《2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)攻關(guān)高分秘籍 專題15 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波學(xué)案.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)攻關(guān)高分秘籍 專題15 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波學(xué)案.doc（15頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
專題15 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波
分析近幾年的高考試題,在考查機(jī)械波的形成和傳播時(shí),往往以考查振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像為主,主要涉及的知識(shí)點(diǎn)為波速、波長(zhǎng)和頻率(周期)的關(guān)系,光學(xué)部分以考查光的折射定律和全反射等知識(shí)為主.高考命題形式通常為一選擇題(或填空題)加一個(gè)計(jì)算題,選擇題(或填空題)側(cè)重考查對(duì)機(jī)械波、機(jī)械振動(dòng)、電磁波、相對(duì)論和光學(xué)知識(shí)的理解,計(jì)算題主要考查光的折射、全反射的綜合應(yīng)用,也可能會(huì)考查振動(dòng)和波的綜合應(yīng)用.本章的復(fù)習(xí)要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械波、電磁波及光學(xué)中基本概念及基本現(xiàn)象的復(fù)習(xí),同時(shí)振動(dòng)與波動(dòng)綜合問(wèn)題,光的折射、全反射的綜合計(jì)算題要加強(qiáng)規(guī)范訓(xùn)練.
【備考建議】
【經(jīng)典例題】
考點(diǎn)一 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
【典例1】(2018湖北華中師范大學(xué)一附中期中)如圖所示,質(zhì)量為M的物塊連在水平放置的左端固定的輕質(zhì)彈簧的右端,構(gòu)成一彈簧振子,物塊可沿光滑水平面在BC間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振幅為A.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將一質(zhì)量為m的小物塊輕輕地放在M上,第一次是當(dāng)M運(yùn)動(dòng)到平衡位置O處時(shí)放在上面,第二次是當(dāng)M運(yùn)動(dòng)到最大位移C處時(shí)放在上面,觀察到第一次放后的振幅為A1,第二次放后的振幅為A2,則( )
A.A1=A2=A B.A1
2.0 m,則該波的傳播速度為多少?
解析:(1)若波從a傳向b,則傳播的時(shí)間t=nT+=4n+1(s),
傳播的速度v== m/s;
波長(zhǎng)λ=vT= m(n=0,1,2,3…)
若波從b傳向a,則傳播的時(shí)間t=nT+=4n+3(s),
傳播的速度v== m/s;
波長(zhǎng)λ=vT= m(n=0,1,2,3…).
解析:(2)若波從a傳向b,則n=0時(shí),可得λ=8 m,v=2 m/s;
若波從b傳向a,則n=0時(shí),可得λ= m,v= m/s.
考點(diǎn)八 波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)
【典例12】 (2018沈陽(yáng)模擬)(多選)如圖是水面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加情況,以波源S1,S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時(shí)刻兩列波的波峰(實(shí)線)和波谷(虛線),S1的振幅A1=3 cm,S2的振幅A2=2 cm,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)D是振動(dòng)減弱點(diǎn)
B.質(zhì)點(diǎn)A,D在該時(shí)刻的高度差為10 cm
C.再過(guò)半個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)B,C是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
D.質(zhì)點(diǎn)C的振幅為1 cm
E.質(zhì)點(diǎn)C此刻以后將向下振動(dòng)
【典例13】(2017山東青島市二模)(多選)如圖波源S1在繩的左端發(fā)出頻率為f1,振幅為A1的半個(gè)波形a,同時(shí)另一個(gè)波源S2在繩的右端發(fā)出頻率為f2、振幅為A2的半個(gè)波形b,(f10.20 s。下列說(shuō)法正確的是___________。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）
A．波速為0.40 m/s
B．波長(zhǎng)為0.08 m
C．x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70 s時(shí)位于波谷
D．x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.12 s時(shí)位于波谷
E．若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s，則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.32 m
【來(lái)源】2018年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（全國(guó)III卷）
5.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，已知t=0時(shí)的波形如圖所示，波上有P、Q兩點(diǎn)，其縱坐標(biāo)分別為yP="2" cm，yQ="-2" cm。下列說(shuō)法中正確的是：。 （ ）
A. P點(diǎn)的振動(dòng)形式傳到Q點(diǎn)需要T/2；
B. P、Q在振動(dòng)的過(guò)程中的任一時(shí)刻，位移都相同；
C. 在5T/4內(nèi)，P點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm；
D. 經(jīng)過(guò)3T/8，Q點(diǎn)回到平衡位置。
6.．一列橫波沿水平繩傳播，繩的一端在t＝0時(shí)開(kāi)始做周期為T(mén)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t（T＜t＜T），繩上某點(diǎn)位于平衡位置上方的最大位移處。則在2t時(shí)，該點(diǎn)位于平衡位置的 （ ）
A. 上方，且向上運(yùn)動(dòng) B. 上方，且向下運(yùn)動(dòng)
C. 下方，且向上運(yùn)動(dòng) D. 下方，且向下運(yùn)動(dòng)
7.．取一根柔軟的彈性繩，將繩的右端固定在豎直墻壁上，繩的左端自由，使繩處于水平伸直狀態(tài)．從繩的端點(diǎn)開(kāi)始用彩筆每隔0.50 m標(biāo)記一個(gè)點(diǎn)，依次記為A、B、C、D……如圖所示．現(xiàn)用振動(dòng)裝置拉著繩子的端點(diǎn)A沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若A點(diǎn)起振方向向上，經(jīng)0.1 s第一次達(dá)正向最大位移，此時(shí)C點(diǎn)恰好開(kāi)始起振，則
①繩子形成的波是橫波還是縱波？簡(jiǎn)要說(shuō)明判斷依據(jù)，并求波速為多大；
②從A開(kāi)始振動(dòng)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間J點(diǎn)第一次向下達(dá)到最大位移？
③畫(huà)出當(dāng)J點(diǎn)第一次向下達(dá)到最大位移時(shí)的波形圖象．
8．有兩列簡(jiǎn)諧橫波a、b在同一介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速均為v＝2.5m/s。在t＝0時(shí)，兩列波的波峰正好在x＝2.5m處重合，如圖所示。求
(1)求兩列波的周期Ta和Tb。
(2)求t＝0時(shí)，兩列波的波峰重合處的所有位置。
1【答案】 B
【解析】可以畫(huà)出PQ之間的最簡(jiǎn)單的波形，如圖所示：
點(diǎn)睛：解決機(jī)械波的題目關(guān)鍵在于理解波的周期性，即時(shí)間的周期性或空間的周期性，得到波長(zhǎng)的通項(xiàng)，再求解處波長(zhǎng)的特殊值。
2【答案】 AD
【點(diǎn)睛】t=0時(shí)刻振子的位移x=-0.1m，t=1s時(shí)刻x=0.1m，關(guān)于平衡位置對(duì)稱；如果振幅為0.1m，則1s為半周期的奇數(shù)倍；如果振幅為0.2m，分靠近平衡位置和遠(yuǎn)離平衡位置分析．
3【答案】 CD
【點(diǎn)睛】?jī)闪蓄l率相同的相干波，當(dāng)波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)，當(dāng)波峰與波谷相遇時(shí)振動(dòng)減弱，據(jù)此分析。
4【答案】 ACE
【解析】試題分析 本題考查波動(dòng)圖像、波速計(jì)算、波動(dòng)傳播及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。
解析 根據(jù)波形圖可知，波長(zhǎng)λ=16cm=0.16m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)t=0時(shí)刻和t=0.20s時(shí)刻的波形圖和該波的周期T>0.20s可知，可知該波的周期T=0.40s，波速v=λ/T=0.40m/s，選項(xiàng)A正確；簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，x=0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，在t=0.70s時(shí)位于波谷，在t=0.12s時(shí)位于y＞0的某位置(不是位于波谷)，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤；若此波傳入另一介質(zhì)中，周期T不變，其波速變?yōu)関=0.80m/s，由λ=vT可得它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為λ=0.800.4m=0.32m，選項(xiàng)E正確。
5.【答案】 A
【解析】因?yàn)镻Q之間相差半個(gè)波長(zhǎng)，故P點(diǎn)的振動(dòng)形式傳到Q點(diǎn)需要T/2，選項(xiàng)A正確；P、Q是振動(dòng)的反相點(diǎn)，故在振動(dòng)的過(guò)程中的任一時(shí)刻，兩點(diǎn)的位移大小都相等，但方向相反，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)镻點(diǎn)在t=0時(shí)刻不是在波峰或波谷，也不在平衡位置，所以在5T/4內(nèi)，P點(diǎn)通過(guò)的路程不等于5A=20cm,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)Q在t=0時(shí)刻的振動(dòng)方向向下，從yQ="-2" cm的位置振動(dòng)到y(tǒng)Q="-4" cm的位置所用時(shí)間大于,故Q點(diǎn)回到平衡位置所需時(shí)間大于，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。
考點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)；機(jī)械波的傳播。
6.【答案】 A
考點(diǎn)：簡(jiǎn)諧振動(dòng)
【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的問(wèn)題，關(guān)鍵是掌握簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特點(diǎn)，將質(zhì)點(diǎn)一個(gè)周期內(nèi)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程分成四個(gè)T，再分析質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)是常用的方法。
7.【答案】 ①橫波 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直 10 m/s ②0.75 s ③見(jiàn)解析
【解析】①繩子形成的波是橫波．因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直．
由題意知，波的周期 T=0．4 s，波長(zhǎng)為 λ="4" m，所以波速．
②從A開(kāi)始振動(dòng)，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1，J點(diǎn)開(kāi)始起振方向向上，
振動(dòng)從A傳到J所用時(shí)間為
設(shè)J點(diǎn)向上起振后經(jīng)t2時(shí)間第一次到負(fù)向最大位移，則，所以所求時(shí)間t=t1+t2=0．75 s．
③當(dāng)J點(diǎn)第一次向下達(dá)到最大位移時(shí)，波形圖象如圖所示
考點(diǎn)：機(jī)械波的傳播
【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵利用波在同一介質(zhì)中勻速傳播和質(zhì)點(diǎn)起振方向與波源起振方向相同的特點(diǎn)求出波速。
8【答案】 ①， ②
考點(diǎn)：本題考查了波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系，橫波的圖象.
2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)攻關(guān)高分秘籍 專題15 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波學(xué)案.doc
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