高考物理专题15振动和波备考强化训练40机械波二新人教版.doc
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1、1 / 20【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 1515 振动和波备考强化训练振动和波备考强化训练 4040 机械波二新人教版机械波二新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于:理解波的形成及传播特点,能区别纵波和横波,掌握波的图象和波长、频率及波速的关系。解这类题要特别注意波长、波速、周期的多解性,不要漏解;特别注意振动图像与波动图像之间的必然联系,有效地解决两种图像之间的转换问题为妙。全卷 22 题,总计 120 分,选做题9 道备用。一、破解依据一、破解依据机械波:机械振动在介质中的传播过程。
2、机械波:机械振动在介质中的传播过程。 条件:波源和介质 形成:各点均做受迫振动;沿波速方向前一点带动后一点; 各点振幅、周期均相同;质点均不会随波迁移,波只能传播振 动形式和振动能量; 分类:横波和纵波(略) 波速、波长和频率的关系txv;。fTv横波的传播规律:周期性和对称性(略) ;传播方向,由 波源及远判断;传播距离,依或、等计算;振动方向,在波动 图象中沿传播方向看,为“上坡下,下坡上” ;同相与反相,若 某质点与准质点距离为波长的整数倍,则该质点与准质点同相,若 某质点与准质点距离为半波长的奇数倍,则该质点与准质点反相。 tvxvT44Tv 声波(略) 波的特性波的特性 波的干涉 条
3、件:频率相同;结果:两波相遇,出现振动加强、减弱的2 / 20互相间隔的若干区域。 若某点到两波源的波程差等于波长的整数倍,则振动加强;若某点 到两波源的波程差等于半波长的奇数倍,则振动减弱。 波的衍射 条件:或能比于。结果:明显的衍射现象。,dd 多普勒效应:多普勒效应: 定义:波源与观察者相对运动(原因) ,使后者感觉其频率发 生变化(效果) 。 特征:两者接近,感觉频率增大;反之,则减小。 应用:测定车辆的速度;天体对地球的速度。 振动图象和波的图象振动图象和波的图象物理意义物理意义( (略略) ) 用途用途( (略略) ) 二、二、 精选习题精选习题选择题(每小题选择题(每小题 5 5
4、 分,共分,共 7070 分)分)(14(14 山东山东) )一列简谐横波沿直线传播。以波源一列简谐横波沿直线传播。以波源 O O 由平衡位置开由平衡位置开始振动为计时零点始振动为计时零点, ,质点质点 A A 的振动图像如图的振动图像如图-1-1 所示所示, ,已知已知 O O、A A 的平的平衡位置相距衡位置相距 0.9m0.9m。以下判断正确的是。以下判断正确的是( ( ) )A.波长为 1.2mB.波源起振方向沿 y 轴正方向C.波速大小为 0.4m/s D.质点 A 的动能在 t=4s 时最大2.2.(1616 北京)下列说法正确的是北京)下列说法正确的是( ( ) )A.电磁波在真
5、空中以光速 c 传播 B.在空气中传播的声波是横波C.声波只能在空气中传播 D.光需要介质才能传播3.3.(1717 全国全国)如图)如图-2-2,一列简谐横波沿,一列简谐横波沿 x x 轴正方向传播,实轴正方向传播,实线为线为 t=0t=0 时的波形图,虚线为时的波形图,虚线为 t=0.5t=0.5 s s 时的波形图。已知该简谐波时的波形图。已知该简谐波3 / 20的周期大于的周期大于 0.50.5 s s。关于该简谐波,下列说法正确的是。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 HzDt=1 s 时,x=1 m 处的质点处于波峰Et
6、=2 s 时,x=2 m 处的质点经过平衡位置4.4.(1616 上海)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源上海)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源 M M、N N两点沿两点沿 x x 轴相向传播,波速为轴相向传播,波速为 2m/s2m/s,振幅相同;某时刻的图像如图,振幅相同;某时刻的图像如图-3-3 所示。则所示。则( ( ) )(A)甲乙两波的起振方向相反(B)甲乙两波的频率之比为 3:2(C)再经过 3s,平衡位置在 x=7m 处的质点振动方向向下(D)再经过 3s,两波源间(不含波源)有 5 个质点位移为零5.(145.(14 天津天津) )平衡位置处于坐标原点的波源平衡位置处于坐
7、标原点的波源 S S 在在 y y 轴上振动轴上振动, ,产产生频率为生频率为 50Hz50Hz 的简谐横波向的简谐横波向 x x 轴正、负两个方向传播轴正、负两个方向传播, ,波速均为波速均为100m/s100m/s。平衡位置在。平衡位置在 x x 轴上的轴上的 P P、Q Q 两个质点随波源振动着两个质点随波源振动着,P,P、Q Q 的的x x 轴坐标分别为轴坐标分别为 xP=3.5mxP=3.5m、xQ=-3mxQ=-3m。当。当 S S 位移为负且向位移为负且向-y-y 方向运动方向运动时时,P,P、Q Q 两质点的两质点的( ( ) )A.位移方向相同、速度方向相反 B.位移方向相同
8、、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6. (14 福建)在均匀介质中,一列沿 x 轴正向传播的横波,其波4 / 20源 O 在第一个周期内的振动图像如图-4 所示,则该波在第一个周期末的波形图是( )(1616 天津)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞天津)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑,米波雷达发射机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑,米波雷达发射无线电波的波长在无线电波的波长在 110m110m 范围内,则对该无线电波的判断正确的是范围内,则对该无线电波的判断正确的是( ( )
9、)A、米波的频率比厘米波频率高 B、和机械波一样须靠介质传播C、同光波一样会发生反射现象 D、不可能产生干涉和衍射现象(1414 全国)全国) 两列振动方向相同、振幅分别为两列振动方向相同、振幅分别为 A1A1 和和 A2A2 的相的相干简谐横波相遇下列说法正确的是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|A1A2|B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为 A1A2C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9.9.(1515 天津)图天津)图-6-6 甲为一列简谐横波在某一
10、时刻的波形甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图图a a、b b 两质点的横坐标分别为两质点的横坐标分别为 x=2mx=2m 和和 x=6mx=6m,图,图-6-6 乙为质点乙为质点 b b 从从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是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 1m/s 5 / 20B质点 a 经 4s 振动的路程为 4mC此时刻质点 a 的速度沿+y 方向D质点 a 在 t =2 s 时速度为零10.10.(1414 安徽)一简谐横波沿安徽)一简谐横波沿 x x 轴正向传播,图轴正向传播,图-7-1-7-1 示时刻的示时刻的波形图,
11、图波形图,图-7-2-7-2 是介质中某质点的振动图像,则该质点的是介质中某质点的振动图像,则该质点的 x x 坐标值坐标值合理的是(合理的是( )0t A.0.5m B. 1.5m C. 2.5m D. 3.5m 11.11.(1515 福建)简谐横波在同一均匀介质中沿福建)简谐横波在同一均匀介质中沿 x x 轴正方向传播,轴正方向传播,波速为波速为 v v 。若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点。若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a a、b b 相距为相距为 s s,a a、b b 之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四副波形
12、中质点副波形中质点 a a 最早到达波谷的是(最早到达波谷的是( )12.12.(1515 四川)平静湖面传播着一列水面波(横波)四川)平静湖面传播着一列水面波(横波) ,在波的传,在波的传播方向上有相距播方向上有相距 3m3m 的甲、乙两小木块随波上下运动,测得两个小木的甲、乙两小木块随波上下运动,测得两个小木块每分钟都上下块每分钟都上下 3030 次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰。这列水面波个波峰。这列水面波( ( ) )A频率是 30Hz B波长是 3m C波速是 1m/s D周期是 0.1s13.13.(1515 新课标新课标)
13、由波源)由波源 S S 形成的简谐横波在均匀介质中向形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为左、右传播。波源振动的频率为 2020 HzHz,波速为,波速为 1616 m/sm/s。已知介质。已知介质中中 P P、Q Q 两质点位于波源两质点位于波源 S S 的两侧,且的两侧,且 P P、Q Q 和和 S S 的平衡位置在一条的平衡位置在一条直线上,直线上,P P、Q Q 的平衡位置到的平衡位置到 S S 的平衡位置之间的距离分别为的平衡位置之间的距离分别为 15.815.8 6 / 20m m、14.614.6 m m,P P、Q Q 开始震动后,下列判断正确的是开始震动后,
14、下列判断正确的是( ( ) )AP、Q 两质点运动的方向始终相同BP、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14.14.(1616 北京)如图北京)如图-9-9 所示,弹簧振子在所示,弹簧振子在 M M、N N 之间做简谐运动。之间做简谐运动。以平衡位置以平衡位置 O O 为原点,建立为原点,建立 OxOx 轴。向右为轴。向右为 x x 的轴的正方向。若振子的轴的正方向。若振子位于位于 N N 点时开始计时,则其振动图像为点时开始计时,则其振动图像为
15、( ( ) )填空题(共填空题(共 1313 分)分)15.15.(1717 全国全国) (5 5 分)如图分)如图-10-10(a a) ,在,在 xyxy 平面内有两个沿平面内有两个沿z z 方向做简谐振动的点波源方向做简谐振动的点波源 S1(0S1(0,4)4)和和 S2(0S2(0,2)2)。两波源的振动。两波源的振动图线分别如图图线分别如图-10-10(b b)和图)和图-10-10(c c)所示,两列波的波速均为)所示,两列波的波速均为 1.001.00 m/sm/s。两列波从波源传播到点。两列波从波源传播到点 A(8A(8,2)2)的路程差为的路程差为_m_m,两,两列波引起的点
16、列波引起的点 B(4B(4,1)1)处质点的振动相互处质点的振动相互_(填(填“加强加强”或或“减弱减弱” ) ,点,点 C(0C(0,0.5)0.5)处质点的振动相互处质点的振动相互_(填(填“加加强强”或或“减弱减弱” ) 。16.(1516.(15 苏州二调苏州二调) )(4 4 分)如图分)如图-11-11 所示,为一列沿所示,为一列沿-x-x 方向传播方向传播的简谐波在的简谐波在 t=0t=0 时刻的波形图当时刻的波形图当 t=t= 0.3s0.3s 时,时,Q Q 点恰好处于波谷点恰好处于波谷位置,则位置,则 P P 点此时处于点此时处于 (选填(选填“波峰波峰” 、 “波谷波谷”
17、或或“平衡平衡” )位置这列波的波速至少为位置这列波的波速至少为 m/sm/s17.17. (1212 新课标)新课标) (4 4 分)一简谐横波沿分)一简谐横波沿 x x 轴正向传播,轴正向传播,t t0 0 时刻的波形如图时刻的波形如图-12(a)-12(a)所示,所示,x x0.300.30 m m 处的质点的振动图线如图处的质点的振动图线如图- -7 / 2012(b)12(b)所示,该质点在所示,该质点在 t t0 0 时刻的运动方向沿时刻的运动方向沿 y y 轴轴_(_(填填“正向正向” 或或“负向负向”)”)已知该波的波长大于已知该波的波长大于 0.300.30 m m,则该波的
18、波长为,则该波的波长为 _ m.m.计算题(共计算题(共 3737 分)分)18.18. (1515 重庆)重庆) (6 6 分)题图分)题图-13-13 为一列沿为一列沿 x x 轴正方向传播的简轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点谐机械横波某时刻的波形图,质点 P P 的振动周期为的振动周期为 0.4s.0.4s.求该波的求该波的波速并判断波速并判断 P P 点此时的振动方向。点此时的振动方向。19.19. (1212 江苏)江苏) (5 5 分)地震时,震源会同时产生两种波,一种分)地震时,震源会同时产生两种波,一种 是传播速度约为是传播速度约为 3.53.5 km/skm/s
19、 的的 S S 波,另一种是传播速度约为波,另一种是传播速度约为 7.07.0 km/skm/s 的的 P P 波一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的波一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的 P P 波比首次到达的波比首次到达的 S S 波早波早 3 3 min.min.假定地震波沿直线传播,震源的振动假定地震波沿直线传播,震源的振动 周期为周期为 1.21.2 s,s, 求震源与监测点之间的距离求震源与监测点之间的距离 x x 和和 S S 波的波长波的波长 . 20.20.(1212 山东)山东) (6 6 分)一列简谐横波沿分)一列简谐横波沿 x x 轴正方向传播,轴正方向
20、传播,t t0 0 时刻的波形如图时刻的波形如图-14-14 所示,介质中质点所示,介质中质点 P P、Q Q 分别位于分别位于 x x2 2 m m、x x4 4 m m 处从处从 t t0 0 时刻开始计时,当时刻开始计时,当 t t1515 s s 时质点时质点 Q Q 刚好第刚好第 4 4 次到达次到达 波峰波峰 求波速 写出质点 P 做简谐运动的表达式(不要求推导过程)21.21.(1414 吉林九校)吉林九校) (1010 分)如图分)如图-15-15 甲所示,在某介质中波源甲所示,在某介质中波源A A、B B 相距相距 d d2020 m m,t t0 0 时二者开始上下振动,时
21、二者开始上下振动,A A 只振动了半个周只振动了半个周期,期,B B 连续振动,所形成的波的传播速度均为连续振动,所形成的波的传播速度均为 v v1.01.0 m/sm/s,开始阶,开始阶段两波源的振动图像如图乙所示求:段两波源的振动图像如图乙所示求:(1)距 A 点 1 m 处的质点在 t0 到 t22 s 内所经过的路程;(2)在 t0 到 t16 s 时间内从 A 发出的半个波在前进的过程中所遇到的波峰的个数22.22. (1515 新课标新课标) (1010 分)一列简谐横波在介质中沿分)一列简谐横波在介质中沿 x x 轴正轴正向传播,波长不小于向传播,波长不小于 1010 cmcm。
22、O O 和和 A A 是介质中平衡位置分别位于是介质中平衡位置分别位于 x=0x=0和和 x=5x=5 cmcm 处的两个质点。处的两个质点。t=0t=0 时开始观测,此时质点时开始观测,此时质点 O O 的位移为的位移为8 / 20y=4y=4 cmcm,质点,质点 A A 处于波峰位置:处于波峰位置:t=t= s s 时,质点时,质点 O O 第一次回到平衡位第一次回到平衡位置,置,t=1t=1 s s 时,质点时,质点 A A 第一次回到平衡位置。求第一次回到平衡位置。求31(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。( (四四) )选做题选做题23.23
23、.(1313 新课标新课标)如图如图-16,a-16,a、b b、c c、d d 是均匀媒质中是均匀媒质中 x x 轴上的轴上的四个质点四个质点, ,相邻两点的间距依次为相邻两点的间距依次为 2m2m、4 4 m m 和和 6 6 m m。一列简谐横波以。一列简谐横波以2 2 m/sm/s 的波速沿的波速沿 x x 轴正向传播轴正向传播, ,在在 t=0t=0 时刻到达质点时刻到达质点 a a 处处, ,质点质点 a a 由由平衡位置开始竖直向下运动平衡位置开始竖直向下运动,t=3s,t=3s 时时 a a 第一次到达最高点。下列说第一次到达最高点。下列说法正确的是法正确的是 ( ( ) )A
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