高考物理热点题型和提分秘籍选修34专题02 机械波原卷版Word格式.docx
《高考物理热点题型和提分秘籍选修34专题02 机械波原卷版Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理热点题型和提分秘籍选修34专题02 机械波原卷版Word格式.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
A．质点P此时的振动方向沿y轴正方向
B．P点振幅比Q点振幅小
C．经过Δt＝3s，质点Q通过的路程是0.6m
D．经过Δt＝3s，质点P将向右移动12m
热点题型二振动图象与波动图象的综合应用
例2、图（a）为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图。
P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；
图（b）为质点Q的振动图象。
下列说法正确的是（）
A．在t＝0.10s时，质点Q向y轴正方向运动
B．在t＝0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m
D．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cm
E．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin10πt（国际单位制）
【提分秘籍】
振动图象
波动图象
研究对象
一振动质点
沿波传播方向的所有质点
研究内容
一质点的位移随时间的变化规律
某时刻所有质点的空间分布规律
图象
物理意义
表示同一质点在各时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
图象信息
（1）质点振动周期
（2）质点振幅
（3）某一质点在各时刻的位移
（4）各时刻速度、加速度的方向
（1）波长、振幅
（2）任意一质点在该时刻的位移
（3）任意一质点在该时刻的加速度方向
（4）传播方向、振动方向的互判
图象变化
随时间推移，图象延续，但已有形状不变
随时间推移，波形沿传播方向平移
一完整曲
线占横坐
标的距离
表示一个周期
表示一个波长
一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5m/s，t＝0时刻的波形如图甲所示。
（1）求横波中质点振动的周期T；
（2）在图乙中画出t＝1s时刻的波形图（至少画出一个波长）；
（3）在图丙中画出平衡位置为x＝0.5m处质点的振动图象（t＝0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期）。
热点题型三波的多解问题
例3．一列横波在x轴上传播，a、b是x轴上相距sab＝6m的两质点，t＝0时，b点正好到达最高点，且b点到x轴的距离为4cm，而此时a点恰好经过平衡位置向上运动。
已知这列波的频率为25Hz。
（1）求经过时间1s，a质点运动的路程；
（2）质点a、b在x轴上的距离大于一个波长，求该波的波速。
造成波动问题多解的主要因素
1．周期性
（1）时间周期性：
时间间隔Δt与周期T的关系不明确。
（2）空间周期性：
波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。
2．双向性
（1）传播方向双向性：
波的传播方向不确定。
（2）振动方向双向性：
质点振动方向不确定。
如：
①质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能。
②质点由平衡位置开始振动，则起振方向有向上、向下（或向左、向右）两种可能。
③只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能，即沿x轴正方向或沿x轴负方向传播。
④只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能。
解决此类问题时，往往采用从特殊到一般的思维方法，即找到一个周期内满足条件的特例，在此基础上，如知时间关系，则加nT；
如知空间关系，则加nλ。
3．波形的隐含性形成多解
在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态。
这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性。
（多选）如图所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0m，b点在a点的右方。
当一列简谐横波沿此绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时，b点的位移恰为零，且向下运动，经过1.00s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰好达到负极大，则这列简谐横波的波速可能等于（）
A．14.0m/sB．10.0m/s
C．6.00m/sD．4.67m/s
热点题型四波的干涉、衍射、多普勒效应
例4、（多选）如图所示表示两列相干水波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为0.2m，波速为1m/s，在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为1cm，C点是相邻实线与虚线间的中点，则（）
A．图示时刻A、B两点的竖直高度差为2cm
B．图示时刻C点正处在平衡位置且向水面上运动
C．F点到两波源的路程差为零
D．经0.1s，A点的位移为零
1．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断
某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr。
（1）当两波源振动步调一致时
若Δr＝nλ（n＝0,1,2，…），则振动加强；
若Δr＝（2n＋1）
（n＝0,1,2，…），则振动减弱。
（2）当两波源振动步调相反时
（n＝0,1,2，…），则振动加强；
若Δr＝nλ（n＝0.1,2…），则振动减弱。
2．波的衍射现象
波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长。
3．多普勒效应的成因分析
（1）接收频率：
观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。
当波以速度v通过观察者时，时间t内通过的完全波的个数为N＝
，因而单位时间内通过观察者的完全波的个数即接收频率。
（2）当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大；
当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。
（多选）图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡块，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动，为使A处水也能发生振动，可采用的方法是（）
A．使波源的频率增大
B．使波源的频率减小
C．移动N使狭缝的间距增大
D．移动N使狭缝的间距减小
1．【2019·
北京卷】下列说法正确的是（）
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．声波只能在空气中传播
D．光需要介质才能传播
2．【2019·
全国卷Ⅰ】【物理——选修3 4】
（1）某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s．下列说法正确的是________．
A．水面波是一种机械波
B．该水面波的频率为6Hz
C．该水面波的波长为3m
D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去
E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
3．【2019·
全国卷Ⅱ】【物理——选修3 4】
（2）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x＝0和x＝5cm处的两个质点．t＝0时开始观测，此时质点O的位移为y＝4cm，质点A处于波峰位置；
t＝
s时，质点O第一次回到平衡位置，t＝1s时，质点A第一次回到平衡位置．求：
（i）简谐波的周期、波速和波长；
（ii）质点O的位移随时间变化的关系式．
4．【2019·
全国卷Ⅲ】【物理——选修3 4】
（1）由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播．波源振动的频率为20Hz，波速为16m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8m、14.6m．P、Q开始振动后，下列判断正确的是________．
A．P、Q两质点运动的方向始终相同
B．P、Q两质点运动的方向始终相反
C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置
D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰
E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰
1.【2019·
天津·
3】4．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为
和
，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是
A．该波沿+x方向传播，波速为1m/s
B．质点a经过4s振动的路程为4m
C．此时刻质点a的速度沿+y方向
D．质点a在t=2s时速度为零
2.【2019·
上海·
15】7．一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v，周期为T，振幅为A。
绳上两质点M、N的平衡位置相距四分之三波长，N位于M右方。
设向上为正，在t=0时刻M位移为
，且向上运动；
经时间t（
），M位移仍为
，但向下运动，则
A．在t时刻，N恰好在波谷位置
B．在t时刻，N位移为负，速度向上
C．在t时刻，N位移为负，速度向下
D．在2t时刻，N位移为
，速度向下
3.【2019·
北京·
15】8．周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波（）
A．沿x轴正方向传播，波速v=20m/sB．沿x轴正方向传播，波速v=10m/s
C．沿x轴负方向传播，波速v=20m/sD．沿x轴负方向传播，波速v=10m/s
4.【2019·
福建·
16】9．简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。
若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（）
5.【2019·
四川·
2】10．平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。
这列水面波
A．频率是30HzB．波长是3mC．波速是1m/sD．周期是0.1s
6.【2019·
海南·
16
（1）】11．一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m.。
已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。
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3分，选3个得4分；
每选错1个扣2分，最低得分为0分）。
A．波速为4m/s
B．波的频率为1.25Hz
C．x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷
D．x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰
E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷
7.【2019·
重庆·
11
（2）】12．题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。
8.【2019·
全国新课标Ⅱ·
34
（2）】14．平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与Q的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=5cm。
当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；
此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：
（ⅰ）P、Q之间的距离；
（ⅱ）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。
1．（2019·
天津卷，5）平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s。
平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP＝3.5m、xQ＝－3m。
当S位移为负且向＋y方向运动时，P、Q两质点的（）
A．位移方向相同、速度方向相反
B．位移方向相同、速度方向相同
C．位移方向相反、速度方向相反
D．位移方向相反、速度方向相同
2．[2019·
新课标全国卷Ⅰ，34
（1）]如图7（a）为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图（b）为媒质中平衡位置在x＝1.5m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2m的质点。
下列说法正确的是________。
（填正确答案标号）
图7
A．波速为0.5m/s
B．波的传播方向向右
C．0～2s时间内，P运动的路程为8cm
D．0～2s时间内，P向y轴正方向运动
E．当t＝7s时，P恰好回到平衡位置
3．[2019·
新课标全国卷Ⅱ，34
（1）]图8（a）为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；
图8
A．在t＝0.10s时，质点Q向y轴正方向运动
B．在t＝0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m
D．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cm
E．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin10πt（国际单位制）
4．（2019·
四川卷，5）如图9所示，甲为t＝1s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点Δx＝0.5m处质点的振动图象可能是（）
图9
5．（多选）（2019·
全国大纲卷，18）两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。
下列说法正确的是（）
A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|
B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2
C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移
D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
6．（多选）（2019·
海南卷，16）一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为x＝0，x＝xb（xb＞0）。
a点的振动规律如图15所示，已知波速为v＝10m/s，在t＝0.1s时，b点的位移为0.05m，则下列判断可能正确的是（）
图15
A．波沿x轴正向传播，xb＝0.5m
B．波沿x轴正向传播，xb＝1.5m
C．波沿x轴负向传播，xb＝2.5m
D．波沿x轴负向传播，xb＝3.5m
7．（2019·
北京卷，17）一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。
t＝0时刻的波形如图16甲所示，a、b是波上的两个质点。
图乙是波上某一质点的振动图象。
图16
A．t＝0时质点a的速度比质点b的大
B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小
C．图乙可以表示质点a的振动
D．图乙可以表示质点b的振动
8．（2019·
福建卷，17）在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象如图17所示，则该波在第一个周期末的波形图是（）
图17
9．（多选）[2019·
山东卷，38
（1）]一列简谐横波沿直线传播，以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图18所示。
已知O、A的平衡位置相距0.9m。
以下判断正确的是（）
图18
A．波长为1.2m
B．波源起振方向沿y轴正方向
C．波速大小为0.4m/s
D．质点A的动能在t＝4s时最大
1．（多选）关于机械波的说法中，正确的是（）
A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B．发生干涉现象时，介质中振动加强的点，振动能量最大，减弱点振动能量可能为零
C．振动图象和波动图象中，横坐标所反映的物理意义是不同的
D．超声波比次声波更容易发生衍射
2.
一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是（）
A．v变小，a变大B．v变小，a变小
C．v变大，a变大D．v变大，a变小
3.
甲、乙两列同类机械横波在同一种介质中传播，其图象如图所示，以下说法中正确的是（）
A．甲波的传播速度比乙波大
B．甲波的传播速度比乙波小
C．甲波的频率比乙波小
D．甲波的频率比乙波大
4．图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置为x＝4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则（）
A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到负向最大
B．质点Q做简谐运动的表达式为x＝10sin
t（cm）
5.
一列平面简谐波，波速为20m/s，沿x轴正方向传播，在某一时刻这列波的图象如图所示．由图可知（）
A．这列波的周期是4s
B．质点P、Q此时刻的运动方向都沿y轴负方向
C．质点P、R在任意时刻的位移都相同
D．质点P、S在任意时刻的速度都相同
6．如图所示，在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，P、Q为沿x轴方向相距0.4m（小于一个波长）的两个质点．某时刻质点P纵坐标为－A（A为振幅），质点Q纵坐标为
且振动方向沿y轴负方向．已知该波频率为1.25Hz，则波速为（）
A.
m/sB．1.5m/s
C．1.2m/sD．0.75m/s
7．（多选）如图甲所示，O点为振源，OP＝s，t＝0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波．图乙为从t＝0时刻开始描绘的质点P的振动图象．下列判断中正确的是（）
A．该波的频率为
B．这列波的波长为
C．t＝0时刻，振源O振动的方向沿y轴负方向
D．t＝t2时刻，P点的振动方向沿y轴负方向
E．t＝t2时刻，O点的振动方向沿y轴负方向
8．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.05s时刻的波形图．已知该波的波速是80cm/s，则下列说法中正确的是（）
A．这列波有可能沿x轴正方向传播
B．这列波的波长是10cm
C．t＝0.05s时刻x＝6cm处的质点正在向下运动
D．这列波的周期一定是0.15s
9．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是（）
A．2m/sB．3m/s
C．4m/sD．5m/s
10．如图所示为一列横波在某时刻的波形图，此波中d质点到达波谷的时间比e质点早0.05s．求：
（1）此列波的传播方向和波速；
（2）1.0s内b质点通过的路程．
11．如图中实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5s时刻的波形，这列波的周期T符合：
3T<
t2－t1<
4T.
（1）若波向右传播，波速多大？
（2）若波向左传播，波速多大？
（3）若波速为74m/s，则波的传播方向如何？
升级会员 