（新課標(biāo)）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題十三 波、光和相對(duì)論 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練55

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1、（新課標(biāo)）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題十三 波、光和相對(duì)論 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練55 1．(2017·湖北八校聯(lián)考)如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播速度v＝4 m/s，試回答下列問(wèn)題： (1)求出x＝1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在0～1.25 s內(nèi)通過(guò)的路程及t＝1.25 s時(shí)該質(zhì)點(diǎn)的位移； (2)寫出x＝2.0 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式． [解析]　(1)由題圖可知波長(zhǎng)λ＝2.0 m， 振幅A＝5 cm. 由T＝，解得T＝0.5 s， 又1.25 s＝2T， 故0～1.25 s內(nèi)的路程為×4A＝50 cm. 1．25 s時(shí)位移y＝5 cm.

2、 (2)x＝2.0 m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)刻向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，且ω＝＝4π rad/s， 則x＝2.0 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式為 y＝－5sin 4πt(cm)或y＝5sin(4πt＋π)(cm)． [答案]　(1)50 cm　5 cm (2)y＝－5sin 4πt(cm)或y＝5sin(4πt＋π)(cm) [素能培養(yǎng)] 2．(多選)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3 m．已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過(guò)平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．波速為4 m/s B．波的頻率為1.25 Hz C．x坐標(biāo)為15

3、 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.6 s時(shí)恰好位于波谷 D．x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.2 s時(shí)恰好位于波峰 E．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí)，x坐標(biāo)為17 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷 [解析]　任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過(guò)平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s，則T＝0.4 s，解得T＝0.8 s；從圖象中可知λ＝4 m，所以v＝＝5 m/s，故A錯(cuò)誤；根據(jù)公式f＝可得波的頻率為1.25 Hz，B正確；x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)和x坐標(biāo)為3 m的質(zhì)點(diǎn)相隔12 m，為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，而x坐標(biāo)為3 m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)t＝0.6 s即四分之三周期振動(dòng)到平衡位置，所以x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.6 s時(shí)振動(dòng)到平衡位置，C錯(cuò)誤；x坐標(biāo)為22

4、 m的質(zhì)點(diǎn)和x坐標(biāo)為2 m的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終相同，x坐標(biāo)為2 m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)t＝0.2 s即四分之一周期恰好位于波峰，故x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.2 s時(shí)恰好位于波峰，D正確；x坐標(biāo)為17 m的質(zhì)點(diǎn)和x坐標(biāo)為1 m的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終相同，質(zhì)點(diǎn)P與坐標(biāo)為1 m的質(zhì)點(diǎn)為反相點(diǎn)，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí)，x坐標(biāo)為17 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷，E正確． [答案]　BDE 3．如圖所示，簡(jiǎn)諧橫波a沿x軸正方向傳播，簡(jiǎn)諧橫波b沿x軸負(fù)方向傳播，波速都是10 m/s，振動(dòng)方向都平行于y軸．t＝0時(shí)刻，這兩列波的波形如圖所示．下列選項(xiàng)是平衡位置在x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)從t＝0開(kāi)始在一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖象，其中正確的是(　　

5、) [解析]　沿著波的傳播方向看去，“上坡下，下坡上”，則兩列波上平衡位置x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)刻都沿y軸正方向振動(dòng)，由T＝可知兩列波的周期相同，則兩列波的波峰同時(shí)到達(dá)x＝2 m處，此時(shí)x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)的位移為3 cm，由圖可知，選項(xiàng)B正確． [答案]　B 4. (2017·天津卷)手持較長(zhǎng)軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡(jiǎn)諧波沿繩水平傳播，示意如右圖．繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P，且O、P的平衡位置間距為L(zhǎng).t＝0時(shí)，O位于最高點(diǎn)，P的位移恰好為零，速度方向豎直向上，下列判斷正確的是(　　) A．該簡(jiǎn)諧波是縱波 B．該簡(jiǎn)諧波的最大波長(zhǎng)為2L

6、 C．t＝時(shí)，P在平衡位置上方 D．t＝時(shí)，P的速度方向豎直向上 [解析]　振動(dòng)方向與傳播方向垂直，故該簡(jiǎn)諧波是橫波，A錯(cuò)誤；根據(jù)“下坡上”判斷，P距離O的最近距離L＝λ，所以最大波長(zhǎng)等于4L，B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)T，P位于波峰，所以T時(shí)，P在平衡位置上方，C正確；在T時(shí)，P正在從波峰回到平衡位置，速度方向豎直向下，D錯(cuò)誤． [答案]　C 5.(多選)(2017·遼寧沈陽(yáng)聯(lián)考)一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如右圖所示，質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.1 s第一次到平衡位置，波速為5 m/s，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該波沿x軸負(fù)方向傳播 B．Q點(diǎn)的振幅比P點(diǎn)的振幅大 C．

7、P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x＝2.5 m D．Q點(diǎn)(橫坐標(biāo)為x＝7.5 m)的振動(dòng)方程為y＝5cost(cm) E．x＝3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)與P點(diǎn)振動(dòng)的位移始終相反 [解析]　質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿－y方向運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)比左側(cè)鄰近的波峰早，所以該波沿x軸負(fù)方向傳播，A正確；簡(jiǎn)諧橫波傳播過(guò)程中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅相同，B錯(cuò)誤；波沿x軸負(fù)方向傳播，0.1 s內(nèi)向左傳播的距離為x＝vt＝5×0.1 m＝0.5 m，由波形平移法知圖中x＝3 m處的狀態(tài)傳到P點(diǎn)，所以P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x＝2.5 m，C正確；由v＝、ω＝得ω＝＝ rad/s，題圖中Q點(diǎn)的振動(dòng)方程y＝Acosωt＝5cost (cm)，D正確；x＝3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)與

8、P點(diǎn)相距小于半個(gè)波長(zhǎng)，所以振動(dòng)的位移不是始終相反，E錯(cuò)誤． [答案]　ACD 6．下圖為某一報(bào)告廳主席臺(tái)的平面圖，AB是講臺(tái)，S1、S2是與講臺(tái)上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖所示．報(bào)告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嘯叫．為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺(tái)上 適當(dāng)?shù)奈恢茫谶@些位置上兩個(gè)喇叭傳來(lái)的聲音因干涉而相消．已知空氣中聲速為340 m/s，若報(bào)告人聲音的頻率為136 Hz，問(wèn)講臺(tái)上這樣的位置有多少個(gè)？ [解析]　頻率f＝136 Hz的聲波波長(zhǎng)λ＝＝2.5 m 式中v＝340 m/s，是空氣中的聲速 在下圖中，O是AB的中點(diǎn)，P是OB上任一點(diǎn) 將(S1P－S2P)表示為S1P－S2P＝k·，式中k為實(shí)數(shù) 當(dāng)k＝0,2,4，…時(shí)，從兩個(gè)喇叭傳來(lái)的聲波因干涉而加強(qiáng) 當(dāng)k＝1,3,5，…時(shí)，從兩個(gè)喇叭傳來(lái)的聲波因干涉而減弱 由此可知，O是干涉加強(qiáng)點(diǎn) 對(duì)于B點(diǎn)，S1B－S2B＝20 m－15 m＝4· 所以，B點(diǎn)也是干涉加強(qiáng)點(diǎn) 因此，O、B之間有2個(gè)干涉減弱點(diǎn)．由對(duì)稱性可知，AB上有4個(gè)干涉減弱點(diǎn)． [答案]　4個(gè)