2020高考物理专题15振动和波备考强化训练39机械波一新人教版.pdf
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1、【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】1/21 2020高考物理专题 15振动和波备考强化训练39机械波一新人教版编 辑:_时 间:_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】2/21 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19 题,总计 120 分,选做题12 道备用。一、破解依据机械波:机
2、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)波的特性波的干涉条件:频率相同;结果:两波相遇,出现振动加强、减弱的互
3、相间隔的若干区域。【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】3/21 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: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物理意义(略)用途(略)二、精选习题选择题(每小题5 分,共 60 分)(16 上海).在双缝干涉实验中,屏上出现了明暗相间的条纹,则(A)中间条纹间距较两侧更宽(B)不同色光形成的条
4、纹完全重合(C)双缝间距离越大条纹间距离也越大(D)遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹2.(16 四川)简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距 10m的两质点。波先传到P,当波传到 Q开始计时,P、Q两质点的振动图像如图-1 所示,则()A质点 Q开始振动的方向沿y 轴正方向B该波从 P传到 Q的时间可能为 7sC该波的传播速度可能为2m/sD该波的波长可能为6m(17 天津)手持较长软绳端点O以周期 T 在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图-2。绳上有另一质点P,且 O、P的平衡位置间距为L。t=0 时,O位于最高点,P的位移恰好为零
5、,速度方向竖直向上,下列判断正确的是()A该简谐波是纵波 B该简谐波的最大波长为 2L【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】4/21 C时,P在平衡位置上方D时,P 的速度方向竖直向上8Tt38Tt4(15 海南)一列沿 x 轴正方向传播的简谱横波在t=0 时刻的波形如图-3 所示,质点 P的 x 坐标为 3m.。已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是()A.波速为 4m/sB.波的频率为 1.25HzC.x 坐标为 15m的质点在 t=0.2s 时恰好位于波谷D.x 的坐标为 22m的质点在 t=0.2s 时恰好位于波峰E.当质点 P位于波峰时
6、,x 坐标为 17m的质点恰好位于波谷5.(16 全国)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s 的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第 1 个波峰到第 10 个波峰通过身下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是()A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6 HzC.该水面波的波长为3 mD.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移6.(14四川)如图-4 所示,甲为 t=1s 时某横波的波形图像,乙为该波传播方向上某一质点的振动图像,距该质点 x=0.5m 处质点的振动图像可
7、能是()7.(15 北京)周期为 2.0s 的简谐横波沿 x 轴传播,该波在某时刻的图像如图-5 所示,此时质点 P 沿 y 轴负方向运动,则该波()【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】5/21 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=20m/sD沿 x 轴负方向传播,波速v=10 m/s8.(14 新课标)图-6 甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P 是平衡位置在 x=1.0m 处的质点,Q 是平衡位置在 x=4.0m 处的质点;图 乙为 质 点 Q 的 振动 图 像。下 列 说 法正 确的
8、 是()A.在 t=0.10s 时,质点 Q向 y 轴正方向运动B.在 t=0.25s 时,质点 P的加速度方向与 y 轴正方向相同C.从 t=0.10s 到 t=0.25s,该波沿 x 轴负方向传播了 6mD.从 t=0.10s 到 t=0.25s,质点 P通过的路程为 30cmE.质点 Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10 t(国际单位制)9.(14 新课标)图-7(a)为一列简谐横波在t 2 s 时的波形图图-7(b)为媒质中平衡位置在x1.5 m 处的质点的振动图像,P是平衡位置为 x2 m 的质点下列说法正确的是()A波速为 0.5 m/s B波的传播方向向右C02 s 时间内
9、,P运动的路程为 8 cmD02 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10.(16 全国 III)(5 分)(1)由波源 S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz,波速为 16 m/s。已知介质中 P、Q两质点位于波源 S的两侧,且 P、Q和 S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到 S的平衡位置之间的距离分别为 15.8 m、14.6 m,P、Q开始震动后,下列判断正确的是()【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】6/21 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,
10、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11.(16 全国 II)(5 分)关于电磁波,下列说法正确的是()A电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失12.(16 天津)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,它在介质中形成的简谐横波沿x 轴正方向传播
11、,某时刻波刚好传播到x=12m处,波形图像如图-8 所示,则()5sin()2ytA、此后再经过 6s 该波传播到 x=24m处B、M点在此后第 3s 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=-3m处所需时间是 2s填空题(共 20 分)13.(16 江苏)(4 分)(2)杨氏干涉实验证明光的确是一种波,一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波满足干涉的必要条件,则两列光的_相同如图-9 所示,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】7/21 波谷,
12、如果放置光屏,在_(选填“A”、“B”或“C”)点会出现暗条纹14.(17 江苏)(4 分)野生大象群也有自己的“语言”研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音,发现以2 倍速度快速播放时,能听到比正常播放时更多的声音播放速度变为原来的2 倍时,播出声波的 _(选填“周期”或“频率”)也变为原来的 2 倍,声波的传播速度 _(选填“变大”、“变小”或“不变”)15.(15 江苏)(12 分)(1)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_A波速变大 B波速不变 C频率变高 D频率不变(2)用的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为 2
13、250m/s 和 1500m/s,则该超声波在结石中的波长时胆汁中的_倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短,遇到结石时_(选填“容易”或者“不容易”)发生衍射。62 10 Hz计算题(共 40 分)16.(15 新课标)(10 分)平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播,P、Q为 x 轴上的两个点(均位于 x 轴正向),P与 Q的距离为 35cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自t=0 时由平衡位置开始向上振动,周期 T=1s,振幅 A=5cm。当波传到 P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过 5s,平衡位置在 Q处的质点第一次处于波峰位置,求:(
14、)P、Q之间的距离【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】8/21()从 t=0 开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过路程。17.(16 全国)(10 分)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=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。18.(15新课标 I)(10 分)甲
15、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播,波速均为25m/s,两列波在 t=0 时的波形曲线如图-10 所示,求x(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19.(15 扬州)(10 分)如图-11 所示是一列简谐波在t=0 时的波形和传播距离。波沿x 轴的正向传播,已知从t=0 到 t=2.2 s时间内,质点 P三次出现在波峰位置。且在t=2.2 s 时 P质点刚好在波峰位置。求:该简谐波的周期。从 t=0 开始经过多长时间另一质点Q第一次到达波峰。(四)选做题20.(15 德
16、州二模)(1)(4分)图-12a 为一列简谐横波在t=0 时刻的波形图,图-12b 为介质中平衡位置在处的质点P 的振动图象。下列说法中正确的是 _(双选,填正确答案标号)4xm【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】9/21 A质点 P的振动频率为 4Hz B横波传播的速度为lmsC横波沿轴负方向传播D在任意 4s 内质点 P 运动的路程为 24cmxEt=1s 时 P的坐标为(4m,0)21.(14 安徽)一简谐横波沿x 轴正向传播,图-13 甲是 t=0 时刻的波形图,图-13 乙是介质中某质点的振动图像,则该质点的 x 坐标值合理的是()A.0.5 m B.1.5 m C.2.5
17、 m D.3.5 m22.(14浙江)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()A.0.5 s B.0.75 s C.1.0 s D.1.5 s23.(14 上海)质点做简谐运动,其 x-t 关系如图-14。以 x 轴正向为速度 v 的正方向,该质点的 v-t关系是()24.(14 海南)一列简谐横波沿 x 轴传播,a、b 为 x 轴上的两质点,平衡位置分别为 x
18、=0,x=xb(xb0)。a点的振动规律如图-15 所示。已知波速为 v=10m/s,在 t=0.1s时 b 的位移为 0.05m,则下列判断可能正确的是()A.波沿 x 轴正向传播,xb=0.5m B.波沿 x 轴正向传播,xb=1.5m【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】10/21 C.波沿 x 轴负向传播,xb=2.5m D.波沿 x 轴负向传播,xb=3.5m25.(13 天津)一列简谐横波沿直线传播,该直线上平衡位置相距 9m的 a、b 两质点的振动图象如右图-16 所示下列描述该波的图象可能正确的是26.(13 重庆)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
19、的两质点相距6 m,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波可能的波长为()A.4 m、6 m和 8 m B.6 m、8 m和 12 mC.4 m、6 m和 12 m D.4 m、8 m和 12 m27.(13 四川)图-17-1 是一列简谐横波在t=1.25s 时的波形图,已知 c 位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起振。则图-17-2 所示振动图像对应的质点可能位于ABCDbxacxbdxcexd28.(15潍坊二模)(1)如图-18 所示,同种介质中有两列简谐横波相向传播,实线表示的波沿x 轴正方向传播,虚线表示的波沿x轴负方向传播,在t=0 时刻,两列波已在0 x2m范围内相遇已知
20、波的频率为5Hz,两列波的振幅均为2cm,则下列说法正确的是_(双选,填正确答案标号)a 波的传播速度为40m/s;b在 t=0 时刻,x=4 处的质点向上运动 c 两列波相遇后,x=1m处质点的振幅为 4cm d 在 t=0.1s 时刻,x=-4m处的质点运动到 x=O处【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】11/21 29.(13北京)一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4m/s。某时刻波形如图-19 所示,下列说法正确的是()A.这列波的振幅为 4cm B.这列波的周期为 1sC.此时 x=4m处质点沿 y 轴负方向运动 D.此时 x=4m处质点的加速度为 030.(13
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