 时刻，质点Q 加速度最大D ．t ＝1.4 s 时刻，质点M 沿y 轴负方向运动题型二 波的图像和振动图像的理解和应用1.振动图像和波的图像的比较比较项目 振动图像波的图像研究对象 一个质点波传播方向上的所有质点 研究内容某质点位移随时间的变化规律某时刻所有质点在空间分布的规律图像横坐标 表示时间 表示各质点的平衡位置 物理意义某质点在各时刻的位移某时刻各质点的位移振动方向的判断(看下一时刻的位移)(同侧法)Δt 后的图形随时间推移，图像延伸，但已有形状不变随时间推移，图像沿波的传播方向平移，原有波形做周期性变化联系 (1)纵坐标均表示质点的位移(2)纵坐标的最大值均表示振幅(3)波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动【例1】(多选)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 的振动图像，下列说法正确的是( )A ．这列简谐横波以80 m/s 的速度向左传播B ．t ＝0时刻，质点P 沿y 轴负方向振动C ．在t ＝0.10 s 时刻，质点P 的位移为5 3 cmD ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，质点Q 通过的路程为30 cm【例2】如图所示，图甲是t ＝5 s 时刻一简谐横波沿x 轴正方向传播的波形图，图乙为这列波上某质点的振动图像，则( )A ．该列波的波速为4 m/sB ．图乙可能是质点b 的振动图像C ．质点c 的振动方程为y ＝6sin(πt2＋π) cmD ．t ＝10 s 时，a 点的振动方向向上【例3】(多选)(2021·福建莆田市模拟)渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高考二轮复习机械波(解析版)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN简谐振动A 组一、选择题1．2010·重庆·14一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实践和虚线所示，由图可确定这列波的（C ）A ．周期B ．波速C ．波长D ．频率【解读】只能确定波长，正确答案C 。
题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道时间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频率。
2．2010·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【答案】AA ．0. 1 m ，8s 3B ．0.1 m, 8sC ．0.2 m ，8s 3 D ．0.2 m ，8s【解读】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 。
备注：振动的周期性引起的位移周期性变化。
3.2010·天津·4一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如图所示，再经0.6s ，N 点开始振动，则该波的振幅A 和频率f 为答案：D A ．A=1m f=5HZ B ．A=0. 5m f=5HZ C ．A=1m f=2.5HZ D ．A=0.5m f=2.5HZ4.2010·全国卷Ⅱ·15一简谐横波以4m/s 的波速沿x 轴正方向传播。
已知t=0时的波形如图所示，则△t 1△t 2A．波的周期为1sB．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动C．x=0处的质点在t=14s时速度为0D．x=0处的质点在t=14s时速度值最大5.2010·福建·15一列简谐横波在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答案：BA.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s6.2010·上海物理·2利用发波水槽得到的水面波形如a,b所示，则（D）（A）图a、b均显示了波的干涉现象（B）图a、b均显示了波的衍射现象（C）图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象（D）图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象本题考查波的干涉和衍射。
难度：易。
7. 2010·上海物理·3声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为【C】（A）声波是纵波，光波是横波（B）声波振幅大，光波振幅小（C ）声波波长较长，光波波长很短 （D ）声波波速较小，光波波速很大 本题考查波的衍射条件：障碍物与波长相差不多。
难度：易。
8．2010·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。
某时刻的波形如图1所示，此后，若经过34周期开始计时，则图2描述的是（B ） A.a 处质点的振动图象 B.b 处质点的振动图象 C.c 处质点的振动图象D.d 处质点的振动图象【解读】由波的图像经过43周期a 到达波谷，b 到达平衡位置向下运动，c 到达波峰，d 到达平衡位置向上运动，这是四质点在0时刻的状态，只有b 的符合振动图像，答案B 。
9.2010·上海物理·16如右图，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线和虚线分别表示＜时的波形，能正确反映37.5t s =时波形的是图(D)解读：因为t 2＜T ，可确定波在0.5s 的时间沿x 轴正方向传播14λ，即10.54T s =，所以T=2s ，337.534t s T ==，波峰沿x 轴正方向传播34λ，从14λ处到λ处，选D 。
本题考查波的传播及波长、周期等。
难度：中等。
10.(H)2010·上海物理·20如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m s，在波的传播方向上两质点,a b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点a在波峰位置时，质点b在x 轴下方与x轴相距1cm的位置，则（D）（A）此波的周期可能为0.6s（B）此波的周期可能为1.2s（C）从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置（D）从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置解读：如上图，110.4412λ⎛⎫+=⎪⎝⎭， 1.2λ=。
根据vTλ=，1.20.62T svλ===，A正确，从此时刻起经过0.5s，即56T，波沿x轴正方向传播56λ=1.0m，波峰到x=1.2m处，b不在波峰，C错误。
如下图，1110.42412λ⎛⎫++=⎪⎝⎭，0.6mλ=，根据vTλ=，0.60.32T svλ===，B错误；从此时可起经过0.5s，即53T，波沿x轴正方向传播53λ=1.0m，波峰到x=1.0m处，x=0.4的b在波峰，D正确。
本题考查波的传播，出现非T 41和非 41得整数倍的情况，有新意。
难度：难。
12.2010·新课标·33 (2)波源S 1和S 2振动方向相同，频率均为4Hz ，分别置于均匀介质中x 轴上的O A 、两点处，OA=2m ，如图所示.两波源产生的简谐横波沿x 轴相向传播，波速为4/m s .己知两波源振动的初始相位相同.求：13．2010·海南物理·18(2)右图为某一报告厅主席台的平面图，AB 是讲台，1S 、2S 是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示．报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫．为了进免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。
已知空气中声速为340m/s ，若报告人声音的频率为136Hz ，问讲台上这样的位置有多少个？【答案】4【解读】相应于声频136Hz f =的声波的波长是2.5m f λ==v①式中340m/s =v 是空气中的声速。
在右图中，O 是AB 的中点，P 是OB 上任一点。
将12S P S P -表示为122S P S P kλ-=②式中k 为实数，当0,2,4,k =时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当1,3,5k =时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消。
由此可知，O 是干涉加强点；对于B 点，1220m 15m 42S B S B λ-=-=③所以，B 点也是干涉加强点。
因而O 、B 之间有两个干涉相消点，由对称性可知，AB 上有4个干涉相消点。
2009年高考题(B 组)一、选择题1.（09·全国Ⅰ·20）一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P 、Q 两质点的横坐标分别x=1.5m 和为x=4.5m 。
P 点的振图像如图2所示。
动在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是（ BC ）解读：本题考查波的传播.该波的波长为4m.,PQ两点间的距离为3m..当波沿x轴正方向传播时当P在平衡位置向上振动时而Q点此时应处于波峰,B正确.当沿x轴负方向传播时,P点处于向上振动时Q点应处于波谷,C对。
2.（09·全国卷Ⅱ·14）下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是（ AD ）A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍解读：本题考查机械波和机械振动.介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致A正确.而各质点做简谐运动速度随时间作周期性的变化,但波在介质中是匀速向前传播的,所以不相等,B错.对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的,C错.根据波的特点D正确。
3.（09·北京·15）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。
在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。
某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确．．．的是（ D ）A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波解读：波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A选项正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B项正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的， D项错误。
故正确答案应为D。
4.（09·北京·17）一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为 。
若在x=0处质点的振动图像如右图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为（ A ）解读：从振动图上可以看出x=0处的质点在t=T/2时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确。
5.（09·上海物理·4）做简谐振动的单摆摆长不变，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1/2，则单摆振动的（ C ） 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 解读：由单摆的周期公式2lT g=，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A 是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由212K E mv =可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，因此振幅改变，所以C 正确。
6.（09·天津·8）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝Asin 4t π，则质点（ AD ）A.第1 s 末与第3 s 末的位移相同B.第1 s 末与第3 s 末的速度相同C.3 s 末至5 s 末的位移方向都相同D.3 s 末至5 s 末的速度方向都相同解读：由关系式可知rad/s 4πω=，s 82==ωπT ，将t=1s 和t=3s 代入关系式中求得两时刻位移相同，A对；画出对应的位移-时间图像，由图像可以看出，第1s 末和第3s 末的速度方向不同，B 错；仍由图像可知，3s 末至5s 末的位移大小相同，方向相反，而速度是大小相同，方向也相同。