【物理】2019届一轮复习人教版 振动和波 学案

【物理】2019届一轮复习人教版 振动和波 学案

‎ 振动和波 ‎【母题来源一】 2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）‎ ‎【母题原题】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。己知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．波速为0.40 m/s B．波长为0.08 m C．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 E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m ‎【答案】 ACE ‎【母题来源二】 2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【母题原题】一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求 ‎（i）波速及波的传播方向；‎ ‎（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。‎ ‎【答案】 （1）波沿负方向传播； （2）xQ=9 cm ‎【命题意图】通过两种不同的图象呈现题设信息，考查了考生的读图、识图能力，对简谐运动与波动图象的基本知识的理解能力和综合分析能力。‎ ‎【考试方向】 高考对机械振动和机械波的考查重点在于波的传播规律、波动图象、振动图象的转换等方面，‎ 主要题型为选择题、填空题为主。物理图象是一种非常形象的信息呈现方式，能够很好地反映各物理量之间的关系，将振动图象与波动图象结合命题，可以全面考查波动理论，是高考考查热点。‎ ‎【得分要点】‎ 应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播和图象这条主线，强化训练、提高对典型问题的分析能力.‎ ‎1.带动法判断质点振动的方向：波的形成和传播过程中，前一质点的振动带动后一相邻质点的振动，后一质点重复前一质点的振动形式。只要知道某点振动方向或波的传播方向，再通过比较某质点的位移与它相邻质点的位移，即可判断波的传播方向或确定该质点的振动方向。‎ ‎2.振动图象与波动图象的区别与联系：‎ ‎（1）振动图象描述的是某一质点在不同时刻的振动情况，图象上任意两点表示同一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移；波的图象描述的是波在传播方向上无数质点在某一时刻的振动情况，图象上任意两点表示不同的两个质点在同一时刻偏离平衡位置的位移。‎ ‎（2）振动图象随时间的延续将向着横坐标箭头方向延伸，原图象形状不变；波的图象随着时间的延续，原图象的形状将沿横坐标方向整个儿地平移，而不是原图象的延伸。‎ ‎（3）在不同时刻波的图象是不同的；对于不同的质点振动图象是不同的。‎ ‎（4）从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。‎ ‎【母题1】图甲为一列简谐横波在t = 4s时的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa= 3m和xb= 9m，图乙为质点b的振动图象，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 该波沿+x方向传播，波速为1.5m/s B. 质点a与质点b离开平衡位置的位移大小总是相等 C. 从t = 4s到t = 8s，质点a通过的路程为0.5m D. t = 4s时，质点a正在向y轴负方向运动 E. 质点b做简谐运动的位移表达式为m ‎【答案】 ABE ‎【母题2】从两个波源发出的两列振幅均为A、频率均为4Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达B、E点，如图中实线、虚线所示。两列波的波速均为10m/s，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 质点P此时在向左运动 B. 此时质点P、O横坐标的差为 C. 质点P、O开始振动的时刻之差为 D. 再经过1/4个周期时，D质点纵坐标为2A E. 同时有两列波经过C质点时，C保持静止 ‎【答案】 BCE ‎【母题3】波速均为v=2m/s的甲乙两列简谐横波，甲沿x轴负方向传播，乙沿x轴正方向传播，某时刻波的图象分别如图甲、乙所示，其中P、Q处的质点均处于波峰，关于这两列波，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A.甲波中的M处质点比P处质点先回到平衡位置 B.从图示的时刻开始，P处质点与Q处质点同时回到平衡位置 C从图示的时刻开始，经过1.0s，P质点沿x轴负方向通过的位移为2m D.从图示的时刻开始，经过1.0s，M质点沿通过的路程为20cm E.如果这两列波相遇不可能形成稳定的干涉图样 ‎【答案】 ADE ‎【母题4】一列简谐横波，在t=4.0s时的波形如图甲所示，图乙是这列波中质点P的振动图像，那么关于该波的传播，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. v=0.25m/s，向左传播 B. v=0.50m/s，向右传播 C. 从t=0到t=4.0s的过程，质点P向前迁移了1.0m D. 从t=0到t=4.0s的过程，波向前传播了1.0m E. 从t=0到t=4.0s的过程，质点P通过的路程是0.16m ‎【答案】 ADE ‎【解析】A. 由图可知，周期T=2s，波长=0.5m，波速；在t=4.0s时质点P从平衡位置向上振动，该波向左传播。故A正确，B错误；‎ B．质点只在平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，故C错误；‎ D．从t=0到t=4.0s的过程，波向前传播的距离x=vt=0.25×4.0m=1.0m，故D正确；‎ E．从t=0到t=4.0s内，质点P完成了n=t/T=4.0/2=2个全振动，质点P通过的路程s=8A=0.16m，故E正确。‎ 故选：ADE。‎ ‎【结束】32．一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时的波形如图所示，质点A与质点B相距1m，A点速度沿y轴正方向；t＝0.02s时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 此波沿x轴负方向传播 B. 此波的传播速度为25m/s C. 从t＝0时起，经过0.04s，质点A沿波传播方向迁移了1m D. 在t＝0.04s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向 E. 能与该波发生干涉的横波的频率一定为25Hz ‎【答案】 ABD ‎【母题5】一列简谐横波沿x轴传播，t=0.1s时波形图如图中实线所示，波刚好传到c点；t=0.4s时波形如图中虚线所示，波刚好传到e点。a、b、c、d、e是同一介质中的质点，下 列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 该波的波速为10m/s B. t=0.2s时质点b和质点c的位移相等 C. 质点d在0.1～0.4s时间内通过的路程为40cm D. 时质点a运动到平衡位置 E. 这列简谐横波遇到频率为2Hz的另一列简谐横波时会发生干涉现象 ‎【答案】 ACD ‎【母题6】一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示， P、Q、M为该横波上的三个质点，各自的横坐标位置分别为6m、10m、 15m从该时刻开始计时，波上M质点的提动图象如图乙所示，则下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A.该波波速是25m/s，传播方向沿x负方向 B.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为2.5Hz C.若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m大很多 D.从该时刻起，再经过0.4s质点Q通过的路程为4m E.从该时刻起，质点Q将比质点P先回到平衡位置 ‎【答案】 ADE ‎【母题7】下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．做简谐振动的物体，经过同一位置时，加速度可能不同 B．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率 C．在波的传播方向上两相邻的相对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长 D．如果质点所受力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比，且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐振动 ‎ E．向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流速度，这种方法俗称“彩超”‎ ‎【答案】 BCE ‎【母题8】一列横波的波源在坐标原点O处，经过0．6s振动从O处向右传播30cm，如图所示。P点到O点的距离是90cm。求：‎ ‎①求这列波的波长与周期，‎ ‎②从此时可开始计时，经多长时间质点P第二次到达波峰?‎ ‎【答案】 ①0.2m；0.4s②1.7s ‎【解析】①由图可得，根据得，T=0.4s ‎②波速 波从A传到P处： ‎ 再经，第二次到达波峰，则 ‎【母题9】如图所示，a、b、c、d是均匀介质中x轴上的四个质点。相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时质点a第一次到达最高点，此时位移为2cm。求 ‎①从0时刻开始到质点d第一次到达最高点所需时间及此过程中质点b通过的路程；‎ ‎②质点d第一次到达最高点时质点b的位移。‎ ‎【答案】 （1）8s 16cm（2）见解析；‎ ‎【母题10】一列简谐横波沿x轴正方向传播，M、N是波传播方向上的两个质点，其横坐标分别为xM =1 m，xN =4.5 m。以质点N开始振动的时刻为计时起点，质点M的振动图象如图。已知该简谐横波的波长λ ‎ ‎> 2 m，简谐运动的表达可写成y = A sin（ωt + φ），求：‎ ‎（i）质点M做简谐运动的表达式中的A、ω和φ；‎ ‎（ii）该简谐横波的可能传播速度。‎ ‎【答案】 （i）（ii）‎