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第第頁(yè)高考物理總復(fù)習(xí)《機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波》專項(xiàng)測(cè)試卷含答案學(xué)校:___________班級(jí):___________姓名:___________考號(hào):___________題型一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征【典例分析1】(山東濰坊·高三山東省昌樂第一中學(xué)校考期中)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置,當(dāng)它經(jīng)過點(diǎn)O時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過0.3s,第一次到達(dá)點(diǎn)M,再經(jīng)過0.2s第二次到達(dá)點(diǎn)M,則彈簧振子的周期可能為(
)【典例分析2】.(湖北·高三校聯(lián)考期中)如圖所示,光滑斜面與水平面的夾角為,斜面上質(zhì)量為物塊A被平行于斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于點(diǎn),彈簧的勁度系數(shù)為,重力加速度為。現(xiàn)將A沿斜面向上推動(dòng)至彈簧壓縮量為處的點(diǎn)無(wú)初速度釋放,為關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)。關(guān)于物體A后續(xù)的運(yùn)動(dòng)過程,下列說法正確的是()A.物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振幅為B.物體A在點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大C.物體A速度的最大值為D.物塊在和點(diǎn)時(shí),由物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的勢(shì)能相等【方法提煉】1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的五大特征受力特征回復(fù)力F=-kx,F(xiàn)(或a)的大小與x的大小成正比,方向相反運(yùn)動(dòng)特征靠近平衡位置時(shí),a、F、x都減小,v增大;遠(yuǎn)離平衡位置時(shí),a、F、x都增大,v減小能量特征振幅越大,能量越大.在運(yùn)動(dòng)過程中,系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒周期性特征質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度和速度隨時(shí)間做周期性變化,變化周期就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T;動(dòng)能和勢(shì)能也隨時(shí)間做周期性變化,其變化周期為eq\f(T,2)對(duì)稱性特征關(guān)于平衡位置O對(duì)稱的兩點(diǎn),速度的大小、動(dòng)能、勢(shì)能相等,相對(duì)平衡位置的位移大小相等;由對(duì)稱點(diǎn)到平衡位置O用時(shí)相等2.對(duì)共振的理解(1)共振曲線:如圖所示,橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力頻率f,縱坐標(biāo)為振幅A.它直觀地反映了驅(qū)動(dòng)力頻率對(duì)某振動(dòng)系統(tǒng)受迫振動(dòng)振幅的影響,由圖可知,f與f0越接近,振幅A越大;當(dāng)f=f0時(shí),振幅A最大.(2)受迫振動(dòng)中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化:受迫振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,系統(tǒng)與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換.【變式演練】1.(山東泰安·高三??计谥校┬∏蜃龊?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),若從平衡位置O開始計(jì)時(shí),經(jīng)過0.5s,小球第一次經(jīng)過P點(diǎn),又經(jīng)過0.2s,小球第二次經(jīng)過P點(diǎn),則再過多長(zhǎng)時(shí)間該小球第三次經(jīng)過P點(diǎn)()A.0.6s B.2.4s C.0.8s D.2.1s2.(江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端連接在固定擋板上,另一端與帶正電的物塊連接,水平面光滑,空間存在方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),O為彈簧原長(zhǎng)時(shí)物塊所在位置?,F(xiàn)將物塊拉至A處由靜止釋放,物塊向右運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)榱恪t物塊在從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,其速度v隨時(shí)間t,加速度a的大小、動(dòng)能、電勢(shì)能隨位移x變化關(guān)系圖像可能正確的是(
)A. B.C. D.3.(廣東佛山·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))如圖a所示,下端附有重物的粗細(xì)均勻木棒浮在水中,已知水的密度為ρ,木棒的橫截面積為S,重力加速度大小為g,將木棒向下按壓一段距離后釋放,木棒所受的浮力F隨時(shí)間周期性變化,如圖b所示,下列說法正確的是()
A.木棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),重力充當(dāng)回復(fù)力B.0~0.25s內(nèi)木棒的加速度逐漸減小C.木棒和重物的重力之和等于D.木棒所受合外力與偏離初始位置的距離成正比題型二波的形成、傳播與圖象【典例分析】(山東泰安·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正方向傳播,O和A是介質(zhì)中平衡位置分別為和處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),且兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況始終相反。從t=0時(shí)開始,質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)圖像如圖所示。下列說法正確的是()A.該波的波長(zhǎng)可能為0.6m B.該波的周期一定為6sC.該波的波速可能為m/ D.質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)方程為(m)【典例分析2】(河南·高三校聯(lián)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,波源在處。P是x軸上坐標(biāo)為處的點(diǎn),當(dāng)波傳到P點(diǎn)時(shí)記為0時(shí)刻,P點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示。已知該波的傳播速度為,則下列說法正確的是(
)A.波源起振方向?yàn)閥軸正方向B.時(shí)波源振動(dòng)的速度最大C.當(dāng)P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程時(shí),波源振動(dòng)的速度最大D.P點(diǎn)與距波源處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向總是一致【典例分析3】(江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻波形圖如圖中的實(shí)線所示,此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn),t=0.6s時(shí)刻,這列波剛好傳到Q點(diǎn),波形如圖中的虛線所示,a、b、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)。(1)求波速;(2)波谷到達(dá)Q的時(shí)刻;(3)求a點(diǎn)第N次經(jīng)過平衡位置所經(jīng)歷的時(shí)間?!痉椒ㄌ釤挕?.機(jī)械波的傳播特點(diǎn)(1)波傳到任意一點(diǎn),該點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方向相同.(2)介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng),因此,任一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率和周期都和波源的振動(dòng)頻率和周期相同.(3)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),由于介質(zhì)的情況不同,它的波長(zhǎng)和波速可能改變,但頻率和周期都不會(huì)改變.(4)波經(jīng)過一個(gè)周期T完成一次全振動(dòng),波恰好向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離,所以v=eq\f(λ,T)=λf.2.波的圖象特點(diǎn)(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ)時(shí),波形不變.(2)在波的傳播方向上,當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為nλ(n=1,2,3…)時(shí),它們的振動(dòng)步調(diào)總相同;當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n+1)eq\f(λ,2)(n=0,1,2,3…)時(shí),它們的振動(dòng)步調(diào)總相反.(3)波源的起振方向決定了它后面的質(zhì)點(diǎn)的起振方向,各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同.【變式演練】1.(天津和平·高三天津市第二南開中學(xué)??茧A段練習(xí))如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,從波傳播到處的P點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)質(zhì)元P第一次到達(dá)波谷,下面說法中正確的是()A.這列波的傳播速度大小為2m/sB.當(dāng)時(shí)質(zhì)元a速度沿y軸負(fù)方向C.處的質(zhì)元Q在時(shí)處于波峰位置D.從計(jì)時(shí)開始,經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)元b通過的路程等于10cm2.(多選)(廣西柳州·高三柳州高級(jí)中學(xué)??茧A段練習(xí))一列橫波沿直線向右傳播,直線上有間距均為L(zhǎng)的9個(gè)質(zhì)點(diǎn),如圖(a)所示。t=0時(shí)橫波到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1,質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間第二次出現(xiàn)如圖(b)所示的波形。則該波的()A.周期為,波長(zhǎng)為8L B.周期為,波長(zhǎng)為8LC.周期為,波速為 D.周期為,波速為3.(江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中)如圖甲所示,介質(zhì)中振源O的振動(dòng)圖象如圖乙所示,與O點(diǎn)在同一直線上有P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),P質(zhì)點(diǎn)距離O點(diǎn),Q質(zhì)點(diǎn)距O點(diǎn),振源振動(dòng)所形成的機(jī)械波在傳播過程中兩相鄰波谷之間的距離為。求:(1)①該波傳播的速度v;②從振源振動(dòng)開始計(jì)時(shí),P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷時(shí)所需要的時(shí)間t;(2)①振源振動(dòng)方程;②P質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)Q質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的路程s。4.(河北邯鄲·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿軸正方向傳播,波長(zhǎng)不小于。A和B是介質(zhì)中平衡位置分別位于和處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖中虛線和實(shí)線所示。求:(1)質(zhì)點(diǎn)A的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式;(2)該簡(jiǎn)諧波的波速大小和波長(zhǎng)。5.(四川成都·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖如圖所示,此時(shí)振動(dòng)形式剛傳到M點(diǎn),已知該波沿x軸正方向傳播,在時(shí),質(zhì)點(diǎn)M剛好第二次出現(xiàn)波谷,求:(1)此波的周期T和波速v;(2)質(zhì)點(diǎn)N第二次到波峰的時(shí)間t;(3)前10s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)的路程s。6.(山東·高三校聯(lián)考階段練習(xí))兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播,兩波源分別位于和處,兩列波的波速均為。時(shí)刻兩列波的圖像如圖所示,此刻平衡位置在和的M、N兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)。(1)寫出處波源的振動(dòng)方程;(2)求0~5s質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程s。7.(江蘇鹽城·高三江蘇省射陽(yáng)中學(xué)校考期中)列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示,介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)處于平衡位置正沿y軸負(fù)方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),且到達(dá)波谷的最短時(shí)間則:(1)由圖確定這列波的波長(zhǎng)λ與波的傳播方向;(2)寫出質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程表達(dá)式(注明單位);(3)x=4m處質(zhì)點(diǎn)Q下一次到達(dá)正向最大加速度位置的時(shí)間。
8.(黑龍江哈爾濱·高三哈九中校考期中)一簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)的波形如圖中的實(shí)線所示,時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示,P是平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)。(1)若該波沿x軸正方向傳播,求該波可能的波速。(2)若該波的波速大小,求質(zhì)點(diǎn)P在0~4s內(nèi)通過的路程。題型三振動(dòng)與波兩種圖象綜合問題【典例分析】(四川涼山·高三寧南中學(xué)校聯(lián)考期中)圖甲是一列沿x軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖,a是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn),b是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn),c是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)圖像。求:(1)該波的振幅,波速和傳播方向;(2)從時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)波谷位置所經(jīng)過的時(shí)間;(3)寫出b質(zhì)點(diǎn)從時(shí)刻起的振動(dòng)方程。【典例分析2】(湖北·高三校聯(lián)考期中)圖甲為一列沿軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)的波形圖,是這列波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示.下列說法正確的是()A.這列波沿軸負(fù)方向傳播B.這列波的波長(zhǎng)C.這列波的傳播速度D.在到內(nèi),質(zhì)點(diǎn)通過的路程是【方法提煉】(1)振動(dòng)與波兩種圖象綜合問題的處理思路①定位:依據(jù)已知條件明確波的圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,依據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象找出該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移及振動(dòng)方向。再根據(jù)此位移及振動(dòng)方向,在波的圖象中找出該質(zhì)點(diǎn),則所有問題將解決。②定時(shí):依據(jù)已知條件找到波的圖象中對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn),讀出該質(zhì)點(diǎn)的位移并判斷其振動(dòng)方向,依據(jù)位移在振動(dòng)圖象中確定該質(zhì)點(diǎn)處在此位移對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。(2)巧解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合問題的基本方法求解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法:【變式演練】1.(重慶沙坪壩·高三重慶市第七中學(xué)校??计谥校┮涣泻?jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸方向傳播,在時(shí)刻的波形如圖甲所示,圖乙為質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)頻率為2HzB.該波沿x軸負(fù)方向傳播C.該波傳播的速度大小為0.5m/sD.在1s~3.5s時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)N的路程為30cm2.(北京豐臺(tái)·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖甲所示。介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A.波沿x軸負(fù)方向傳播B.波的傳播速度的大小為0.5m/sC.t=1.0s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的速度沿y軸的負(fù)方向D.從t=0.5s到t=2.0s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為3m3.(浙江·高三校聯(lián)考期中)一列簡(jiǎn)諧波沿直線傳播,先后經(jīng)過a、b兩點(diǎn),a、b兩點(diǎn)間距為1m,如圖甲為a點(diǎn)振動(dòng)圖象,如圖乙為b點(diǎn)振動(dòng)圖象。下列說法正確的是(
)A.波長(zhǎng)可能為4mB.波的速度可能為0.25m/sC.波源的振動(dòng)頻率是4HZD.t=1s時(shí),a點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)4.(重慶沙坪壩·高三重慶南開中學(xué)??计谥校┠硻C(jī)械波在某時(shí)刻時(shí)的波動(dòng)圖像如圖甲所示,圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像,求:(1)該波的振幅、周期、傳播速度的大?。唬?)時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的位移和路程。題型四波的特有現(xiàn)象和電磁波【典例分析1】(山東濰坊·高三山東省昌樂第一中學(xué)??计谥校┪挥诘牟ㄔ磒從時(shí)刻開始振動(dòng),形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正負(fù)方向傳播,在時(shí)波源停止振動(dòng),時(shí)的部分波形如圖所示,其中質(zhì)點(diǎn)a的平衡位置,質(zhì)點(diǎn)b的平衡位置。下列說法正確的是()A.沿x軸正負(fù)方向傳播的波發(fā)生干涉B.時(shí),波源的位移為負(fù)C.時(shí),質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向振動(dòng)D.在0到2s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)總路程是2.55m【典例分析2】(江蘇鹽城·高三江蘇省射陽(yáng)中學(xué)??计谥校┠惩瑢W(xué)觀察到波長(zhǎng)不同的水波通過三個(gè)寬度相同的狹縫時(shí)的現(xiàn)象,在甲、乙、丙三幅照片中,波長(zhǎng)分別是狹縫寬度的如下圖所示,下列說法正確的是()
A.水波通過狹縫后波長(zhǎng)變短B.這是水波的衍射現(xiàn)象,有些波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象C.此現(xiàn)象可以說明,波長(zhǎng)一定,縫越窄衍射現(xiàn)象越明顯D.此現(xiàn)象可以說明,縫寬一定,波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射現(xiàn)象越明顯【典例分析3】(湖北·高三校聯(lián)考期中)關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波,下列說法正確的是()A.一個(gè)振動(dòng),如果回復(fù)力與偏離平衡位置的位移的平方成正比而且方向與位移相反,就能判定它是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí),如果驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最小C.游泳時(shí)耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的,說明機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率并不改變D.多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用,例如:交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時(shí)測(cè)量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度【方法提煉】1.機(jī)械波和光波都能發(fā)生干涉、衍射、多普勒效應(yīng)等波特有的現(xiàn)象,偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象。要觀察到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象和明顯的衍射現(xiàn)象需要一定的條件。(1)干涉條件:頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同。(2)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多,或者比波長(zhǎng)更小。2.機(jī)械波的干涉圖樣中,波峰和波峰相遇的點(diǎn)、波谷和波谷相遇的點(diǎn)及其連線上的所有點(diǎn)都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn);波峰和波谷相遇的點(diǎn)及其連線上的所有點(diǎn)都是振動(dòng)減弱點(diǎn)。振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)有時(shí)位移也為零,只是振幅為兩列波的振幅之和,振動(dòng)更加劇烈。3.光的干涉(1)光的雙縫干涉①條紋間隔均勻,亮度均勻,中央為亮條紋。②條紋間距Δx=eq\f(l,d)λ,l、d相同時(shí),Δx∝λ,例如,其他條件相同,雙縫干涉時(shí)可見光中的紅光條紋間距最大,紫光最小。③如用白光做實(shí)驗(yàn),中央為白色亮條紋,兩邊為彩色條紋。(2)光的干涉現(xiàn)象:薄膜干涉(油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán))。4.光的衍射(1)光的單縫衍射①條紋寬度和間隔不均勻,亮度不均勻,中央亮條紋最寬最亮。②單縫衍射裝置等其他條件相同時(shí),可見光中紅光的中央亮條紋最寬,紫光最窄。③如用白光做實(shí)驗(yàn),中央為白色亮條紋,兩邊為彩色條紋。(2)光的衍射現(xiàn)象:圓孔衍射、泊松亮斑。5.多普勒效應(yīng):當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí),觀察者接收到的頻率變大;當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí),觀察者接收到的頻率變小。6.電磁波的特點(diǎn)(1)是橫波。(2)傳播不需要介質(zhì)。(3)在真空中傳播速度等于光速?!咀兪窖菥殹?.(四川涼山·高三寧南中學(xué)校聯(lián)考期中)位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速,已知t=0時(shí)刻,波剛好傳播到x=4m處,如圖所示,在處有一接收器(圖中未畫出),則下列說法正確的是()A.波源剛開始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸正方向B.接收器在t=3s時(shí)才能接收到此波C.如果此波傳播過程中與另一列同類波相遇并發(fā)生干涉,則另一列波的頻率為f=2.5HzD.若波源向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)多普勒效應(yīng)知,接收器接收到的頻率可能為3Hz2.(湖北武漢·高三武漢市常青第一中學(xué)校聯(lián)考期中)波源S1和S2振動(dòng)方向相同,頻率均為4Hz,分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的兩點(diǎn)處,,如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿軸相向傳播,波速為。已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同。則間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置個(gè)數(shù)為()A.3個(gè) B.4個(gè) C.5個(gè) D.6個(gè)3.(江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中)向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波,超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收,測(cè)出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度,以下現(xiàn)象中物理原理與之相同的是(
)A.水面上的油膜在陽(yáng)光下會(huì)呈現(xiàn)彩色花紋B.洗衣機(jī)切斷電源后會(huì)經(jīng)歷一個(gè)劇烈振動(dòng)階段C.戴上特制的眼鏡觀看3D電影產(chǎn)生立體視覺D.在站臺(tái)上聽駛來(lái)的火車汽笛聲,感覺音調(diào)變高4.(安徽·高三校聯(lián)考期中)如圖所示為一種消音手槍的原理示意圖。聲音由A槍管輸入,經(jīng)過空氣腔室M,由B槍管輸出。頻率為f的聲音從聲源傳到空氣腔室左側(cè)的C面時(shí),恰好與右側(cè)D面反射回來(lái)的同頻率的聲波相消,外界幾乎聽不到槍響。已知聲波在空氣腔室中傳播的速度為v。下列說法正確的是()A.該消音器是利用波的干涉原理設(shè)計(jì)的B.相消位置為兩列波振動(dòng)的加強(qiáng)區(qū)C.當(dāng)空氣氣腔室最小長(zhǎng)度時(shí),外界幾乎聽不見槍響D.當(dāng)空氣氣腔室最小長(zhǎng)度時(shí),外界幾乎聽不見槍響5.(山東青島·高三統(tǒng)考期中)如圖,沿水平方向的長(zhǎng)繩上存在兩個(gè)振動(dòng)周期相同的波源A、B,波源A向下起振,波源B向上起振,繩上的O點(diǎn)位于AB之間。若只有波源A振動(dòng),測(cè)得A起振16s后O處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰;若只有B振動(dòng),測(cè)得B起振8s后O處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰。已知OA=100m,OB=60m。(1)求該介質(zhì)中波沿水平方向傳播的周期T;(2)若兩波源同時(shí)開始振動(dòng),請(qǐng)判斷O點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)還是振動(dòng)減弱點(diǎn)。6.(江蘇蘇州·高三蘇州中學(xué)??计谥校┤鐖D所示,在均勻介質(zhì)中,位于和處的兩波源和沿y軸方向不斷振動(dòng),在x軸上形成兩列振幅均為、波速均為的相向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,時(shí)刻的波形如圖。(1)求波源振動(dòng)的周期;(2)求內(nèi),處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程;(3)形成穩(wěn)定干涉圖樣后,求x軸上兩波源間(不含波源)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的個(gè)數(shù),并寫出兩波源間(不含波源)所有振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的橫坐標(biāo)。題型四電磁波1.(山東濟(jì)寧·高三校聯(lián)考期中)我國(guó)的高鐵技術(shù)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、5G通信技術(shù),目前處于世界領(lǐng)先水平。今年9月份華為發(fā)布的新型手機(jī)更是能夠輕松實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星電話通訊,此功能甚至強(qiáng)于美國(guó)馬斯克的龐大“星鏈”。高鐵將擁有基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、5G通信技術(shù)的空天地一體化的“超級(jí)大腦”。與4G通信技術(shù)相比,5G通信技術(shù)使用的電磁波頻率更高,具有“更高網(wǎng)速、低延時(shí)、低功率海量連接”等特點(diǎn)。根據(jù)上述信息可知與4G通信技術(shù)相比,5G通信技術(shù)使用的電磁波()A.波長(zhǎng)更長(zhǎng) B.能量子的能量更小 C.能量子的能量更大 D.傳播速度更快2.(四川南充·高三四川省南充高級(jí)中學(xué)校考期中)電磁波包含了射線、紅外線、紫外線、無(wú)線電波、x射線等,下列按頻率由高到低排列順序的是()A.無(wú)線電波、紅外線、紫外線、x射線、射線B.射線、x射線、紫外線、紅外線、無(wú)線電波C.射線、x射線、紅外線、紫外線、無(wú)線電波D.x射線、射線、紫外線、無(wú)線電波、紅外線3.(江蘇揚(yáng)州·高三統(tǒng)考期中)下列描述正確的是()A.機(jī)械振動(dòng)的物體在振動(dòng)過程經(jīng)過平衡位置時(shí)合力一定為零B.法拉第首先提出場(chǎng)的概念,并發(fā)現(xiàn)電流周圍有磁場(chǎng)C.麥克斯韋首先提出電磁波的存在,并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在D.普朗克首先提出“量子”概念來(lái)解釋黑體輻射5.(山東日照·高三校聯(lián)考期中)第五代移動(dòng)通信技術(shù)簡(jiǎn)稱5G,5G網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)在于數(shù)據(jù)傳輸速率快,比4G網(wǎng)絡(luò)快100倍,可以滿足高清視頻,虛擬現(xiàn)實(shí)等大數(shù)據(jù)量傳輸,所以越來(lái)越多的人選擇使用5G手機(jī)。5G手機(jī)傳遞信息是通過電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下列有關(guān)電磁波的說法正確的是(
)A.1886年,科學(xué)家麥克斯韋首先通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波B.電磁波和超聲波、次聲波一樣,都可以在真空中傳播C.物體中存在著不停運(yùn)動(dòng)的帶電微粒,帶電微粒的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng),從而一切物體都在輻射電磁波D.電磁波攜帶的信息,既可以有線傳播,也可以無(wú)線傳播參考答案題型一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征【典例分析1】(山東濰坊·高三山東省昌樂第一中學(xué)??计谥校椈烧褡幼龊?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置,當(dāng)它經(jīng)過點(diǎn)O時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過0.3s,第一次到達(dá)點(diǎn)M,再經(jīng)過0.2s第二次到達(dá)點(diǎn)M,則彈簧振子的周期可能為(
)A.0.53s B.1.4s C.1.8s D.2s【答案】A【詳解】如圖甲所示設(shè)O為平衡位置,OB(OC)代表振幅,振子從O→C所需時(shí)間為。因?yàn)楹?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性,所以振子從M→C所用時(shí)間和從C→M所用時(shí)間相等,故解得如圖乙所示若振子一開始從平衡位置向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),設(shè)點(diǎn)與點(diǎn)M關(guān)于點(diǎn)O對(duì)稱,則振子從點(diǎn)經(jīng)過點(diǎn)B到點(diǎn)所用的時(shí)間與振子從點(diǎn)M經(jīng)過點(diǎn)C到點(diǎn)M所需時(shí)間相等,即0.2s。振子從點(diǎn)O到點(diǎn)、從點(diǎn)到點(diǎn)O及從點(diǎn)O到點(diǎn)M所需時(shí)間相等,為故周期為故選A?!镜淅治?】.(湖北·高三校聯(lián)考期中)如圖所示,光滑斜面與水平面的夾角為,斜面上質(zhì)量為物塊A被平行于斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于點(diǎn),彈簧的勁度系數(shù)為,重力加速度為。現(xiàn)將A沿斜面向上推動(dòng)至彈簧壓縮量為處的點(diǎn)無(wú)初速度釋放,為關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)。關(guān)于物體A后續(xù)的運(yùn)動(dòng)過程,下列說法正確的是()A.物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振幅為B.物體A在點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大C.物體A速度的最大值為D.物塊在和點(diǎn)時(shí),由物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的勢(shì)能相等【答案】BCD【詳解】A.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,在平衡位置合外力為零。故可知O點(diǎn)為平衡位置,則有解得彈簧處于拉伸狀態(tài),故OC之間的距離為故振幅為,故A錯(cuò)誤;B.由上可知,彈簧的原長(zhǎng)位置在OC之間,根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,物體A在B點(diǎn)時(shí),彈簧的形變量最大,系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大,故B正確;C.根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,物體A在O點(diǎn)的速度最大,C點(diǎn)和O點(diǎn)彈簧的形變量一致,彈簧彈性勢(shì)能不變。故從C到O的過程中,由功能關(guān)系可得解得故C正確;D.物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢(shì)能指的是重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和。根據(jù)能量守恒定律可知,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢(shì)能與動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,C點(diǎn)和B點(diǎn)的速度均為零。故C點(diǎn)和B點(diǎn)物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢(shì)能大小相等。故D正確。故選BCD。【方法提煉】1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的五大特征受力特征回復(fù)力F=-kx,F(xiàn)(或a)的大小與x的大小成正比,方向相反運(yùn)動(dòng)特征靠近平衡位置時(shí),a、F、x都減小,v增大;遠(yuǎn)離平衡位置時(shí),a、F、x都增大,v減小能量特征振幅越大,能量越大.在運(yùn)動(dòng)過程中,系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒周期性特征質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度和速度隨時(shí)間做周期性變化,變化周期就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T;動(dòng)能和勢(shì)能也隨時(shí)間做周期性變化,其變化周期為eq\f(T,2)對(duì)稱性特征關(guān)于平衡位置O對(duì)稱的兩點(diǎn),速度的大小、動(dòng)能、勢(shì)能相等,相對(duì)平衡位置的位移大小相等;由對(duì)稱點(diǎn)到平衡位置O用時(shí)相等2.對(duì)共振的理解(1)共振曲線:如圖所示,橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力頻率f,縱坐標(biāo)為振幅A.它直觀地反映了驅(qū)動(dòng)力頻率對(duì)某振動(dòng)系統(tǒng)受迫振動(dòng)振幅的影響,由圖可知,f與f0越接近,振幅A越大;當(dāng)f=f0時(shí),振幅A最大.(2)受迫振動(dòng)中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化:受迫振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,系統(tǒng)與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換.【變式演練】1.(山東泰安·高三??计谥校┬∏蜃龊?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),若從平衡位置O開始計(jì)時(shí),經(jīng)過0.5s,小球第一次經(jīng)過P點(diǎn),又經(jīng)過0.2s,小球第二次經(jīng)過P點(diǎn),則再過多長(zhǎng)時(shí)間該小球第三次經(jīng)過P點(diǎn)()A.0.6s B.2.4s C.0.8s D.2.1s【答案】A【詳解】若從O點(diǎn)開始向右振子按下面路線振動(dòng),作出示意圖如圖1,則振子的振動(dòng)周期為T=(0.5+0.1)×4s=2.4s則該質(zhì)點(diǎn)再經(jīng)過時(shí)間t=T-0.2s=2.2s第三次經(jīng)過P點(diǎn);若振子從O點(diǎn)開始向左振動(dòng),則按下面路線振動(dòng),作出示意圖如圖2,則由(0.5+0.1)s=T振子的振動(dòng)周期為T=0.8s則該質(zhì)點(diǎn)再經(jīng)過時(shí)間=T-0.2s=0.6s第三次經(jīng)過P點(diǎn);故選A。2.(江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端連接在固定擋板上,另一端與帶正電的物塊連接,水平面光滑,空間存在方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),O為彈簧原長(zhǎng)時(shí)物塊所在位置?,F(xiàn)將物塊拉至A處由靜止釋放,物塊向右運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)榱?。則物塊在從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,其速度v隨時(shí)間t,加速度a的大小、動(dòng)能、電勢(shì)能隨位移x變化關(guān)系圖像可能正確的是(
)A. B.C. D.【答案】C【詳解】A.物塊在電場(chǎng)力與彈簧彈力的作用下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),速度與時(shí)間圖像應(yīng)對(duì)稱,A錯(cuò)誤;B.根據(jù)加速度隨位移呈線性關(guān)系,且呈對(duì)稱性,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)動(dòng)能定理圖像斜率表示回復(fù)力,回復(fù)力先減小后增大,且呈對(duì)稱性,C正確;D.彈簧從伸長(zhǎng)狀態(tài)變?yōu)閴嚎s狀態(tài),彈性勢(shì)能隨位移先減小后增大,D錯(cuò)誤。故選C。3.(廣東佛山·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))如圖a所示,下端附有重物的粗細(xì)均勻木棒浮在水中,已知水的密度為ρ,木棒的橫截面積為S,重力加速度大小為g,將木棒向下按壓一段距離后釋放,木棒所受的浮力F隨時(shí)間周期性變化,如圖b所示,下列說法正確的是()
A.木棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),重力充當(dāng)回復(fù)力B.0~0.25s內(nèi)木棒的加速度逐漸減小C.木棒和重物的重力之和等于D.木棒所受合外力與偏離初始位置的距離成正比【答案】BD【詳解】A.木棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是水的浮力與木棒重力的合力,故A錯(cuò)誤;B.0~0.25s內(nèi)木棒的浮力減小,則木棒從最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng),其所受合外力逐漸減小,則其加速度逐漸減小,故B正確;C.根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,木棒和重物在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的位置加速度大小相等,故在最低點(diǎn)有:在最高點(diǎn)有:聯(lián)立可得:故C錯(cuò)誤;D.設(shè)向下為正,則在初始位置時(shí),由平衡條件可得在偏離平衡位置x位置時(shí),木棒所受合外力為:則木棒所受合外力大小與偏離初始位置的距離成正比,且比值為,故D正確。故選BD。題型二波的形成、傳播與圖象【典例分析】(山東泰安·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正方向傳播,O和A是介質(zhì)中平衡位置分別為和處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),且兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況始終相反。從t=0時(shí)開始,質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)圖像如圖所示。下列說法正確的是()A.該波的波長(zhǎng)可能為0.6m B.該波的周期一定為6sC.該波的波速可能為m/ D.質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)方程為(m)【答案】AB【詳解】AB.由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性結(jié)合題圖知解得O、A兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況始終相反,則由題意可知?jiǎng)t若波長(zhǎng)為0.6m,可得符合題意,故AB正確;C.由波速公式可得若波速為,可得不合題意,故C錯(cuò)誤;D.設(shè)O的振動(dòng)方程為其中當(dāng)時(shí),有當(dāng)時(shí),有兩式聯(lián)立,解得則O的振動(dòng)方程為故D錯(cuò)誤。故選AB?!镜淅治?】(河南·高三校聯(lián)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,波源在處。P是x軸上坐標(biāo)為處的點(diǎn),當(dāng)波傳到P點(diǎn)時(shí)記為0時(shí)刻,P點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示。已知該波的傳播速度為,則下列說法正確的是(
)A.波源起振方向?yàn)閥軸正方向B.時(shí)波源振動(dòng)的速度最大C.當(dāng)P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程時(shí),波源振動(dòng)的速度最大D.P點(diǎn)與距波源處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向總是一致【答案】C【詳解】A.由圖知,該質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿y軸負(fù)方向,則波源的起振方向沿y軸負(fù)方向,A錯(cuò)誤;B.波長(zhǎng)波源與P點(diǎn)間的距離當(dāng)時(shí),P點(diǎn)位于平衡位置向上運(yùn)動(dòng),結(jié)合波形知,當(dāng)時(shí),波源處于波峰,B錯(cuò)誤;C.由圖知振幅,則當(dāng)該質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為時(shí),此時(shí)P點(diǎn)位于波谷,波源經(jīng)過平衡位置,速度最大,C正確;D.P點(diǎn)與距波源處的質(zhì)點(diǎn)間的距離P點(diǎn)與距波源處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向并不始終相同,D錯(cuò)誤。故選C?!镜淅治?】(江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻波形圖如圖中的實(shí)線所示,此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn),t=0.6s時(shí)刻,這列波剛好傳到Q點(diǎn),波形如圖中的虛線所示,a、b、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)。(1)求波速;(2)波谷到達(dá)Q的時(shí)刻;(3)求a點(diǎn)第N次經(jīng)過平衡位置所經(jīng)歷的時(shí)間。【答案】(1);(2);(3)【詳解】(1)經(jīng)過Δt=0.6s,波前從P傳播到Q,故波的傳播距離Δx=30m故波速v==50m/s(2)波谷到達(dá)Q的時(shí)刻為(3)由波形圖可得y=Asin故a點(diǎn)平衡位置的橫坐標(biāo)故根據(jù)波的傳播可得:a點(diǎn)第N次經(jīng)過平衡位置時(shí),實(shí)線波向右傳播的距離故所經(jīng)歷的時(shí)間【方法提煉】1.機(jī)械波的傳播特點(diǎn)(1)波傳到任意一點(diǎn),該點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方向相同.(2)介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng),因此,任一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率和周期都和波源的振動(dòng)頻率和周期相同.(3)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),由于介質(zhì)的情況不同,它的波長(zhǎng)和波速可能改變,但頻率和周期都不會(huì)改變.(4)波經(jīng)過一個(gè)周期T完成一次全振動(dòng),波恰好向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離,所以v=eq\f(λ,T)=λf.2.波的圖象特點(diǎn)(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ)時(shí),波形不變.(2)在波的傳播方向上,當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為nλ(n=1,2,3…)時(shí),它們的振動(dòng)步調(diào)總相同;當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n+1)eq\f(λ,2)(n=0,1,2,3…)時(shí),它們的振動(dòng)步調(diào)總相反.(3)波源的起振方向決定了它后面的質(zhì)點(diǎn)的起振方向,各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同.【變式演練】1.(天津和平·高三天津市第二南開中學(xué)??茧A段練習(xí))如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,從波傳播到處的P點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)質(zhì)元P第一次到達(dá)波谷,下面說法中正確的是()A.這列波的傳播速度大小為2m/sB.當(dāng)時(shí)質(zhì)元a速度沿y軸負(fù)方向C.處的質(zhì)元Q在時(shí)處于波峰位置D.從計(jì)時(shí)開始,經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)元b通過的路程等于10cm【答案】C【詳解】A.根據(jù)波形平移法可知,此時(shí)質(zhì)元P由平衡位置向上振動(dòng),經(jīng)質(zhì)元P第一次到達(dá)波谷,則有解得周期為由圖可知波長(zhǎng)為,則波速為故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)波形平移法可知,時(shí)質(zhì)元a向上振動(dòng),則當(dāng)質(zhì)元a從平衡位置下方向上振動(dòng),速度沿y軸正方向,故B錯(cuò)誤;C.波從P傳到Q所用時(shí)間為則在時(shí),處的質(zhì)元Q振動(dòng)了可知質(zhì)元Q在時(shí)處于波峰位置,故C正確;D.由于從計(jì)時(shí)開始,質(zhì)元b不是處于平衡位置或者最大位移處,所以經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)元b通過的路程不等于10cm,故D錯(cuò)誤。故選C。2.(多選)(廣西柳州·高三柳州高級(jí)中學(xué)校考階段練習(xí))一列橫波沿直線向右傳播,直線上有間距均為L(zhǎng)的9個(gè)質(zhì)點(diǎn),如圖(a)所示。t=0時(shí)橫波到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1,質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間第二次出現(xiàn)如圖(b)所示的波形。則該波的()A.周期為,波長(zhǎng)為8L B.周期為,波長(zhǎng)為8LC.周期為,波速為 D.周期為,波速為【答案】AD【詳解】由題圖可知,機(jī)械波傳到質(zhì)點(diǎn)9需要一個(gè)周期T,9向上振動(dòng),經(jīng)過,質(zhì)點(diǎn)9第一次到達(dá)波峰,第一次出現(xiàn)該波形,再經(jīng)過一個(gè)周期T,質(zhì)點(diǎn)9第二次到達(dá)波峰,第二次出現(xiàn)該波形。故第二次出現(xiàn)該波形需要的時(shí)間為解得周期為波長(zhǎng)為波速為故選AD。3.(江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中)如圖甲所示,介質(zhì)中振源O的振動(dòng)圖象如圖乙所示,與O點(diǎn)在同一直線上有P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),P質(zhì)點(diǎn)距離O點(diǎn),Q質(zhì)點(diǎn)距O點(diǎn),振源振動(dòng)所形成的機(jī)械波在傳播過程中兩相鄰波谷之間的距離為。求:(1)①該波傳播的速度v;②從振源振動(dòng)開始計(jì)時(shí),P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷時(shí)所需要的時(shí)間t;(2)①振源振動(dòng)方程;②P質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)Q質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的路程s?!敬鸢浮浚?)①;②;(2)①;②【詳解】(1)①設(shè)波速為v,波傳到P點(diǎn)用時(shí),由題意可知得②根據(jù)波的傳播規(guī)律,波第一次傳到P點(diǎn)所花時(shí)間滿足則P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷所需要的時(shí)間為聯(lián)立解得
(2)①由函數(shù)知識(shí)得振源振動(dòng)方程為
②因?yàn)?/p>
而滿足則Q從開始振動(dòng)經(jīng)過的時(shí)間為聯(lián)立解得故Q通過的路程為4.(河北邯鄲·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿軸正方向傳播,波長(zhǎng)不小于。A和B是介質(zhì)中平衡位置分別位于和處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖中虛線和實(shí)線所示。求:(1)質(zhì)點(diǎn)A的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式;(2)該簡(jiǎn)諧波的波速大小和波長(zhǎng)?!敬鸢浮浚?);(2),【詳解】(1)由圖像知,A質(zhì)點(diǎn)的振幅,周期,則質(zhì)點(diǎn)A的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為將時(shí),代入上式,得解得,(舍掉)故質(zhì)點(diǎn)A的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為(2)由題意可知A、B兩質(zhì)點(diǎn)的間距因簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)不小于,A、B兩質(zhì)點(diǎn)的相位差為即波速簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)5.(四川成都·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖如圖所示,此時(shí)振動(dòng)形式剛傳到M點(diǎn),已知該波沿x軸正方向傳播,在時(shí),質(zhì)點(diǎn)M剛好第二次出現(xiàn)波谷,求:(1)此波的周期T和波速v;(2)質(zhì)點(diǎn)N第二次到波峰的時(shí)間t;(3)前10s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)的路程s?!敬鸢浮浚?)2s,2m/s;(2)6s;(3)26cm【詳解】(1)時(shí)刻振動(dòng)形式剛傳到M點(diǎn),在時(shí),質(zhì)點(diǎn)M剛好第二次出現(xiàn)波谷,則有解得,此波的周期為由圖可知,此波的波長(zhǎng)為4m,則此波的波速為(2)由圖可知,質(zhì)點(diǎn)N第二次到波峰時(shí),該波向右傳播的路程為則質(zhì)點(diǎn)N第二次到波峰的時(shí)間為(3)質(zhì)點(diǎn)N開始振動(dòng)的時(shí)間為則前10s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)N振動(dòng)的時(shí)間為則前10s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)的路程為6.(山東·高三校聯(lián)考階段練習(xí))兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播,兩波源分別位于和處,兩列波的波速均為。時(shí)刻兩列波的圖像如圖所示,此刻平衡位置在和的M、N兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)。(1)寫出處波源的振動(dòng)方程;(2)求0~5s質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程s。【答案】(1)或;(2)56cm【詳解】(1)由圖像可知波長(zhǎng)振幅為根據(jù)波速波長(zhǎng)與周期的關(guān)系解得角速度為所以處波源的振動(dòng)方程為或(2)波傳到P點(diǎn)需要時(shí)間之后兩列波在P點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng),P點(diǎn)振動(dòng)的振幅為兩列波振幅之和,即振動(dòng)時(shí)間為質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為7.(江蘇鹽城·高三江蘇省射陽(yáng)中學(xué)??计谥校┝泻?jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示,介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)處于平衡位置正沿y軸負(fù)方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),且到達(dá)波谷的最短時(shí)間則:(1)由圖確定這列波的波長(zhǎng)λ與波的傳播方向;(2)寫出質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程表達(dá)式(注明單位);(3)x=4m處質(zhì)點(diǎn)Q下一次到達(dá)正向最大加速度位置的時(shí)間。
【答案】(1)λ=4m,向左(-x)傳播;(2)y=10sin(5π+π)cm或y=-10sin5π(cm);(3)0.3s【詳解】(1)由圖得λ=4m,因?yàn)樵趖=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)處于平衡位置正沿y軸負(fù)方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),可知波向左(-x)傳播;(2)周期T=0.4s則質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程表達(dá)式y(tǒng)=10sin(5π+π)cm或y=-10sin5π(cm)(3)因在t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q在平衡位置向上振動(dòng),則正向最大加速度位置處于波谷位置,所以下一次到達(dá)波谷經(jīng)歷的時(shí)間8.(黑龍江哈爾濱·高三哈九中??计谥校┮缓?jiǎn)諧橫波在時(shí)的波形如圖中的實(shí)線所示,時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示,P是平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)。(1)若該波沿x軸正方向傳播,求該波可能的波速。(2)若該波的波速大小,求質(zhì)點(diǎn)P在0~4s內(nèi)通過的路程?!敬鸢浮浚?);(2)【詳解】(1)若該波沿x軸正方向傳播,時(shí)間內(nèi)波傳播的距離可能為故波速可能為(2)若該波的波速大小,則波的周期由則波向左傳播,根據(jù)同側(cè)法可知時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向方向運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)在0~4s內(nèi)通過的路程題型三振動(dòng)與波兩種圖象綜合問題【典例分析】(四川涼山·高三寧南中學(xué)校聯(lián)考期中)圖甲是一列沿x軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖,a是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn),b是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn),c是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)圖像。求:(1)該波的振幅,波速和傳播方向;(2)從時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)波谷位置所經(jīng)過的時(shí)間;(3)寫出b質(zhì)點(diǎn)從時(shí)刻起的振動(dòng)方程?!敬鸢浮浚?)A=5cm,波速v=4m/s,波沿x軸負(fù)方向傳播;(2);(3)或【詳解】(1)由圖甲可知振幅為,,圖乙可知。那么波速為。由圖乙知時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)c向下移動(dòng),由“上下坡法”可得圖甲c點(diǎn)向下振動(dòng),沿傳播方向看c點(diǎn)應(yīng)處在上坡階段,得波應(yīng)沿x軸負(fù)方向傳播。(2)波沿x軸負(fù)方向傳播,可知質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)a第一次位于波谷位置經(jīng)過的時(shí)間即為波沿x軸負(fù)方向傳播所需的時(shí)間。(3)b質(zhì)點(diǎn)t=0時(shí)刻處于波谷。由t=0時(shí)解得或振動(dòng)方程為或【典例分析2】(湖北·高三校聯(lián)考期中)圖甲為一列沿軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)的波形圖,是這列波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示.下列說法正確的是()A.這列波沿軸負(fù)方向傳播B.這列波的波長(zhǎng)C.這列波的傳播速度D.在到內(nèi),質(zhì)點(diǎn)通過的路程是【答案】D【詳解】A.從圖乙中可以看出時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,且速度方向?yàn)檎?,在圖甲中根據(jù)同側(cè)法可判斷這列波沿正方向傳播,A錯(cuò)誤;B.從圖甲中可以看出這列波的波長(zhǎng),B錯(cuò)誤;C.從圖乙中可以看出這列波的周期,根據(jù)可求得C錯(cuò)誤;D.從到,時(shí)間為,即,質(zhì)點(diǎn)通過的路程是一個(gè)振幅的長(zhǎng)度,即,D正確。故選D。【方法提煉】(1)振動(dòng)與波兩種圖象綜合問題的處理思路①定位:依據(jù)已知條件明確波的圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,依據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象找出該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移及振動(dòng)方向。再根據(jù)此位移及振動(dòng)方向,在波的圖象中找出該質(zhì)點(diǎn),則所有問題將解決。②定時(shí):依據(jù)已知條件找到波的圖象中對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn),讀出該質(zhì)點(diǎn)的位移并判斷其振動(dòng)方向,依據(jù)位移在振動(dòng)圖象中確定該質(zhì)點(diǎn)處在此位移對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。(2)巧解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合問題的基本方法求解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法:【變式演練】1.(重慶沙坪壩·高三重慶市第七中學(xué)校??计谥校┮涣泻?jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸方向傳播,在時(shí)刻的波形如圖甲所示,圖乙為質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)頻率為2HzB.該波沿x軸負(fù)方向傳播C.該波傳播的速度大小為0.5m/sD.在1s~3.5s時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)N的路程為30cm【答案】D【詳解】AC.根據(jù)題圖可知波長(zhǎng)λ=4m,周期T=2s,所以波速為頻率為0.5Hz,故AC錯(cuò)誤;B.由圖乙知t=1s時(shí),質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方向沿y軸正方向,結(jié)合圖甲知該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,故B錯(cuò)誤;D.在1s~3.5s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)N的路程為故D正確。故選D。2.(北京豐臺(tái)·高三統(tǒng)考期中)一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖甲所示。介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A.波沿x軸負(fù)方向傳播B.波的傳播速度的大小為0.5m/sC.t=1.0s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的速度沿y軸的負(fù)方向D.從t=0.5s到t=2.0s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為3m【答案】C【詳解】A.由題圖乙可知,t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng),根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向之間的關(guān)系可以判斷,該波一定是沿x軸正方向傳播,故A錯(cuò)誤;B.由圖甲可知,該波的波長(zhǎng)為4m,該波的傳播速度為故B錯(cuò)誤;C.由題圖乙可知,t=1.0s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的速度沿y軸的負(fù)方向,故C正確;D.從t=0.5s到t=2.0s,經(jīng)歷質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為故D錯(cuò)誤。故選C。3.(浙江·高三校聯(lián)考期中)一列簡(jiǎn)諧波沿直線傳播,先后經(jīng)過a、b兩點(diǎn),a、b兩點(diǎn)間距為1m,如圖甲為a點(diǎn)振動(dòng)圖象,如圖乙為b點(diǎn)振動(dòng)圖象。下列說法正確的是(
)A.波長(zhǎng)可能為4mB.波的速度可能為0.25m/sC.波源的振動(dòng)頻率是4HZD.t=1s時(shí),a點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)【答案】A【詳解】A.根據(jù)兩個(gè)振動(dòng)圖像可知,b點(diǎn)振動(dòng)相比a點(diǎn)至少延后了周期,則有,()可得,該波的波長(zhǎng)為,()可知,當(dāng)時(shí),該波的波長(zhǎng)為4m,故A正確;B.由圖可知,波的周期為4s,則該波的波速為,()可知無(wú)論n取何值時(shí),波的速度都不可能為0.25m/s,故B錯(cuò)誤;C.波的周期為4s,則波源的振動(dòng)頻率為0.25HZ,故C錯(cuò)誤;D.由圖甲可知,t=1s時(shí),a點(diǎn)在波谷,向y軸正方向運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故選A。4.(重慶沙坪壩·高三重慶南開中學(xué)校考期中)某機(jī)械波在某時(shí)刻時(shí)的波動(dòng)圖像如圖甲所示,圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像,求:(1)該波的振幅、周期、傳播速度的大?。唬?)時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的位移和路程?!敬鸢浮浚?),,;(2),【詳解】(1)由圖甲可知,該波的振幅,波長(zhǎng)為,由圖乙可知,周期為,則波速為(2)時(shí)間內(nèi),則有可知,質(zhì)點(diǎn)再次回到平衡位置,則位移為0,路程為題型四波的特有現(xiàn)象和電磁波【典例分析1】(山東濰坊·高三山東省昌樂第一中學(xué)校考期中)位于的波源p從時(shí)刻開始振動(dòng),形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正負(fù)方向傳播,在時(shí)波源停止振動(dòng),時(shí)的部分波形如圖所示,其中質(zhì)點(diǎn)a的平衡位置,質(zhì)點(diǎn)b的平衡位置。下列說法正確的是()A.沿x軸正負(fù)方向傳播的波發(fā)生干涉B.時(shí),波源的位移為負(fù)C.時(shí),質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向振動(dòng)D.在0到2s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)總路程是2.55m【答案】D【詳解】A.波從波源發(fā)出后,向x軸正負(fù)方向傳播,向相反方向傳播的波不會(huì)相遇,不會(huì)發(fā)生干涉,故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,波的波長(zhǎng)由題意可知0.1s內(nèi)波傳播四分之一波長(zhǎng),可得解得根據(jù)同側(cè)法可知,波源的振動(dòng)方向向上,即時(shí),根據(jù)周期性并結(jié)合波的圖像可知,此時(shí)波源處于平衡位置上方且向上運(yùn)動(dòng),即位移為正,故B錯(cuò)誤;C.波的波速波源停止振動(dòng),到質(zhì)點(diǎn)a停止振動(dòng)的時(shí)間即質(zhì)點(diǎn)a還在繼續(xù)振動(dòng),t=2.1s到t=2.25s時(shí)間波傳播的距離為即x軸正方向的波由題干圖中向右平移0.375m,結(jié)合圖象可知質(zhì)點(diǎn)a位移為正且向y軸正方向運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.波傳到點(diǎn)b所需的時(shí)間在0到2s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間為質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)總路程故D正確。故選D?!镜淅治?】(江蘇鹽城·高三江蘇省射陽(yáng)中學(xué)??计谥校┠惩瑢W(xué)觀察到波長(zhǎng)不同的水波通過三個(gè)寬度相同的狹縫時(shí)的現(xiàn)象,在甲、乙、丙三幅照片中,波長(zhǎng)分別是狹縫寬度的如下圖所示,下列說法正確的是()
A.水波通過狹縫后波長(zhǎng)變短B.這是水波的衍射現(xiàn)象,有些波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象C.此現(xiàn)象可以說明,波長(zhǎng)一定,縫越窄衍射現(xiàn)象越明顯D.此現(xiàn)象可以說明,縫寬一定,波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射現(xiàn)象越明顯【答案】D【詳解】A.水波通過狹縫后波長(zhǎng)不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.這是水波的衍射現(xiàn)象,衍射是波特有的性質(zhì),任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;CD.該實(shí)驗(yàn)的狹縫寬度相等,波長(zhǎng)不等,則此現(xiàn)象可以說明,縫寬一定,波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射現(xiàn)象越明顯,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。故選D?!镜淅治?】(湖北·高三校聯(lián)考期中)關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波,下列說法正確的是()A.一個(gè)振動(dòng),如果回復(fù)力與偏離平衡位置的位移的平方成正比而且方向與位移相反,就能判定它是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí),如果驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最小C.游泳時(shí)耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的,說明機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率并不改變D.多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用,例如:交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時(shí)測(cè)量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度【答案】CD【詳解】A.一個(gè)振動(dòng),如果回復(fù)力與偏離平衡位置的位移成正比而且方向與位移相反,即滿足F=-kx,就能判定它是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.當(dāng)系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí),如果驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)產(chǎn)生共振,受迫振動(dòng)的振幅最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.游泳時(shí)耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的,說明機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率并不改變,選項(xiàng)C正確;D.多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用,例如:交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時(shí)測(cè)量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度,選項(xiàng)D正確。故選CD。【方法提煉】1.機(jī)械波和光波都能發(fā)生干涉、衍射、多普勒效應(yīng)等波特有的現(xiàn)象,偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象。要觀察到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象和明顯的衍射現(xiàn)象需要一定的條件。(1)干涉條件:頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同。(2)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多,或者比波長(zhǎng)更小。2.機(jī)械波的干涉圖樣中,波峰和波峰相遇的點(diǎn)、波谷和波谷相遇的點(diǎn)及其連線上的所有點(diǎn)都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn);波峰和波谷相遇的點(diǎn)及其連線上的所有點(diǎn)都是振動(dòng)減弱點(diǎn)。振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)有時(shí)位移也為零,只是振幅為兩列波的振幅之和,振動(dòng)更加劇烈。3.光的干涉(1)光的雙縫干涉①條紋間隔均勻,亮度均勻,中央為亮條紋。②條紋間距Δx=eq\f(l,d)λ,l、d相同時(shí),Δx∝λ,例如,其他條件相同,雙縫干涉時(shí)可見光中的紅光條紋間距最大,紫光最小。③如用白光做實(shí)驗(yàn),中央為白色亮條紋,兩邊為彩色條紋。(2)光的干涉現(xiàn)象:薄膜干涉(油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán))。4.光的衍射(1)光的單縫衍射①條紋寬度和間隔不均勻,亮度不均勻,中央亮條紋最寬最亮。②單縫衍射裝置等其他條件相同時(shí),可見光中紅光的中央亮條紋最寬,紫光最窄。③如用白光做實(shí)驗(yàn),中央為白色亮條紋,兩邊為彩色條紋。(2)光的衍射現(xiàn)象:圓孔衍射、泊松亮斑。5.多普勒效應(yīng):當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí),觀察者接收到的頻率變大;當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí),觀察者接收到的頻率變小。6.電磁波的特點(diǎn)(1)是橫波。(2)傳播不需要介質(zhì)。(3)在真空中傳播速度等于光速?!咀兪窖菥殹?.(四川涼山·高三寧南中學(xué)校聯(lián)考期中)位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速,已知t=0時(shí)刻,波剛好傳播到x=4m處,如圖所示,在處有一接收器(圖中未畫出),則下列說法正確的是()A.波源剛開始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸正方向B.接收器在t=3s時(shí)才能接收到此波C.如果此波傳播過程中與另一列同類波相遇并發(fā)生干涉,則另一列波的頻率為f=2.5HzD.若波源向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)多普勒效應(yīng)知,接收器接收到的頻率可能為3Hz【答案】C【詳解】A.t=0時(shí)刻,波剛好傳播到x=4m處,由同側(cè)法可知,x=4m處起振方向沿y軸負(fù)方向。波傳播過程中,某質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源剛開始振動(dòng)時(shí)的方向相同。故波源剛開始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸負(fù)方向。故A錯(cuò)誤;B.接收器能接收到此波,需要時(shí)間接收器在t=2.6s時(shí)才能接收到此波。故B錯(cuò)誤;C.由波形圖可知,波長(zhǎng)波的頻率兩列波發(fā)生干涉的條件是兩列波的頻率相同,相位差恒定。如果此波傳播過程中與另一列同類波相遇并發(fā)生干涉,則另一列波的頻率為f=2.5Hz故C正確;D.若波源向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)多普勒效應(yīng)知,接收器接收到的頻率將小于2.5Hz。故D錯(cuò)誤。故選C。2.(湖北武漢·高三武漢市常青第一中學(xué)校聯(lián)考期中)波源S1和S2振動(dòng)方向相同,頻率均為4Hz,分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的兩點(diǎn)處,,如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿軸相向傳播,波速為。已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同。則間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置個(gè)數(shù)為()A.3個(gè) B.4個(gè) C.5個(gè) D.6個(gè)【答案】D【詳解】根據(jù)題意,由公式可得,波長(zhǎng)為兩列波的頻率相同,初始相位相同,則到兩波源的路程差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),振動(dòng)振幅最小,設(shè)為間任意一點(diǎn),位置坐標(biāo)為,則兩波源到點(diǎn)的波程差為又有(為整數(shù))則有(為整數(shù))則為、、、、、,即間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置個(gè)數(shù)為。故選D。3.(江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中)向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波,超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收,測(cè)出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度,以下現(xiàn)象中物理原理與之相同的是(
)A.水面上的油膜在陽(yáng)光下會(huì)呈現(xiàn)彩色花紋B.洗衣機(jī)切斷電源后會(huì)經(jīng)歷一個(gè)劇烈振動(dòng)階段C.戴上特制的眼鏡觀看3D電影產(chǎn)生立體視覺D.在站臺(tái)上聽駛來(lái)的火車汽笛聲,感覺音調(diào)變高【答案】D【詳解】向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波,超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收,測(cè)出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度,該物理原理是多普勒效應(yīng);水面上的油膜在陽(yáng)光下會(huì)呈現(xiàn)彩色花紋是薄膜干涉原理;洗衣機(jī)切斷電源后會(huì)經(jīng)歷一個(gè)劇烈振動(dòng)階段,是共振現(xiàn)象;戴上特制的眼鏡觀看3D電影產(chǎn)生立體視覺,是光電偏振原理;在站臺(tái)上聽駛來(lái)的火車汽笛聲,感覺音調(diào)變高,是多普勒效應(yīng)。故選D。4.(安徽·高三校聯(lián)考期中)如圖所示為一種消音手槍的原理示意圖。聲音由A槍管輸入,經(jīng)過空氣腔室M,由B槍管輸出。頻率為f的聲音從聲源傳到空氣腔室左側(cè)的C面時(shí),恰好與右側(cè)D面反射回來(lái)的同頻率的聲波相消,外界幾乎聽不到槍響。已知聲波在空氣腔室中傳播的速度為v。下列說法正確的是()A.該消音器是利用波的干涉原理設(shè)計(jì)的B.相消位置為兩列波振動(dòng)的加強(qiáng)區(qū)C.當(dāng)空氣氣腔室最小長(zhǎng)度時(shí),外界幾乎聽不見槍響D.當(dāng)空氣氣腔室最小長(zhǎng)度時(shí),外界幾乎聽不見槍響【答案】AC【詳解】AB.當(dāng)兩列波的頻率相同時(shí),在相遇區(qū)內(nèi),某些點(diǎn)始終加強(qiáng),某些點(diǎn)始終減弱,達(dá)到減弱噪聲的目的,此消音器正是利用波的干涉原理,相消位置為兩列波振動(dòng)的減弱區(qū),故A正確,B錯(cuò)誤;C.當(dāng)空氣氣腔室最小長(zhǎng)度時(shí),兩列波波傳播的路程差為為減弱區(qū),外界幾乎聽不見槍響,故C正確;D.當(dāng)空氣氣腔室最小長(zhǎng)度時(shí),兩列波波傳播的路程差為為加強(qiáng)區(qū),故D錯(cuò)誤。故選AC。5.(山東青島·高三統(tǒng)考期中)如圖,沿
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