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1、1 / 35【2019【2019最新最新】精选高考物理一轮复习第十四章波与相对论学案精选高考物理一轮复习第十四章波与相对论学案 全国卷5年考情分析未曾独立命题的考点命题概率较小的考点命题概率较大的考点简谐运动()13卷T34(1)(5分)17卷T34(1)(5分)波的干涉和衍射现象()17卷T34(1)(5分)16卷T34(2)(10分)光的折射定律()17卷T34(2)(10分) 17卷T34(2)(10分)15卷T34(2)(10分),卷T34(2)(10分)折射率()14卷T34(2)(10分)横波的图像()14卷T34(1)(6分),卷T34(1)(5分)17卷T34(1)(5分) 卷
2、T34(1)(5分)16卷T34(2)(10分)卷T34(1)(5分)电磁波的产生()16卷T34(1)(5分)波速、波长和频率(周期)的关系() 13卷T34(1)(6分)17卷T34(2)(10分)16卷T34(2)(10分),卷T34(2)(10分)电磁波的发射、传播和接收()16卷T34(1)(5分)15卷T34(1)(5分)14卷T34(2)(9分)简谐运动的公式和图像() 单摆、单摆的周期公式() 受迫振动和共振() 机械波、横波和纵波() 多普勒效应() 光的干涉、衍射和偏振现象() 电磁波谱() 狭义相对论的基本假设() 质能关系() 实验十四:探究单摆的运动、用单摆测定重力加
3、速度实验十五:测定玻璃的折射率实验十六:用双缝干涉测光的波长17卷T34(1)(5分) 15卷T34(1)(5分)全反射、光导纤维()13卷T34(2)(9分),卷T34(2)(10分)常考角度(1)简谐运动的基本概念及规律(2)机械波的形成与传播(3)光的折射和全反射(4)光的干涉和衍射(5)光学与数学知识的综合应用2 / 35(6)电磁场理论与电磁波的性质(7)电磁振荡与电磁波谱第1节机_械_振_动(1)简谐运动是匀变速运动。()(2)周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量。()(3)振幅等于振子运动轨迹的长度。()(4)简谐运动的回复力可以是恒力。()(5)弹簧振子每次经过平衡位
4、置时,位移为零、动能最大。()(6)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。()(7)物体做受迫振动时,其振动频率与固有频率无关。()(8)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。()1做简谐运动的物体当远离平衡位置运动时,其位移、加速度增大,而速度减小。2在关于平衡位置对称的两点,振动物体的位移、速度、加速度、回复力均大小相等。3单摆振动时在平衡位置回复力为零,但摆球所受合力不为零。4物体做受迫振动的频率一定等于驱动力的频率,但不一定等于系统的固有频率。突破点(一) 简谐运动1动力学特征Fkx,“”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
5、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、Ep均增大,v、Ek均减小,靠近平衡位置时则相反。3 / 353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)如图所示,振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P(OPOP)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。(2)振子由P到O所用时间等于由O到P所用时间,即tPOtOP。(3)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等,即tOPtPO。(4)相隔或(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。5能量
6、特征振动的能量包括动能Ek和势能Ep,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。例1 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动。可把游船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,游客能舒服登船的时间是( )B0.75 sA0.5 s D1.5 sC1.0 s 解析 由于振幅A为20 cm,振动方程为yAsin t,由于高度差不超过10 cm时,游客能舒服登船,代入数据可知,在一个振动周期内,临界时刻为t1,t2,所以在一个周期
7、内能舒服登船的时间为tt2t11.0 s,选项C正确。答案 C4 / 35例2 多选(2015山东高考)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y0.1sin(2.5t)m。t0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t0.6 s时,小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g10 m/s2。以下判断正确的是( )A.h1.7 mB简谐运动的周期是0.8 sC0.6 s内物块运动的路程为0.2 mDt0.4 s时,物块与小球运动方向相反思路点拨(1)由物块做简谐运动的表达式确定物块的振幅和振动周期。(2)确定0.6 s时物块所
8、在的位置。(3)确定0.6 s时小球下落的高度与h的关系。解析 由物块做简谐运动的表达式y0.1sin(2.5t)m知,2.5,T s0.8 s,选项B正确;t0.6 s时,y0.1 m,对小球:h|y|gt2,解得h1.7 m,选项A正确;物块0.6 s内运动的路程为0.3 m,t0.4 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。答案 AB方法规律 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。5 / 3
9、5(2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性。集训冲关1多选如图所示,物体A置于物体B上,一轻质弹簧一端固定,另一端与B相连,在弹性限度范围内,A和B一起在光滑水平面上做往复运动(不计空气阻力)。则下列说法正确的是( )A物体A和B一起做简谐运动B作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比CB对A的静摩擦力对A做功,而A对B的静摩擦力对B不做功D物体A和B组成的系统机械能守恒解析:选AB A和B一起在光滑水平面上做往复运动,对整体研究,整体在水平方向上只受弹簧的弹力,因为弹簧的弹力和位移成正比,所以回复力Fkx,而对A,在B给的静摩擦力作用下,做往返运动,设弹簧的形变量为x,弹簧的劲
10、度系数为k,A、B的质量分别为M和m,根据牛顿第二定律得到整体的加速度为a,对A:f|Ma|,可见,作用在A上的静摩擦力大小f与弹簧的形变量x成正比,满足Fkx形式,故两者都做简谐运动,A、B正确;在简谐运动过程中,B对A的静摩擦力与位移方向相同或相反,B对A的静摩擦力对A做功,同理,A对B的静摩擦力对B也做功,C错误;由于A、B组成的系统中弹簧对系统做功,所以机械能不守恒,D错误。2(2017上海高考)做简谐运动的单摆,其摆长不变,若摆球的质量增加为原来的倍,摆球经过平衡位置的速度减为原来的,则单摆振动的( )A周期不变,振幅不变B周期不变,振幅变小C周期改变,振幅不变D周期改变,振幅变大解
11、析:选B 由单摆的周期公式T2 可知,当摆长l不变时,周期不变,故C、D错误;由能量守恒定律可知mv2mgh6 / 35,其摆动的高度与质量无关,因平衡位置的速度减小,则最大高度减小,即振幅减小,选项B正确、A错误。3多选(2016海南高考)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解析:选ABD 在同一
12、地点,重力加速度g为定值,根据单摆周期公式T2 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,只有动能和势能相互转化,根据机械能守恒条件可知,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T2 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,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,则无法确定任意时刻运动的方向,故选项E错误。突破点(二) 简谐运动的图像1对简谐运动图像的认识(1)简谐运动的图像是一条正弦或余弦
13、曲线,如图所示。(2)图像反映了质点的位移随时间变化的规律,不代表质点运动的轨迹。2图像信息(1)由图像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7 / 35置,故回复力和加速度的方向在图像上总是指向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,若下一时刻位移增加,振动质点的速度方向就是远离t轴,若下一时刻位移减小,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。典例 如图所示为某弹
14、簧振子在05 s内的振动图像,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从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动D第3 s末振子的速度为正向的最大值解析 振幅是位移的最大值的大小,故振幅为8 cm,而周期是完成一次全振动的时间,振动周期为4 s,故A错误;第2 s末振子的速度为零,加速度为正向的最大值,故B错误;从第1 s末到第2 s末振子的位移逐渐增大,速度逐渐减小,振子做减速运动,C错误;第3 s末振子的位移为零,经过平衡位置,故速度最大,且方向为正,故D正确。答案 D方法规律(1)简谐运动图像中,任意时刻图线上某
15、点切线的斜率表示该时刻质点的速度;斜率的大小表示速度的大小,斜率的正负反映速度的方向。(2)振动质点的加速度的大小变化规律与质点的位移的大小变化规律相同,两者方向始终相反。在振动图像中,根据位移的大小和方向比较加速度的大小比较直观。集训冲关1.(2017北京高考)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是( )8 / 35At1 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值Bt2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值Ct3 s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零Dt4 s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值解析:选A 由题图可知,t1 s和t3 s时振子在最大位移处,速度为零
16、,加速度分别为负向最大值、正向最大值;而t2 s和t4 s时振子在平衡位置,加速度为零,而速度分别为负向最大、正向最大。综上所述,A项说法正确。2多选如图1所示,弹簧振子以点O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2所示,下列说法正确的是( )At0.8 s,振子的速度方向向左Bt0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处Ct0.4 s和t1.2 s时,振子的加速度相同Dt0.4 s到t0.8 s的时间内,振子的速度逐渐增大解析:选AD 从t0.8 s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t0.8 s时,速度方向向左,选项A正
17、确;由题中图像得振子的位移x12sint cm,故t0.2 s时,x6 cm,选项B错误;t0.4 s和t1.2 s时,振子的位移方向相反,由a知,加速度方向相反,选项C错误;从t0.4 s到t0.8 s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,选项D正确。3多选图1、2分别是甲、乙两个单摆在同一位置处做简谐运动的图像,则下列说法中正确的是( )A甲、乙两单摆的振幅之比为219 / 35Bt2 s时,甲单摆的重力势能最小,乙单摆的动能为零C甲、乙两单摆的摆长之比为41D甲、乙两单摆的摆球在最低点时,向心加速度大小一定相等解析:选AB 由题图知,甲、乙两单摆的振幅分别
18、为4 cm、2 cm,故选项A正确;t2 s时,甲单摆在平衡位置处,乙单摆在振动的正方向最大位移处,故选项B正确;由单摆的周期公式,推出甲、乙两单摆的摆长之比为l甲l乙T甲2T乙214,故选项C错误;设摆球摆动的最大偏角为,由mgl(1cos )mv2及a可得,摆球在最低点时向心加速度a2g(1cos ),因两摆球的最大偏角满足sin ,故甲乙,所以a甲a乙,故选项D错误。突破点(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自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力受驱动力作用受驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定,即固有周期T0或固有频率f0由驱动力的周期或频率决定,即TT驱或
19、ff驱T驱T0或f驱f0振动能量振动物体的机械能不变由驱动力提供振动物体获得的能量最大 常见例子弹簧振子或单摆(5)机械工作时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等2对共振的理解(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ff0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10 / 35与外界时刻进行能量交换。题点全练1.多选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
20、单摆的固有周期约为2 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,共振曲线的峰将向左移动E此单摆的振幅是8 cm解析:选ABD 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T2 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,A、B、D正确,C错误;此单摆做受迫振动,只有共振时的振幅最大为8 cm,E错误。2多选正在运转的机器,当其飞轮以角速度0匀速转动时,机器的振动不强烈,切断电源,飞轮的转动逐渐慢下来,在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动,此后飞轮转速继续变慢,机器的振动也随之减弱,在机器
21、停下来之后若重新启动机器,使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到0,在这一过程中( )A机器不一定还会发生强烈的振动B机器一定还会发生强烈的振动C若机器发生强烈振动,强烈振动可能发生在飞轮角速度为0时D若机器发生强烈振动,强烈振动时飞轮的角速度肯定不为0解析:选BD 以角速度0转动逐渐慢下来,在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动,说明此过程机器的固有频率与驱动频率相等达到了共振,当飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到0,在这一过程中,一定会出现机器的固有频率与驱动频率相11 / 35等即达到共振的现象,机器一定还会发生强烈的振动,故A错误,B正确;由已知当机器的飞轮以角速度0匀速转动时,其振动不
22、强烈,则机器若发生强烈振动,强烈振动时飞轮的角速度肯定不为0,故C错误,D正确。3多选(2018沈阳检测)某简谐振子,自由振动时的振动图像如图甲中实线所示,而在某驱动力作用下做受迫振动时,稳定后的振动图像如图甲中虚线所示,那么,此受迫振动对应的状态可能是图乙中的( )Bb点Aa点 D一定不是c点Cc点 解析:选AD 简谐振子自由振动时,设周期为T1;而在某驱动力作用下做受迫振动时,设周期为T2;显然T1T2;根据f,有f1f2;题图乙中c点处代表发生共振,驱动力频率等于固有频率f1;做受迫振动时,驱动力频率f2f1,故此受迫振动对应的状态可能是图乙中的a点,且一定不是c点,故A、D正确。1多选
23、下列说法正确的是( )A单摆运动到平衡位置时,回复力为零B只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力的频率C水平放置的弹簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能D单摆的周期随摆球质量的增大而增大E同一地点,两单摆的摆长相等时,周期也相等解析:选ACE 对于单摆,在平衡位置,所受到的回复力为零,A正确;受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率,与是否发生共振没有关系,B错误;振动能量是振动系统的动能和势能的总和,在平衡位置时弹性势能为零,故C正确;根据单摆的周期公式T2 可知,单摆的周期与摆球的质量无关,D错误,E正确。2做简谐运动的单摆摆长不变,若摆球质量减小为原来的,摆球经过平衡位置
24、时速度增大为原来的2倍,则单摆振动的( )A频率、振幅都不变12 / 35B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 由单摆的周期公式T2 ,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,据动能公式可知,摆球经过平衡位置时的动能不变,但质量减小,所以摆动最大高度增加,因此振幅改变,故A、B、D错误,C正确。3(2016北京高考)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,则其振动图像为( )解析:选A 从振子位于N点开始计时,则在0时刻,振子位于正向最大位移处
25、,分析振动图像可知选项A正确。4.如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好处于原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中( )A弹簧的最大弹性势能等于2mgAB弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C物体在最低点时的加速度大小应为2gD物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mg解析:选A 因物体振动到最高点时,弹簧正好处于原长,此时弹簧弹力等于零,物体的重力 mgF回kA,当物体在最低点时,弹簧的弹性势能最大等于2mgA,A对;在最低点,由F回mgma知,C错;由F弹mgF回得F弹2mg,D错;由能量守恒知,弹簧的弹性势能和物体的动能、
26、重力势能三者的总和不变,B错。5多选一个质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )13 / 35A质点振动的频率为4 HzB在10 s内质点经过的路程是20 cmC在5 s末,质点的速度为零,加速度最大Dt1.5 s和t2.5 s两个时刻质点的位移和速度方向都相反Et1.5 s和t4.5 s两时刻质点的位移大小相等,都是 cm解析:选BCE 由题图可知,振幅A2 cm,周期T4 s,频率f0.25 Hz,A错误;t10 s2.5T,故10 s内质点经过的路程s10A20 cm,B正确,t5 s时,质点位移最大,速度为零,加速度最大,C正确;t1.5 s和t2.5 s两个时刻的位移方向
27、相反,但速度方向相同,D错误;由xAsin t2sin t cm可知,t1.5 s和t4.5 s两个时刻的位移大小相等,都为 cm,E正确。6.多选有一个在y方向上做简谐运动的物体,其振动图像如图所示。下列关于图甲、乙、丙、丁的判断不正确的是(选项中v、F、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度)( )A甲可作为该物体的vt图像B乙可作为该物体的Ft图像C丙可作为该物体的Ft图像D丙可作为该物体的at图像E丁可作为该物体的at图像解析:选ABE 在简谐运动中,速度与位移是互余的关系,故图乙可作为vt图像,A、B错误;由Fkx可知,回复力的图像与位移图像的相位相反,故丙可作为Ft图像,C正确
28、;又由Fma可知a与F的图像形状相同,丙可作为at图像,D正确,E错误。7多选关于受迫振动和共振,下列说法正确的是( )A火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振B若驱动力的频率为5 Hz,则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 HzC当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大14 / 35D一个受迫振动系统在非共振状态时,同一振幅对应的驱动力频率一定有两个E受迫振动系统的机械能守恒解析:选BCD 火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振,A错误;对于一个受迫振动系统,若驱动力的频率为5 Hz,则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz,B正确;由共振的定义可知,C正确;根据共振现象可知
29、,D正确;受迫振动系统,驱动力做功,系统的机械能不守恒,E错误。8多选(2018鞍山模拟)弹簧振子做简谐运动,O为平衡位置,当它经过点O时开始计时,经过0.3 s,第一次到达点M,再经过0.2 s第二次到达点M,则弹簧振子的周期不可能为( )A0.53 s B1.4 s C1.6 s D2 s E3 s解析:选BDE 如图甲所示,设O为平衡位置,OB(OC)代表振幅,振子从OC所需时间为。因为简谐运动具有对称性,所以振子从MC所用时间和从CM所用时间相等,故0.3 s0.4 s,解得T1.6 s;如图乙所示,若振子一开始从平衡位置向点B运动,设点M与点M关于点O对称,则振子从点M经过点B到点M
30、所用的时间与振子从点M经过点C到点M所需时间相等,即0.2 s。振子从点O到点M、从点M到点O及从点O到点M所需时间相等,为 s,故周期为T0.5 s s0.53 s,所以周期不可能为选项B、D、E。9(2018温州十校联考)弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t0.2 s时,振子速度第一次变为v;在t0.5 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 15 / 35cm,从平衡位置计时,写出弹簧振子位移表达式,
31、并画出弹簧振子的振动图像。解析:(1)弹簧振子简谐运动示意图如图所示,由对称性可得:T0.52 s1.0 s。(2)若B、C之间距离为25 cm,则振幅A25 cm12.5 cm,振子4.0 s内通过的路程s412.5 cm200 cm。(3)根据xAsin t,A12.5 cm,2得x12.5sin (2t) cm。振动图像为答案:(1)1.0 s (2)200 cm (3)x12.5sin (2t) cm图像见解析图10.如图所示,ACB为光滑弧形槽,弧形槽半径为R,C为弧形槽最低点,RA。甲球从弧形槽的球心处自由下落,乙球从A点由静止释放,问:(1)两球第1次到达C点的时间之比;(2)若
32、在弧形槽的最低点C的正上方h处由静止释放甲球,让其自由下落,同时将乙球从弧形槽左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在弧形槽最低点C处相遇,则甲球下落的高度h是多少?解析:(1)甲球做自由落体运动Rgt12,所以t1 2R g乙球沿弧形槽做简谐运动(由于AR,可认为偏角x0.5 m,则n只能取0,故2 m,故B错误;由题图知周期T4 s,则波速为v m/s0.5 m/s,故C正确;在t1.5 s时刻,A的位移为负,而B的位移为正,故D错误;t1.5 s时A、B两质点到平衡位置的距离是相等的,所以振动的速度大小相等;又由题图可知,在t1.5 s时刻二者运动的方向相同,所以它们的振动速度相同,故E正确。8
33、多选(2018乌鲁木齐模拟)一列横波在t0时的波动图像如图所示,从此时开始,质点d比质点e早0.1 s到达波峰,则下列说法正确的是( )A此列波向左传播B此列波的波速为10 m/sC1.0 s内质点通过的路程为0.5 mDt0.45 s时质点c在向y轴负方向振动E经过0.1 s,质点a第一次到达波峰解析:选BCD 由题分析可知,此时d点的速度向上,由波形平移法可知,此波向右传播,而且有T0.1 s,则得该波的周期为T0.4 s,由题图读出波长为4 m,故波速为v m/s10 m/s,故A错误,B正确。由于t1.0 s2.5T,则1.0 s内质点通过的路程是s2.54A10A0.5 m,故C正确
34、。因为t0.45 sT,所以t0.45 s时质点c在向y轴负方向振动,故D正确。t0时刻质点a正向下振动,所以经过T0.3 s,质点a第一次到达波峰,故E错误。9如图甲所示,在均匀介质中P、Q两质点相距d0.4 m,质点P的振动图像如图乙所示,已知t0时刻,P、Q两质点都在平衡位置,且P、Q之间只有一个波峰。求:(1)波的传播速度;34 / 35(2)质点Q下一次出现在波谷的时间。解析:(1)由图乙可得该波的周期T0.2 s若P、Q间没有波谷,P、Q间距离等于半个波长,即0.8 m,波速v4 m/s若P、Q间有一个波谷,P、Q间距离等于一个波长,即0.4 m,波速v2 m/s若P、Q间有两个波
35、谷,则0.4 m,即 m,波速v m/s。(2)t0时刻,质点P向下振动,经过0.05 s到波谷处,经过0.15 s到波峰处若P、Q间距为一个波长,P、Q同时出现在波谷处,则质点Q下一次出现在波谷的时间是t0.05 s若P、Q间距为半波长的1倍或3倍,质点Q在波谷时,质点P在波峰,则质点Q下一次出现在波谷的时间是t0.15 s。答案:(1)4 m/s、2 m/s或 m/s (2)0.05 s或0.15 s10(2018福州质检)一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播,波速为0.5 m/s,t0时刻的波形如图甲所示。(1)求横波中质点振动的周期T;(2)在图乙中画出t1 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x0.5 m处质点的振动图像(t0时刻开始计时,在图中标出横轴的标度,至少画出一个周期)。解析:(1)由于波速为0.5 m/s,波长为2 m,故质点振动的周期T s4 s。(2)当t1 s时刻,相当于经过了,又因为波沿x轴正方向传播,故振源向下运动到负的最大位置处,然后依次画出波上各质点即可。如图(a)所示。(3)x0.5 m处的质点在t0时处于波峰的位置,故其振动图像如图(b)所示。35 / 35
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