(浙江選考)2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 加試選擇題題型強(qiáng)化 第1講 機(jī)械振動和機(jī)械波學(xué)案
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1、(浙江選考)2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 加試選擇題題型強(qiáng)化 第1講 機(jī)械振動和機(jī)械波學(xué)案 [歷次選考考情分析] 章 知識內(nèi)容 考試要求 歷次選考統(tǒng)計 必考 加試 2015/10 2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 2018/04 機(jī)械振動 簡諧運動 b 簡諧運動的描述 c 15 簡諧運動的回復(fù)力和能量 b 15 單擺 c 15 21(1) 外力作用下的振動 b 機(jī)械波 波的形成和
2、傳播 b 15 15 波的圖象 b 15 15 波長、頻率和波速 c 15 14 15 波的衍射和干涉 b 15 16 16 多普勒效應(yīng) b 惠更斯原理 b 考點一 機(jī)械振動的理解 1.簡諧運動的特征 (1)受力特征:回復(fù)力滿足F=-kx. (2)運動特征:當(dāng)物體靠近平衡位置時,a、F、x都減小,v增大;當(dāng)物體遠(yuǎn)離平衡位置時,a、F、x都增大,v減?。? (3)能量特征:對同一彈簧振子或單擺來說,振幅越大,能量越大,在
3、振動過程中,動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒. (4)周期性特征:物體做簡諧運動時,其位移、回復(fù)力、加速度、速度等矢量都隨時間做周期性的變化. (5)對稱性特征:速率、加速度等關(guān)于平衡位置對稱. 2.振動圖象提供的信息 (1)由圖象可以看出質(zhì)點振動的振幅、周期. (2)可以確定某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移. (3)可以確定各時刻質(zhì)點的振動方向. (4)可以確定某時刻質(zhì)點的回復(fù)力、加速度和速度的方向. (5)能夠比較不同時刻質(zhì)點的速度、加速度的大?。? 例1 (多選)(2018·嘉興市期末)如圖1所示,為一質(zhì)點的振動圖象,曲線滿足正弦變化規(guī)律,則下列說法中正確的是( ) 圖
4、1 A.該振動為簡諧運動 B.該振動的振幅為10 cm C.前0.08 s內(nèi),質(zhì)點發(fā)生的位移為20 cm D.0.04 s末,質(zhì)點的振動方向沿x軸負(fù)方向 答案 AD 解析 題圖圖象表示質(zhì)點的位移隨時間變化的規(guī)律,是簡諧運動,故A正確;由圖知,振幅為5 cm,故B錯誤;由圖知周期T=0.08 s,在0.08 s末,質(zhì)點又回到平衡位置.前0.08 s內(nèi),質(zhì)點發(fā)生的位移為0 cm,故C錯誤;由振動規(guī)律知,0.04 s末質(zhì)點的振動方向沿x軸負(fù)方向,故D正確. 1.(多選)如圖2是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移-時間圖象(水平方向為x軸,豎直方向為t軸),下列關(guān)于該圖象的說法正確
5、的是( ) 圖2 A.該圖象的坐標(biāo)原點是建立在彈簧振子小球的平衡位置 B.從圖象可以看出小球在振動過程中是沿t軸方向移動的 C.為了顯示小球在不同時刻偏離平衡的位移,讓底片沿垂直x軸方向勻速運動 D.圖象隨時間的推移而發(fā)生平移 答案 AC 解析 由題圖看出,彈簧振子在x軸方向做簡諧運動,小球并不是沿t軸方向移動,由對稱性可知,該圖象的坐標(biāo)原點是建立在彈簧振子小球的平衡位置,故A正確,B錯誤;類似于沙擺實驗,為了顯示小球在不同時刻偏離平衡的位移,讓底片沿垂直x軸方向勻速運動,故C正確;圖象反映了小球的位移隨時間變化的情況,圖象不隨時間的推移而發(fā)生平移,故D錯誤. 2.(多選
6、)(2018·金華市十校聯(lián)考)如圖3所示為一個單擺在地面上做受迫振動的共振曲線(振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系),則( ) 圖3 A.此單擺的固有周期約為2 s B.此單擺的擺長約為1 m C.若擺長增大,單擺的固有頻率增大 D.若擺長增大,共振曲線的峰將右移 答案 AB 解析 單擺做受迫振動,振動頻率與驅(qū)動力頻率相等;當(dāng)驅(qū)動力頻率等于固有頻率時,發(fā)生共振,則固有頻率為0.5 Hz,周期為2 s,故A正確;由題圖可知,共振時單擺的振動頻率與固有頻率相等,則周期為2 s.由公式T=2π,可得L≈1 m,故B正確;若擺長增大,單擺的固有周期增大,則固有頻率減小,故C錯誤;若擺長增大
7、,則固有頻率減小,所以共振曲線的峰將向左移動,故D錯誤. 3.(多選)(2017·嘉興市3月模擬)如圖4甲所示,O是單擺的平衡位置,B、C是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置.此單擺振動圖象如圖乙所示,則( ) 圖4 A.單擺振幅是16 cm B.單擺擺長約為1 m C.?dāng)[球經(jīng)過O點加速度不為零 D.?dāng)[幅減小,周期也減小 答案 BC 4.(多選)甲、乙兩單擺的振動圖象如圖5中A、B圖線所示.已知乙擺的擺長為0.992 m.下列判斷正確的是( ) 圖5 A.甲擺的擺長小于0.992 m B.甲擺的振幅比乙擺的振幅大 C.甲擺振動的頻率比乙擺振動的頻率高 D.在t=1 s
8、時,乙擺有負(fù)向的最大速度 答案 AC 解析 由題圖可得:T甲=1.5 s,T乙=2 s,根據(jù)T=2π可知甲擺的擺小于0.992 m,故A正確;由圖象可得:A乙=9 cm,A甲=6 cm,甲擺的振幅比乙擺的振幅小,故B錯誤;由圖象可得:T甲=1.5 s,T乙=2 s,根據(jù)T=可知,甲擺振動的頻率比乙擺振動的頻率高,故C正確;由圖象可知在t=1 s時,乙圖線處于最低點,說明乙擺動到最高點,速度為零,故D錯誤. 考點二 機(jī)械波的理解 1.波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向的互判方法 (1)“上下坡法” (2)“同側(cè)法” (3)“微平移法” 2.波的圖象特點 (1)質(zhì)點振動nT(波傳播nλ
9、)時,波形不變. (2)在波的傳播方向上,當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置的距離為nλ,n=1,2,3…時,它們的振動步調(diào)總相同;當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置間的距離為(2n+1),n=0,1,2,3…時,它們的振動步調(diào)總相反. (3)波源的起振方向決定了它后面的質(zhì)點的起振方向,各質(zhì)點的起振方向與波源的起振方向相同. 例2 (多選)(2018·浙江4月選考·16)兩列頻率相同、振幅均為A的簡諧橫波P、Q分別沿+x和-x軸方向在同一介質(zhì)中傳播,兩列波的振動方向均沿y軸.某時刻兩波的波面如圖6所示,實線表示P波的波峰、Q波的波谷;虛線表示P波的波谷、Q波的波峰.a(chǎn)、b、c為三個等距的質(zhì)點,d為b、c中間的質(zhì)點.下列判斷
10、正確的是( ) 圖6 A.質(zhì)點a的振幅為2A B.質(zhì)點b始終靜止不動 C.圖示時刻質(zhì)點c的位移為0 D.圖示時刻質(zhì)點d的振動方向沿-y軸 答案 CD 解析 由題可得兩列波頻率、波長相等,實線表示P波的波峰、Q波的波谷;虛線表示P波的波谷、Q波的波峰,故a、c兩點為減弱點,b為加強(qiáng)點.由于振幅均為A,所以a、c兩點始終靜止不動,故A、B錯誤,C正確;此時d點處P波向下運動,Q波向下運動,所以質(zhì)點d沿-y軸方向振動,D正確. 5.(多選)(2018·臺州市高三期末)一列波的波源S在O點做豎直方向、頻率為10 Hz的簡諧運動.t0時刻,向右傳播的波形如圖7所示,向左傳播的波
11、形未畫出( ) 圖7 A.t0時刻,x=1 m處的質(zhì)點振動方向向上 B.t0時刻,x=-2 m處的質(zhì)點振動方向向上 C.t0+0.175 s時刻,x=-1 m處的質(zhì)點處在波谷位置 D.t0-0.125 s時刻,x=1 m處的質(zhì)點處在波峰位置 答案 AC 6.(多選)(2018·金華市十校聯(lián)考)如圖8所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖,x=1.0 m處的M質(zhì)點從該時刻開始經(jīng)0.6 s第一次到達(dá)波谷位置.已知質(zhì)點P的平衡位置坐標(biāo)為x=2.0 m,質(zhì)點Q的平衡位置坐標(biāo)為x=3.5 m,則( ) 圖8 A.該簡諧波的波速為5 m/s B.圖示時刻質(zhì)點Q
12、正在沿y軸正方向運動 C.從圖示時刻開始,質(zhì)點Q經(jīng)過0.7 s第一次到達(dá)波峰位置 D.在某時刻,質(zhì)點P和Q的速度、加速度可能都相同 答案 AC 解析 波沿x軸正方向傳播,則M點此時向上振動,M質(zhì)點從該時刻開始經(jīng)0.6 s第一次到達(dá)波谷位置,可知T=0.8 s;波速v== m/s=5 m/s,選項A正確;由題圖可知,圖示時刻質(zhì)點Q正在沿y軸負(fù)方向運動,選項B錯誤;波向前傳播3.5 m時Q第一次到達(dá)波峰位置,需時間為t= s=0.7 s,選項C正確;質(zhì)點P和Q之間的距離不是整波長,則在任何時刻,質(zhì)點P和Q的速度、加速度不可能都相同,選項D錯誤. 7.(多選)(2018·嘉興一中期末)將一
13、根較長的彈性細(xì)繩沿x軸放置,左端記為坐標(biāo)原點,將繩子拉平后,手握左端,以固定的頻率和振幅上下抖動(簡諧運動),如圖9甲所示.從抖動開始計時,在t=0.3 s時的波形如圖乙所示,下列說法正確的是( ) 圖9 A.手抖動繩的頻率為2.5 Hz B.在t=0.75 s時,A點的速度方向向上 C.在0~0.3 s的時間內(nèi),質(zhì)點B經(jīng)過的路程為6 cm D.該列波遇到寬度為6 m的障礙物時不能發(fā)生衍射 答案 ABC 解析 在0~0.3 s時間內(nèi),波傳播了0.75 m,故波速為:v===2.5 m/s,波長λ=1 m,故周期:T== s=0.4 s,故手抖動繩的頻率為:f==2.5 Hz
14、,故A正確;根據(jù)波形微平移法可知,A點此時速度方向向上;t=0.75 s時,A點的速度方向與圖示時刻速度方向相同,也向上,故B正確;在0~0.3 s,B點從0.2 s開始向下運動到最低點,故路程等于一倍的振幅,為6 cm,故C正確;該列波遇到寬度為6 m的障礙物時可以發(fā)生衍射,由于波長λ=1 m<6 m,不會發(fā)生明顯衍射,故D錯誤. 8.(多選)如圖10為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波,實線為t=0時刻的波形圖,虛線為t=0.6 s時的波形圖,波的周期T>0.6 s,則( ) 圖10 A.波的周期為0.8 s B.在t=0.9 s時,P點沿y軸正方向運動 C.經(jīng)過0.4 s,P
15、點經(jīng)過的路程為0.4 m D.在t=0.5 s時,Q點到達(dá)波峰位置 答案 ACD 解析 根據(jù)題意應(yīng)用平移法可知由實線得到虛線需要將圖象沿x軸負(fù)方向平移(n+)λ,其中n=0,1,2,3,4…,故由實線傳播到虛線這種狀態(tài)需要(n+)T,即(n+)T=0.6 s,解得T= s,其中n=0,1,2,3,4…,又T>0.6 s,故周期為0.8 s,故A正確.由于波沿x軸負(fù)方向傳播,故t=0時刻P點沿y軸負(fù)方向運動,而周期T=0.8 s,故t=0.8 s時P點沿y軸負(fù)方向運動,1.0 s時P點到達(dá)波谷,故0.9 s時P點沿y軸負(fù)方向運動,故B錯誤.在一個周期內(nèi)P點完成一次全振動,即其運動路程為4A
16、,而0.4 s=T,故P點的運動路程為2A=0.4 m,C正確.由題意可知波長λ=8 m,則波速v==10 m/s,在t=0時刻Q點的橫坐標(biāo)為x0=5 m.由于波沿x軸負(fù)方向運動,故在t=0.5 s的時間內(nèi)波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為x=vt=10×0.5 m=5 m,故在t=0.5 s時,Q點振動情況和t=0時刻距離坐標(biāo)原點10 m處的質(zhì)點的振動情況相同,而t=0時刻距離坐標(biāo)原點10 m處的質(zhì)點在波峰,故在t=0.5 s時,Q點到達(dá)波峰位置,故D正確. 考點三 振動和波動圖象的綜合分析 “一分、一看、二找”巧解波的圖象與振動圖象綜合類問題 (1)分清振動圖象與波的圖象.只要看清橫坐標(biāo)即可
17、,橫坐標(biāo)為x則為波的圖象,橫坐標(biāo)為t則為振動圖象. (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位.尤其要注意單位前的數(shù)量級. (3)找準(zhǔn)波的圖象對應(yīng)的時刻. (4)找準(zhǔn)振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點. 例3 (多選)一列簡諧橫波在t=0時刻的圖象如圖11甲所示,平衡位置位于x=15 m處的A質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示,下列說法中正確的是( ) 圖11 A.這列波沿x軸負(fù)方向傳播 B.這列波的波速是 m/s C.從t=0開始,質(zhì)點P比質(zhì)點Q晚0.4 s回到平衡位置 D.從t=0到t=0.6 s時間內(nèi),質(zhì)點A經(jīng)過的路程為4 m 答案 ACD 解析 由題圖乙知,t=0時刻質(zhì)點A的速度方向為沿y軸正方向,
18、在題圖甲中,由波形平移法可知該波的傳播方向為沿x軸負(fù)方向,故A正確;由題圖甲讀出該波的波長為λ=20 m,由題圖乙知周期為:T=1.2 s,則波速為:v== m/s= m/s,故B錯誤;圖示時刻質(zhì)點P沿y軸負(fù)方向運動,質(zhì)點Q沿y軸正方向運動,所以質(zhì)點P比質(zhì)點Q晚回到平衡位置,其時間等于波向左傳播λ所用的時間,即t=T=0.4 s,故C正確;0.6 s=T,故A點的運動路程為2A=4 m,故D正確. 9.(2018·七彩陽光聯(lián)盟期中)介質(zhì)中坐標(biāo)原點O處的波源在t=0時刻開始振動,產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正方向傳播,t0時刻傳到P處,波形如圖12所示.下列能描述x0處質(zhì)點振動的圖象是( )
19、 圖12 答案 D 10.(多選)(2018·金、麗、衢十二校聯(lián)考)如圖13所示,兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播,兩波源分別位于x=-0.2 m和x=1.2 m處,兩列波的速度均為v=0.4 m/s,兩波源的振幅均為A=2 cm,圖示為t=0時刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示),此刻平衡位置處于x=0.2 m和x=0.8 m的P、Q兩質(zhì)點剛開始振動,質(zhì)點M的平衡位置處于x=0.5 m處,關(guān)于各質(zhì)點運動情況判斷正確的是( ) 圖13 A.兩列波相遇后不能發(fā)生干涉 B.t=1 s時刻,質(zhì)點M的位移為-4 cm C.t=1 s后,平衡位置處于x=0.6 m的質(zhì)點位
20、移始終為0 D.t=0.75 s時刻,質(zhì)點P、Q都運動到M點 答案 BC 11.(多選)如圖14所示,在一條直線上兩個振動源A、B相距6 m.振動頻率相等,t=0時A、B開始振動,且都只振動一個周期,振幅相等,圖15甲為A的振動圖象,圖乙為B的振動圖象,若A向右傳播的波與B向左傳播的波在t1=0.3 s時相遇,則下列說法正確的是( ) 圖14 圖15 A.兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/s B.兩列波的波長都是4 m C.在兩列波相遇過程中,中點C為振動加強(qiáng)點 D.t2=0.7 s時刻B點經(jīng)過平衡位置且振動方向向下 答案 AD 解析 由圖可得,v==10
21、 m/s,故兩列波在A、B間的傳播速度大小均為10 m/s,故A正確;由圖可得振動周期為0.2 s,波長λ=vT=10×0.2 m=2 m,故B錯誤;A向右傳播的波與B向左傳播的波,振動反向,中點C為減弱點,故C錯誤;t2=0.6 s時刻向右運動的波傳到B,再經(jīng)0.1 s經(jīng)過平衡位置且振動方向向下,D正確. 12.(多選)(2018·臺州市外國語學(xué)校期末)如圖16所示,是某質(zhì)點的振動圖象及由此質(zhì)點振動而激起的波在某時刻的波形圖,下述說法中正確的是( ) 圖16 A.乙是振動圖象,甲是波動圖象 B.由圖象可知,振幅是2 cm,周期是0.4 s,波長是0.4 m C.P質(zhì)點在此
22、時刻的速度方向為正,而波源質(zhì)點在0.2 s時速度方向為正 D.這列波的速度是1 m/s 答案 ABD 解析 題圖乙表示質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系,是振動圖象,題圖甲表示位移與坐標(biāo)的關(guān)系,是波動圖象,故A正確.由甲圖讀出振幅A=2 cm,波長λ=0.4 m,由乙圖讀出周期T=0.4 s,故B正確.由振動圖象可知波源質(zhì)點在0.2 s時速度方向為負(fù),因波的傳播方向未知,無法判斷P點的振動方向,故C錯誤.波速v== m/s=1 m/s,故D正確. 專題強(qiáng)化練 1.(多選)(2018·書生中學(xué)月考)對做簡諧運動的物體,下列說法正確的是( ) A.每次通過同一位置時,其速度不一定相同,但加速
23、度一定相同 B.通過平衡位置時,速度為零,加速度最大 C.每次通過平衡位置時,加速度相同,速度也一定相同 D.若位移為負(fù)值,則速度不一定為正值,加速度一定為正值 答案 AD 解析 質(zhì)點每次通過同一位置時,其速度不一定相同,但加速度一定相同,A正確;質(zhì)點通過平衡位置時,速度最大,加速度為零,B錯誤;質(zhì)點每次通過平衡位置時,加速度為零,速度不一定相同,C錯誤;若位移為負(fù)值,根據(jù)a=-,則加速度一定為正值,質(zhì)點遠(yuǎn)離平衡位置時速度方向為負(fù)值,D正確. 2.(多選)下列說法正確的是( ) A.豎直的彈簧振子的回復(fù)力,僅由彈簧的彈力提供 B.單擺振動的周期,一定等于它的固有周期 C.機(jī)
24、械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),如果波速變大,波長一定變大 D.在干涉現(xiàn)象中,振動加強(qiáng)點的位移可能比振動減弱點的位移小 答案 CD 解析 彈簧振子的回復(fù)力由彈簧的彈力或合力提供,故A錯誤;自由擺動的單擺的周期,一定等于它的固有周期,若單擺做受迫振動,則它的周期不一定等于其固有周期,故B錯誤;機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率不變,如果波速變大,那么波長一定變大,故C正確;在干涉現(xiàn)象中,振動加強(qiáng)點的振幅總比振動減弱的點的振幅大,由于位移是隨時間做周期性變化的,所以在干涉現(xiàn)象中,振動加強(qiáng)點的位移可能比振動減弱點的位移小,故D正確. 3.(多選)甲、乙兩位同學(xué)分別使用圖1a所示的同一套裝置觀
25、察單擺做簡諧運動時的振動圖象,已知二人實驗時所用的單擺的擺長相同,落在木板上的細(xì)沙分別形成的曲線如圖b所示,下面關(guān)于兩圖線的說法中正確的是( ) 圖1 A.甲圖表示沙擺擺動的幅度較大,乙圖擺動的幅度較小 B.甲圖表示沙擺擺動的周期較大,乙圖擺動的周期較小 C.二人拉木板的速度不同,甲、乙木板的速度關(guān)系v甲=2v乙 D.二人拉木板的速度不同,甲、乙木板的速度關(guān)系v乙=2v甲 答案 AC 解析 由題圖可知,甲的振動幅度較大,乙的振動幅度較小,故A正確;兩擺由于擺長相同,則由單擺的性質(zhì)可知,兩擺的周期相同,故B錯誤;由圖可知,甲的時間為2T,乙的時間為4T,則由v=可知,二人拉木
26、板的速度不同,甲、乙木板的速度關(guān)系為v甲=2v乙,故C正確,D錯誤. 4.(多選)(2018·稽陽聯(lián)考)湖面上停著A、B兩條小船,它們相距35 m,一列水波正在湖面上沿AB連線的方向從A向B傳播,每條小船每分鐘上下浮動30次,當(dāng)A船位于波峰時,B船在平衡位置正向下運動,兩船之間還有一個波峰,則( ) A.水波的波長為20 m B.水波的波長為28 m C.水波的波速為10 m/s D.該水波與另一列頻率為30 Hz的水波相遇,會發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象 答案 AC 解析 根據(jù)題意可知,波長為20 m,周期為2 s,頻率為0.5 Hz,所以A、C正確,B、D錯誤. 5.(多選)如圖2甲
27、所示的彈簧振子(以O(shè)點為平衡位置在B、C間振動),取水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移的正方向,得到如圖乙所示的振動曲線,由曲線所給信息可知,下列說法正確的是( ) 圖2 A.t=0時,振子處在C位置 B.t=1.0 s和t=1.4 s振子的加速度相同 C.t=0.9 s時振子具有正方向的最大速度 D.t=0.4 s時振子對平衡位置的位移為5 cm 答案 BD 解析 由振動圖象可知t=0時,振子的位移為負(fù)向最大,說明振子處于B位置,故A錯誤.根據(jù)對稱性可知,t=1.0 s和t=1.4 s振子的位移相同,經(jīng)過同一位置,由a=-分析可知,t=1.0 s和t=1.4 s振子的
28、加速度相同,故B正確.t=0.9 s時振子經(jīng)過平衡位置,速度最大.根據(jù)x-t圖象的斜率表示速度,可知t=0.9 s時刻振子的速度沿負(fù)方向,即t=0.9 s時振子具有負(fù)方向的最大速度,故C錯誤.彈簧振子的周期為T=1.2 s,振幅為A=10 cm,振動方程為x=-Acos t=-10cost cm=-10cost cm.將t=0.4 s代入解得x=5 cm,故D正確. 6.(多選)如圖3所示為兩個彈簧振子的振動圖象,下面的說法中正確的是( ) 圖3 A.甲的振動頻率是乙的倍 B.甲的振動頻率是乙的2倍 C.乙的振動周期是甲的倍 D.甲、乙的位移不可能同時達(dá)到正向最大值 答案
29、BD 7.(多選)(2018·新力量聯(lián)盟期末)如圖4所示,S1、S2是振動情況完全相同的兩個機(jī)械波波源,振幅均為A.a、b、c三點均位于S1、S2連線的中垂線上,且ab=bc.某時刻a是兩列波的波峰相遇點,c點是兩列波的波谷相遇點.則( ) 圖4 A.a(chǎn)處質(zhì)點的位移始終為2A,c處質(zhì)點的位移始終為-2A B.b處質(zhì)點的振幅為2A C.如果兩列波振幅不同,則相遇后,振幅小的一列波將減弱,振幅大的一列波將加強(qiáng) D.這兩列波形成的圖樣叫干涉圖樣 答案 BD 8.(多選)(2018·名校協(xié)作體3月選考)在均勻介質(zhì)中,一列簡諧橫波沿x軸傳播,在t=0時刻的部分波形圖如圖5所示,波速
30、為v=4 m/s,P、Q兩點平衡位置坐標(biāo)分別為(1.5 m,0)(4 m,0),且O、Q兩點此時都在波谷,則下列說法正確的是( ) 圖5 A.P、Q兩點的振動周期相等 B.若該波沿x軸正方向傳播,則t=0.875 s時P點在波峰 C.若該波沿x軸負(fù)方向傳播,Q點到達(dá)波峰時,P點向上振動 D.若該波沿x軸正方向傳播,則x=7 m處的質(zhì)點開始振動時方向向上 答案 AB 9.(多選)(2018·臺州市3月選考)如圖6所示,在坐標(biāo)原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,波速v=10 m/s,已知t=0時,波剛好傳到x=20 m處,則下列說法正確的是( ) 圖6 A.
31、波源開始振動的方向沿y軸正方向 B.t=0時,質(zhì)點P、Q加速度方向相反 C.t=0時,質(zhì)點P再經(jīng)過到達(dá)平衡位置(T為波的周期) D.從t=0開始經(jīng)2.5 s,x=10 m的質(zhì)點運動的路程為0.50 m 答案 AD 10.(多選)(2018·金華市十校聯(lián)考)將一條長x=16 m的均勻彈性繩沿水平拉直,M為繩的中點,兩端的波源P、Q同時開始沿豎直方向上下振動,兩波源振動0.4 s產(chǎn)生的波形如圖7,A點距P點4 m,以下判斷正確的是( ) 圖7 A.兩列波的波速均為10 m/s B.波源Q的振動頻率為5 Hz C.質(zhì)點M開始振動時,速度方向豎直向下 D.從兩波源開始振動經(jīng)時
32、間1.0 s,質(zhì)點M恰好在平衡位置 答案 ABD 解析 兩列波在同一介質(zhì)中傳播,波速相同,均為v== m/s=10 m/s,選項A正確;Q的周期為TQ=0.2 s,則頻率為fQ=5 Hz,選項B正確;P和Q形成的波傳到某點時引起的振動都是向上的,則當(dāng)兩列波同時傳到M點時,開始振動的速度方向豎直向上,選項C錯誤;經(jīng)過1 s時間,兩列波傳播的距離均為10 m,即由P在M點引起的振動在平衡位置向下振動,由Q在M點引起的振動在平衡位置向上振動,則此時質(zhì)點M恰好在平衡位置,選項D正確. 11.(多選)如圖8所示為一列簡諧橫波在t1=0.7 s時刻的波形,波自右向左傳播.從該時刻開始到t2=1.
33、4 s時,P點剛好第二次到達(dá)波峰,則以下判斷中正確的是( ) 圖8 A.該波的傳播速度為0.1 m/s B.在t0=0時刻,質(zhì)點C向上運動 C.在t3=1.6 s末,Q點第一次出現(xiàn)波峰 D.在t1到t4=1.9 s過程中,Q點通過的路程為0.2 m 答案 ACD 解析 設(shè)波傳播的周期為T,由題圖可知,P點經(jīng)過T時間第二次到達(dá)波峰位置,所以T=0.7 s,解得T=0.4 s,波速v==0.1 m/s,選項A正確;在t0=0時刻,C點還未開始振動,選項B錯誤;波峰A傳播到Q需要的時間Δt===0.9 s,選項C正確;經(jīng)Δt1===0.8 s,Q點開始振動,t4=1.9 s時Q已
34、振動了0.4 s,通過的路程s=4A=4×0.05 m=0.2 m,選項D正確. 12.(多選)(2018·杭州市期末)如圖9是在兩個不同介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的兩列波的波形圖.圖中的實線分別表示橫波甲和橫波乙在t=0時刻的波形圖,經(jīng)過0.5 s后,甲、乙的波形分別變成如圖中虛線所示.已知兩列波的周期均大于0.3 s,則下列說法中正確的是( ) 圖9 A.t=0時刻甲中x=2 m處的質(zhì)點向上振動 B.甲中x=1 m處的質(zhì)點振幅為20 cm C.波甲的周期一定等于波乙的周期 D.波甲的速度可能大于波乙的速度 答案 AD 解析 根據(jù)“上下坡法”可確定,t=0時刻題圖甲中x
35、=2 m處的質(zhì)點向上振動,故A正確;振幅為質(zhì)點離平衡位置最大的距離,由題圖甲可知,橫波甲所有質(zhì)點的振幅為10 cm,故B錯誤;由兩圖可知,兩波的周期+nT=0.5 s,即T= s,(n=0,1,2…),因兩列波的周期均大于0.3 s,故T=1 s或 s,所以兩列波的周期不一定相等,故C錯誤;由兩圖可知,兩波的波長分別為λ甲=4 m,λ乙=6 m,綜合C可知,波甲的速度可能大于波乙的速度,故D正確. 13.(多選)一根不可伸長的細(xì)線,上端懸掛在O點,下端系一個小球,如圖10甲所示,某同學(xué)利用此裝置來探究周期與擺長的關(guān)系.該同學(xué)用米尺測得細(xì)線兩端的長度,用卡尺測量小球的直徑,二者相加為l,通過改
36、變細(xì)線的長度,測得對應(yīng)的周期T,得到該裝置的l-T2圖象如圖乙所示.利用所學(xué)單擺相關(guān)知識,選擇下列說法正確的選項(取π2=9.86)( ) 圖10 A.T=2 s時擺長為1 m B.T=2 s時擺長約為0.994 m C.?dāng)[球半徑為0.006 m D.當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.86 m/s2 答案 BC 解析 設(shè)擺長為l′,由單擺的周期公式得T=2π(l′=l-0.006 m) 結(jié)合題圖乙推導(dǎo)得:l=0.006 m+T2,可知為l-T2圖象的斜率,所以有:== m/s2,解得:g≈9.80 m/s2,故D錯誤;由單擺的周期公式有:l′=T2=×22 m≈0.994 m,故B正確
37、,A錯誤;由題圖乙可知,l-T2圖象沒有經(jīng)過坐標(biāo)原點,同時由l=0.006+T2可知,縱軸的截距等于球的半徑,故半徑為r=0.006 m,故C正確. 14.(多選)如圖11所示,一列橫波在x軸上傳播,實線和虛線分別表示t1=0、t2=0.14 s時的波形,已知實線在t3=0.6 s時第5次重復(fù)出現(xiàn).則( ) 圖11 A.波的周期為0.1 s B.波的傳播速度為1 m/s C.波沿x軸正方向傳播 D.t2=0.14 s時,x=0處質(zhì)點的縱坐標(biāo)為y= cm 答案 BD 解析 已知實線在t3=0.6 s時第5次重復(fù)出現(xiàn),則有:t3=0.6 s=5T,得:T=0.12 s,故A錯
38、誤;波的傳播速度為:v== m/s=1 m/s,故B正確;從t1=0至t2=0.14 s,波傳播的距離s=vt=14 cm=λ+2 cm,由圖象可知波沿x軸負(fù)方向傳播,故C錯誤;t2=0.14 s=0.12 s+0.02 s,而0.02 s=.根據(jù)y=Asin t得:y=2×sin · cm= cm,所以t2=0.14 s時,x=0處質(zhì)點的縱坐標(biāo)為y= cm,故D正確. 15.(多選)波速均為1.0 m/s的兩列簡諧橫波,分別從波源x=0、x=12 m處沿x軸相向傳播.t=0時的波形圖如圖12所示.下列說法正確的是( ) 圖12 A.兩列波的頻率均為0.25 Hz B.t=0.2
39、 s時,兩列波相遇 C.兩列波相遇過程中,x=5 m處和x=7 m處的質(zhì)點振動加強(qiáng) D.t=3 s時,x=6 m處的質(zhì)點位移達(dá)到最大值 答案 AD 解析 兩列波的波長為λ=4 m,由v=λf得f== Hz=0.25 Hz,故A正確;t== s=2 s時,兩列波相遇,故B錯誤;兩列波相遇過程中,x=5 m處和x=7 m處的質(zhì)點的波峰與波谷相遇振動減弱,故C錯誤;兩波的周期為T==4 s,t=2 s時,兩列波在x=6 m相遇,相遇時x=6 m處質(zhì)點向下振動,再經(jīng)過1 s=,即t=3 s時,該質(zhì)點到達(dá)波谷,位移達(dá)到最大值,故D正確. 16.(多選)(2017·余姚中學(xué)高三上期中)兩列波速
40、相同的簡諧橫波沿x軸相向傳播,實線波的頻率為3 Hz,振幅為10 cm,虛線波的振幅為5 cm,t=0時,兩列波在如圖13所示區(qū)域內(nèi)相遇,則( ) 圖13 A.兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)會發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象 B.實線波和虛線波的頻率之比為3∶2 C.t= s時,x=9 m處的質(zhì)點實際振動方向向上 D.t= s時,x=4 m處的質(zhì)點實際位移大小|y|>12.5 cm 答案 BCD 解析 實線波的波長為λ1=4 m,虛線波的波長為λ2=6 m,波速相等,由波速公式v=λf得:實線波和虛線波的頻率之比為f1∶f2=λ2∶λ1=3∶2,兩列波的頻率不同,不能發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,故A錯誤,B正確;波速v=λ1f1=4×3 m/s=12 m/s,則t= s時,實線和虛線各自向前傳播距離為vt=2 m,則x=9 m處的質(zhì)點實際振動方向向上,故選項C正確;波速v=12 m/s,則在t= s時間內(nèi)波傳播的距離x=vt=1 m,實線波單獨傳播時,t= s時,x=4 m處的質(zhì)點到達(dá)波谷,位移大小為y1=10 cm;根據(jù)波形的平移法作出虛線波傳播x=1 m時的波形,此刻x=4 m處的質(zhì)點位移大小y2>2.5 cm,由波的疊加原理可知t= s時,x=4 m處的質(zhì)點實際位移大小|y|=y(tǒng)1+y2>12.5 cm,故D正確.
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