《热点专题高考三轮冲刺讲解专题十五机械振动与机械波.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热点专题高考三轮冲刺讲解专题十五机械振动与机械波.pptx（148页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1.简谐运动 2.简谐运动的公式和图象 3.单摆、周期公式 4.受迫振动和共振 5.机械波 6.横波和纵波 第1页/共148页7.横波的图象 8.波速、波长和频率(周期)的关系 9.波的干涉和衍射现象 10.多普勒效应 11.实验一：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度第2页/共148页1.理解简谐运动的概念以及简谐运动的特点.2.会应用简谐运动的公式和图象分析解决问题.3.了解单摆和单摆的周期公式.4.知道受迫振动和共振现象.5.了解机械波的形成及传播规律.6.掌握波长、频率和波速的关系及相关计算.第3页/共148页7.掌握波动图象，能读取图象信息，并归纳、讨论波的传播规律，会分析波动图象和
2、振动图象相结合的问题，波动图象是高考的重点和热点.8.了解波的干涉和衍射是波特有的现象，高考中常结合生活中的一些实例考查.9.了解多普勒效应.10.掌握探究单摆的运动及用单摆测定重力加速度的实验.第4页/共148页 用单摆测定当地重力加速度【典例1】(2011福建高考)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为_ cm.第5页/共148页(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_.(填选项前的字母)A.把单摆从平衡位置拉开30的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为C
3、.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小第6页/共148页【审题视角】解答本题时应把握以下两点：【关键点】(1)游标卡尺读数时应注意游标尺的零刻度线和边界线的区别.(2)测重力加速度应注意单摆的模型以及摆长和周期的测量.第7页/共148页【精讲精析】(1)根据游标卡尺读数公式:游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数可知摆球的直径为0.9 cm+70.01 cm=0.97 cm(2)要使摆球做简谐运动，摆角应小于10，应选择密度较大的摆球，阻力的影响较小，测得重力加速度误差较小，A、D错；摆球通过最低点100次，
4、完成50次全振动，周期是 B错；摆长应是L+，若用悬线的长度加直径，则由于摆长偏大,由g=知测出的重力加速度值偏大.C正确.答案：(1)0.97 (2)C第8页/共148页【命题人揭秘】本题重点考查了单摆的摆长和测定单摆周期的方法，然后利用g=求出当地的重力加速度,并讨论误差问题，其中数据处理是难点.用单摆测定当地重力加速度的实验数据的处理通常有两种方法:方法一:求平均值法.将测得的几次周期T和摆长l代入公式g=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.第9页/共148页方法二:图象法.由单摆的周期公式T=2 可得l=因此以摆长l为纵轴，以T2为横轴作出l-T2图象，
5、是一条过原点的直线，如图所示，求出斜率k，即可求出g值.g=42k，k=.第10页/共148页 简谐运动的多解问题【典例2】(2010全国卷)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=s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()，8 s第11页/共148页【审题视角】解答本题时应把握以下两点：【关键点】(1)明确弹簧振子的振动位置及振动方向，画出运动简图.(2)理解弹簧振子振动的周期性及对称性.第12页/共148页【精讲精析】设振幅A=0.1 m,振子m的振动周期为T.t=0时刻质点m位于C点,速度为0,如图1所示.
6、经t=T,m运动到D点,即位移x=0.1 m,又据题意知t=s,所以T=s;当t=4 s时,振子m又回到D点,m相对平衡位置O的位移为x=0.1 m,满足题设条件,因此选项A正确，选项B错误.设振幅A=0.2 m,t=0时刻振子m位于C点,速度为v0,方向沿x轴负方向,振子m的位移为x=-0.1 m,如图2所示.据图2知,振子m从CBCD,即位移x=0.1 m处历时为t=T,又据题意知t=s,所以T=s.当t=4 s时,m又回到D点,因此选项C正确.由振动图象可知振子从位移 振动到平衡位置用时 ,若t=0时,振子m的速度方向向右,第13页/共148页如图3所示,振子m从COD,即位移x=0.1
7、 m处,历时t=,又据题意知t=s,则T=8 s;当t=4 s时,振子又回到D点,即x=0.1 m.所以选项D正确.答案：A、C、D第14页/共148页【命题人揭秘】解决简谐运动的多解问题的基本方法(1)认真分析题意，画出振子运动的过程示意图，防止漏解.(2)做简谐运动的质点，做的是变加速运动，质点运动相同的路程所需的时间不一定相同，它是一个周期性的运动.若运动的时间是一个周期或半个周期的整数倍，则质点运动的路程就是惟一的.若不具备以上条件，质点运动的路程也是多解的.第15页/共148页 波速、波长和周期的关系【典例3】(2012安徽高考)一列简谐波沿x轴正方向传播，在t=0时波形如图所示，已
8、知波速为10 m/s.则t=0.1 s时正确的波形应是图中的()第16页/共148页第17页/共148页【审题视角】解答本题时可按以下思路分析：【精讲精析】由t=0时刻的波形图可知该列波的波长为4 m，所以波的传播周期为 ，所以t=T，由于波沿x轴正方向传播，所以从t=0时刻经过四分之一个周期后的波形应为选项C.答案：C第18页/共148页【命题人揭秘】波在传播过程中波长、波速、频率的决定关系(1)频率(f)由振源决定，与介质无关,且稳定不变.(2)波速(v)由介质决定.(3)波长()由介质和振源频率共同决定.第19页/共148页 波的多解问题【典例4】(2010福建高考)一列简谐横波在t=0
9、时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02 s时刻的波形如图中虚线所示.若该波的周期大于0.02 s，则该波的传播速度可能是()A.2 m/s B.3 m/s C.4 m/s D.5 m/s第20页/共148页【审题视角】解答本题时可按以下流程:【精讲精析】由于该波的周期大于0.02 s，则波沿传播方向传播的距离小于一个波长，即x8 cm.若波向右传播，则x=2 cm，若波向左传播，则x=6 cm，故选项B正确，A、C、D错误.答案：B第21页/共148页【命题人揭秘】解决波动图象中的多解问题的一般思路(1)首先分析出多解的原因.波动多解的主要原因有：波动图象的周期性,如由x=n+x，t=nT+
10、t，求v出现多解.波传播的双向性.(2)然后由=vT进行计算，若有限定条件，再进行讨论.第22页/共148页 振动图象与波动图象的综合应用【典例5】(2011重庆高考)介质中坐标原点O处的波源在t=0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图所示.下列能描述x0处质点振动的图象是()第23页/共148页第24页/共148页【审题视角】解答本题时应把握以下两点：【关键点】(1)根据波动图象确定质点的振动方向及波长.(2)明确波传播过程中空间上的重复性对应时间上的周期性.【精讲精析】从波形图可以看出，t0时刻传到L=3处，说明t0=3T.根据波的传播方向和质点的振动方向的
11、关系可知:t0时刻x0处的质点应向y轴负方向运动，在对应的振动图象中A、C选项可能正确.由波的图象可知x0处质点的起振方向沿y轴负方向，所以A错误，C正确.答案：C第25页/共148页【命题人揭秘】本题考查振动图象和波动图象结合的综合问题，难度较大，在分析时应注意理解波动图象是某一时刻一系列质点相对平衡位置的位移，而振动图象是某一质点位移随时间变化的规律.往往要从振动图象找到某一质点在波动图象中的那一时刻的振动方向，再确定它的其他情况.因此把振动图象和波动图象有机结合才能做出正确判断.第26页/共148页 波的干涉问题【典例6】(2011上海高考)两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其
12、中实线表示波峰，虚线表示波谷，则()A.在两波相遇的区域中会产生干涉B.在两波相遇的区域中不会产生干涉C.a点的振动始终加强D.a点的振动始终减弱第27页/共148页【审题视角】解答本题时应明确三点：【关键点】(1)明确干涉的条件是同频率的两列波叠加.(2)干涉图样的特点是振动加强区与减弱区有规律分布.(3)不满足相干的叠加,质点振动无规律.【精讲精析】由波形图知两列波的波长、频率不同，在相遇的区域不能形成稳定的干涉图样，B正确.答案：B第28页/共148页【命题人揭秘】要理解干涉现象，必须清楚形成稳定干涉图样的条件，只有频率相同、相位差恒定的两列波叠加才能形成稳定的干涉图样，干涉图样反映某一
13、时刻波的叠加情况.解答波的叠加问题要抓住两点:(1)振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱，且位移随时间周期性变化.(2)判断某点是加强点还是减弱点的方法是根据此点到两波源的距离差与波长的关系来确定.振动加强点满足x=k(k=0,1,2,3)，振动减弱点满足x=(2k+1)(k=0,1,2,3).第29页/共148页 波的传播规律综合问题【典例7】(2010浙江高考)在O点有一波源，t0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波.t1=4 s时，距离O点为3 m的A点第一次达到波峰；t2=7 s时，距离O点为4 m的B点第一次达到波谷.则以下说法正确的是()A.该横波的波长为2 mB.该横波的周
14、期为4 sC.该横波的波速为1 m/sD.距离O点为1 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末第30页/共148页【审题视角】解答本题时应明确以下三点：【关键点】(1)波是以振动的形式传播的.(2)在波的传播方向上各质点的起振方向及振动规律都相同.(3)根据波速公式分析求解.第31页/共148页【精讲精析】(1)波动规律与振动规律分析波是以振动的形式传播的，在波的传播方向上各质点的起振方向以及振动规律都相同.故距离O点为3 m的A点和距离O点为4 m的B点的起振方向与O点的起振方向相同，O点在t0时刻开始向上振动，当波传播到A点和B点时，A点和B点的振动方向向上.由于t1=4 s时，距离O
15、点为3 m的A点第一次达到波峰，所以波从O点传播到A点的时间加质点A振动周期的 等于4 s；同理，由于t2=7 s时，距离O点为4 m的B点第一次达到波谷，所以波从O点传播到B点的时间加质点B振动周期的 等于7 s.第32页/共148页(2)波速、波长和周期的求解设波速为v，周期为T，则由题意可得：联立两式代入数据解得：T=4 s，v=1 m/s所以波长=vT=4 m，因此选项A错误，选项B、C正确.第33页/共148页(3)距离O点为1 m的质点起振时刻的分析波传播到距离O点为1 m处的时间为：由于在波的传播方向上各质点的起振方向相同，所以距离O点为1 m 处的质点第一次开始向上振动的时刻为
16、1 s末，选项D错误.答案:B、C第34页/共148页【命题人揭秘】本题主要考查机械波的传播规律(1)波传播的是振动形式，各质点的起振方向与振源的起振方向一定是相同的，都做简谐运动.(2)波是匀速向前传播的，波的传播具有双向性和空间上的重复性.(3)当波源停止振动后，波能脱离波源而独立存在，且继续向前传播.解决此类问题时，首先应该从具体的情景中抽象出物理模型，然后再根据物理规律解决问题，使抽象问题具体化，使复杂问题简单化.第35页/共148页 波的干涉现象在实际生活中的应用【典例8】(2010海南高考)如图所示为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间
17、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.为了避免啸叫，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340 m/s，若报告人声音的频率为136 Hz，问讲台上这样的位置有多少个？第36页/共148页【审题视角】解答本题时应注意以下三点：【关键点】(1)理解波的干涉加强、减弱的条件.(2)根据干涉加强、减弱的条件分析求解.(3)明确A、B两点关于桌面中点的对称性.第37页/共148页【精讲精析】(1)分析干涉相消两个同样的波源发生干涉时，路程差决定振动加强还是振动减弱.如果路程差是波长的整数倍则振动加强，如
18、果路程差是半波长的奇数倍，则振动减弱.第38页/共148页(2)求解干涉相消位置由v=f得对应于声频f=136 Hz的声波的波长为：图中，O是AB的中点，P是OB上任一点，则：第39页/共148页式中k为整数，当k=0、2、4时，从两个喇叭传来的声波因干涉而加强；当k=1、3、5时，从两个喇叭传来的声波因干涉而相消.由此可知，O是干涉加强点；对于B点则有：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.答案:4第40页/共148页【阅卷人点拨】失失分分提提示示(1)(1)弄不清波的干涉加强、减弱的条件弄不清波的干涉加强、减弱的条件.(2)(2)不
19、不知知道道桌桌面面的的中中点点是是S S1 1和和S S2 2的的对对称称点点，因因而而不不能能列列出出桌桌面上不同点到面上不同点到S S1 1、S S2 2的距离之差的方程式的距离之差的方程式.(3)(3)不会运用对称性得出正确结论不会运用对称性得出正确结论.备备考考指指南南针对此类问题，在复习时注意以下三个方面针对此类问题，在复习时注意以下三个方面:(1)(1)在在复复习习波波的的传传播播规规律律时时应应注注重重对对传传播播规规律律的的理理解解和和应应用，对于波的干涉加强、减弱的条件必须加强记忆用，对于波的干涉加强、减弱的条件必须加强记忆.(2)(2)利利用用波波的的传传播播规规律律解解决
20、决实实际际问问题题时时，能能够够善善于于发发现现其其对称性，从对称点分析入手往往是解决问题的突破口对称性，从对称点分析入手往往是解决问题的突破口.(3)(3)波波传传播播规规律律的的应应用用以以及及波波的的多多解解问问题题是是复复习习的的重重点点内内容之一容之一.第41页/共148页 简谐运动的基本概念和规律高考指数:1.(2012北京高考)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关系的图像是()第42页/共148页【解题指南】本题需要把握以下两点：(1)简谐运动位移时间图像的特
21、点.(2)简谐运动加速度与位移的关系.【解析】选A.简谐运动加速度与位移的关系为 可见加速度与位移成正比，但是方向相反，因为经过四分之一周期，振子具有正方向的最大加速度，所以经过四分之一周期，就应该具有负方向最大位移，所以A正确.第43页/共148页2.(2012重庆高考)装有砂粒的试管竖直静浮于水面，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()第44页/共148页【解题指南】要把简谐运动的情景与图象对应起来.四个图象都是简谐运动，关键是要判断振动开始时位移是正、是负、还是零.
22、【解析】选D.试管的振动是简谐运动，试管静止不动时浮力等于重力，合外力等于零，因此，试管静止不动时的位置就是振动起来之后的平衡位置，因为开始振动时试管的位移方向向上，因此选项D正确.第45页/共148页3.(2011上海高考)两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速v1、v2(v1v2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2，则()A.f1f2,A1=A2 B.f1f2,A1=A2C.f1=f2,A1A2 D.f1=f2,A1A2【解析】选C.单摆做简谐运动，频率、周期取决于装置本身，振幅取决于能量.因两单摆相同，则固有频率、周期相同，而v1v2即Ek
23、1Ek2，所以A1A2，C正确.第46页/共148页4.(2011江苏高考)将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块.将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期.请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T.【解析】单摆周期公式为由力的平衡条件知道kl=mg联立解得T=2 .答案:2第47页/共148页5.(2012天津高考)沿x轴正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40 m/s,则t=s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
24、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第48页/共148页【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:【解析】选C、D.由t=0时刻的波形图可知，波长为4 m，所以该波的传播周期为T=0.1 s.因为波沿x轴正向传播，所以当 时，质点M位于x轴上方，且速度方向沿y轴的负方向，故选项A、B错误；此时质点加速度的方向与位移方向相反，与速度方向相同，选项C、D正确.第49页/共148页6.(2012浙江高考)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波.某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置.下列说法正确的是(
25、)A.a、b两点之间的距离为半个波长B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期C.b点完成全振动次数比a点多一次D.b点完成全振动次数比a点少一次第50页/共148页【解题指南】在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长.后一质点总是跟着前一质点振动.【解析】选D.在横波中，相邻两个波峰之间的距离为一个波长，选项A错误；相差一个波长的两质点的起振时刻刚好相差一个周期，选项B错误；前一质点总是带着后一质点振动，所以b点完成全振动的次数比a点少一次，选项D正确、C错误.第51页/共148页7.(2012四川高考)在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s，振幅为A
26、.M、N是平衡位置相距2 m的两个质点，如图所示.在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处.已知该波的周期大于1 s.则()A.该波的周期为 sB.在t=s时，N的速度一定为2 m/sC.从t=0到t=1 s，M向右移动了2 mD.从t=s到t=s，M的动能逐渐增大第52页/共148页【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：【解析】选D.由题意知(n+)=2，所以=.根据v=,T=，由题意T=1可知n=0，所以T=s,=m，A错误；当 时，质点N正处于平衡位置处，具有沿y轴负方向的一个最大速度，而质点并不随波迁移，所以B、C均错误;当 时，质点M正处于y轴正
27、方向的一个最大位移，此时速度为零，当 时，质点M又回到平衡位置处，具有最大的速度，所以在这个过程中，质点M的动能是逐渐增大的，D正确.故选D.第53页/共148页 波的传播规律高考指数:8.(2011海南高考)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轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5t)cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是()A.周期为4.0 s B.振幅为20 cmC.传播方向沿x轴正向 D.传播速度为10 m/s第54页/共148页【解析】选C、D.由图象可知振幅A=10 cm，=4 m，故B错误；故A错误；v=10 m/s，故D正确；由P点做简谐
28、运动的表达式可知，P点开始向上振动，所以简谐波沿x轴正向传播，故C正确.第55页/共148页9.(2011上海高考)关于波动，下列说法正确的是()A.各种波均会发生偏振现象B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C.声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D.已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警第56页/共148页【解析】选B、D.只有横波才能发生偏振现象，故A错误；用白光做单缝衍射与双缝干涉，都可以观察到彩色条纹，故B正确；声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警
29、，故D正确.第57页/共148页10.(2011天津高考)位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动.A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则()A.波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向B.此后的 周期内回复力对波源A一直做负功C.经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长D.在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零第58页/共148页【解析】选A、B、D.由A刚好完成一次全振动时的图线可知波源A的起振方向沿y轴负方向，A正确；此后 周期质点A将向y轴负方向运动，回复力做负功，B正确；质点不随波迁移，C错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期
30、内的冲量为零，D正确.第59页/共148页11.(2011北京高考)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A.它的振动速度等于波的传播速度B.它的振动方向一定垂直于波的传播方向C.它在一个周期内走过的路程等于一个波长D.它的振动频率等于波源的振动频率第60页/共148页【解析】选D.介质中某个振动质点做简谐运动，其速度按正弦(或余弦)规律变化，而在同一介质中波的传播速度是不变的，振动速度和波的传播速度是两个不同的速度，A错误；在横波中振动方向和波的传播方向垂直，在纵波中振动方向和波的传播方向在一条直线上，B错误；振动质点在一个周期内走过的路程为4个振幅，C错误；波在传播的过程中，
31、频率不变,为波源的频率，D正确.第61页/共148页12.(2011新课标全国卷)一振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是()A.振幅一定为AB.周期一定为TC.速度的最大值一定为vD.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E.若P点与波源距离s=vT，则质点P的位移与波源的相同第62页/共148页【解析】选A、B、E.由波的形成与传播可知，质点P做受迫振动时，振幅、周期与振源的情况完全相同，起振方向与振源的起
32、振方向相同.正确答案是A、B、E.第63页/共148页13.(2011四川高考)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 cmx3 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处第64页/共148页【解析】选B.由波动图象可知，质点Q在t=0时刻由平衡位置向上振动，所以当Q的状态传到P时，刚好经历 周期，如图所示，Q处于波谷位置，故B正确，C、D错误；此刻1 cmx3 cm范围内的质点均在x轴上面，其中1 cmx2 cm范围内质点向上运动，
33、2 cmx3 cm范围内质点向下运动，A错误.第65页/共148页14.(2011大纲版全国卷)一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2 m，振幅为A.当坐标为x=0处质元的位移为 且向y轴负方向运动时，坐标为x=0.4 m处质元的位移为 .当坐标为x=0.2 m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x=0.4 m处质元的位移和运动方向分别为()A.-A、沿y轴正方向 B.-A、沿y轴负方向C.-A、沿y轴正方向 D.-A、沿y轴负方向第66页/共148页【解析】选C.根据题意，此简谐横波必沿x轴正向传播，在同一坐标系中作出两状态的波形图分别如实线和虚线所示，C正确.第67页/共148页15.
34、(2010天津高考)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0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为()A.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第68页/共148页【解析】选D.振幅是振动质点偏离平衡位置的最大距离.由波动图象可以看出该波的振动质点偏离平衡位置的最大距离为0.5 m，即振幅A=0.5 m.由波动图象可知波长为4 m.波由M点再经0.6 s传至N点，说明波在0.6 s 内向前传播了6 m，所以由波的传播距离、波速和传播时间的关系可知波的传播速度为：又由波长、波速和周期
35、的关系可得此波的周期为:=0.4 s，则频率为f=2.5 Hz，故D正确，A、B、C错误.第69页/共148页16.(2010重庆高考)一列简谐波在某两时刻的波形如图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的()A.周期 B.波速 C.波长 D.频率【解析】选C.从波形图上可以读出波长是4 m，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,故A、B、D错误.第70页/共148页17.(2010安徽高考)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示.P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是()A.v
36、变小，a变大 B.v变小，a变小C.v变大，a变大 D.v变大，a变小第71页/共148页【解析】选D.由图象可知,波的传播方向是沿x轴正向的.由同侧原理可以知道，质点P的下一时刻的振动方向是沿y轴正向的，即靠近平衡位置，速度逐渐变大，加速度逐渐减小，所以D正确.第72页/共148页18.(2010全国卷)一简谐横波以4 m/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1 sB.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=s时速度为0D.x=0处的质点在t=s时速度值最大第73页/共148页【解析】选A、B.根据波的传播图象可知 =2 m，则=4
37、 m，由公式v=可得：周期T=1 s，故A正确；波沿x轴正方向传播，由图象可判断x=0处的质点在t=0时向y轴负方向运动，故B正确；在t=s时，即t=，x=0处的质点位于平衡位置下方且向下振动，速度不为0，也不是最大，故C、D错误.第74页/共148页19.(2010上海高考)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()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，光波波速很大第75页/共148页【解析】选C.障碍物与波长相差不多时，波的衍射现象最明显，对于一般的建筑物来说，它的尺寸与声波的波长接近，所以声波能绕过建筑物.
38、光波的波长远小于一般的建筑物的尺寸，很难发生明显的衍射现象，所以，光波不容易绕过它，故选项C正确，选项A、B、D错误.第76页/共148页20.(2010上海高考)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t10时和t20.5 s(T0.5 s)时的波形，能正确反映t3=7.5 s时波形的是图()第77页/共148页【解析】选D.因为t2T，可确定波在0.5 s的时间沿x轴正方向传播 ，即 T=0.5 s，所以T=2 s，t3=7.5 s=3 T，波峰沿x轴正方向传播3 ，利用去整留零可将波峰从 处平移到处，故D正确，A、B、C错误.第78页/共148页21.(2012江苏高考
39、)地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5 km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0 km/s的P波.一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3 min.假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2 s，求震源与监测点之间的距离x和S波的波长.第79页/共148页【解析】设P波的传播时间为t，则x=vPt,x=vS(t+t)解得代入数据得x=1 260 km由=vST，解得=4.2 km答案：1 260 km 4.2 km第80页/共148页22.(2012山东高考)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x=2
40、 m、x=4 m 处.从t=0时刻开始计时，当t=15 s时质点Q刚好第4次到达波峰.(1)求波速.(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程).第81页/共148页【解析】(1)设简谐横波的波速为v，波长为，周期为T，由图像知，=4 m.由题意知t=3T+T v=联立式，代入数据得v=1 m/s.(2)质点P做简谐运动的表达式为答案:第82页/共148页 振动图象与波动图象的综合应用高考指数:23.(2012大纲版全国卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t=0时刻的波形图，图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的振动图象.由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是()第83页/共148
41、页【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：第84页/共148页【解析】选B、D.设质点P、Q的振动图象分别如图乙、丙所示，则t=0时，P在波峰，Q在-0.05 m处且向下振动，两质点在波形图中的位置关系如图所示，该波长为2 m，四分之一波长为0.5 m，如果P在Q前面，两平衡位置距离为(1+0.5)m=m，如果P在Q后面，两平衡位置距离为(0.5+0.5)m=m，故选项B、D正确，A、C错误.第85页/共148页24.(2012福建高考)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图象如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是()A.沿x轴负方向,60
42、 m/s B.沿x轴正方向,60 m/sC.沿x轴负方向,30 m/s D.沿x轴正方向,30 m/s第86页/共148页【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：【解析】选A.由图甲知此时质点P向下振动，据同侧法可知该波沿x轴负方向传播，B、D错.由图甲知波长=24 m，由图乙知周期T=0.4 s，因此波速v=60 m/s，A对、C错.第87页/共148页25.(2010上海高考)利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示，则()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第8
43、8页/共148页【解析】选D.波绕过障碍物的现象叫做波的衍射现象，波的干涉现象是波的叠加产生的，干涉图样的特点是振动加强区与减弱区有规律分布，因此图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象，故A、B、C错误，D正确.第89页/共148页26.(2010北京高考)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 周期开始计时，则图2描述的是()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处质点的振动图象第90页/共148页【解析】选B.波向右传播，可以确定经过 周期后，b质点处于平衡位置且向下
44、运动，从此时开始计时，b质点的振动图象如题图2所示，故B项正确.第91页/共148页27.(2010四川高考)一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45 m，如图是A处质点的振动图象.当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是()第92页/共148页【解析】选A.横波是由A向B传播的，而且在A到达波峰的时刻，B处于平衡位置向上运动，则:A、B相距所以根据当n=0时v=4.5 m/s，当n=1时v=0.9 m/s，当n=2时v=0.5 m/s等，正确答案为A.第93页/共148页28.(2012新课标全国卷)一简谐横波沿x轴正向传播，t=0
45、时刻的波形如图甲所示，x=0.30 m处的质点的振动图线如图乙所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_(选填“正向”或“负向”).已知该波的波长大于0.30 m,则该波的波长为_m.第94页/共148页【解析】由振动图象即可判断，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正方向.根据振动方程y=Asint，即所以 再由t=0时刻的波形图甲及波的传播方向和该波的波长大于0.30 m 等条件即可得出，对应t时间内波传播的距离满足0.30 m=,所以=0.8 m.答案:正向 0.8第95页/共148页29.(2011山东高考)如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t1=0时的波形图，此时P质点向y轴负方向
46、运动，虚线为t2=0.01 s时的波形图.已知周期T0.01 s.(1)波沿x轴_(填“正”或“负”)方向传播.(2)求波速.第96页/共148页【解题指南】求波速的两种方法:(1)方法一:根据波速的定义式v=求解.(2)方法二:根据v=求解.第97页/共148页【解析】(1)t1=0时，P质点向y轴负方向运动，由波的形成与传播知识可以判断波沿x轴正方向传播.(2)由题图知=8 m,t2-t1=T v=联立式代入数据求得v=100 m/s答案:(1)正 (2)100 m/s第98页/共148页30.(2010山东高考)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位.已知某超声波频率为1.0105 Hz，
47、某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示.(1)从该时刻开始计时，画出x=7.510-3 m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期).(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动).第99页/共148页【解析】(1)超声波传播的周期为：由波动图象可知，x=7.510-3 m处的质点该时刻正处于负的最大位移处，此后该质点将向正方向振动，振动图象如图所示.第100页/共148页(2)由波形图可知波长=1510-3m，由波速公式得v=f 鱼群与渔船的距离为x=vt 联立式代入数据解得：x=3 000 m答案:(1)见解析 (2)3 000
48、m第101页/共148页 波的叠加高考指数:31.(2011上海高考)两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v=0.4 m/s，两波源分别位于A、B处，t=0时的波形如图所示.当t=2.5 s时，M点的位移为_cm，N点的位移为_cm.第102页/共148页【解析】由波的图象知:A=0.2 m，B=0.4 m,则TA=s,TB=1 s，t=2.5 s时两列波分别沿传播方向传播了x=vt=1 m，画出此时的波形图，可知两波叠加后M点的位移为2 cm，N点的位移为0.答案:2 0第103页/共148页32.(2010新课标全国卷)波源S1和S2振动方向相同，频率均为4 Hz，分别置于均匀介质中x轴上的
49、O、A两点处，OA=2 m，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.已知两波源振动的初始相位相同.求：(1)简谐横波的波长；(2)OA间合振动振幅最小的点的位置.第104页/共148页【解析】(1)设简谐横波波长为，频率为f，由v=f得：(2)以O为坐标原点，设P为OA间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差l=x-(2-x)，0 x2.其中x、l以m为单位.合振动振幅最小的点的位置满足l=(k+)，k为整数，所以x=k+由0 x2可知：故k-2、-1、0、1.解得OA间合振动振幅最小点的位置坐标为0.25 m，0.75 m，1.25 m，1.75 m.答案:见
50、解析第105页/共148页 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度高考指数:33.(2012天津高考)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素.(1)他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示.这样做的目的是_.(填字母代号)第106页/共148页A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量得更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.999 0 m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为_mm,单摆摆长为_m