物理同步人教选修34刷题首选卷对点练+提升练第十二章 高考真题集训 Word版含答.docx

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物理同步人教选修34刷题首选卷对点练+提升练第十二章高考真题集训Word版含答

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第十二章高考真题集训

1．（2018·全国卷Ⅲ）（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0．20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。

已知该波的周期T>0．20s。

下列说法正确的是（　　）

A．波速为0．40m/s

B．波长为0．08m

C．x＝0．08m的质点在t＝0．70s时位于波谷

D．x＝0．08m的质点在t＝0．12s时位于波谷

E．若此波传入另一介质中其波速变为0．80m/s，则它在该介质中的波长为0．32m

答案　ACE

解析　根据波形图可知,波长λ＝16cm＝0．16m，B错误；根据t＝0时刻和t＝0．20s时刻的波形图可知

T＝0．2s，T＝

s，n＝0,1,2,3，…，而已知该波的周期T〉0．20s,故该波的周期T＝0．40s，波速v＝

＝0．40m/s，A正确；简谐波沿x轴正方向传播，x＝0．08m的质点在t＝0时刻沿y轴正方向运动，在t＝0．70s＝1

T时位于波谷,在t＝0．12s＝

T时位于y〉0的某位置（不是位于波谷），C正确，D错误；若此波传入另一介质中,周期T不变，其波速变为v＝0．80m/s，由λ＝vT可得它在该介质中的波长为λ＝0．80×0．4m＝0．32m，E正确。

2．（2018·北京高考）如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0．15m。

当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是（　　）

A．0．60mB．0．30mC．0．20mD．0．15m

答案　B

解析　可以画出PQ之间的最简单的波形，如图所示:

同时由于PQ可以含有多个完整的波形，则xPQ＝n＋

λ（n＝0,1,2，…）整理可以得到λ＝

（n＝0,1，2,…），当n＝0时，λ＝0．3m,当n＝1时，λ＝0．1m，故B正确，A、C、D错误.

3．（2016·天津高考）（多选）在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为y＝5sin

它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x＝12m处，波形图象如图所示，则（　　）

A．此后再经6s该波传播到x＝24m处

B．M点在此后第3s末的振动方向沿y轴正方向

C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向

D．此后M点第一次到达y＝－3m处所需时间是2s

答案　AB

解析　由波源振动表达式可知ω＝

，而ω＝

，所以T＝4s,由波形图知λ＝8m，波速v＝

＝2m/s,Δx＝v·Δt＝12m,A正确；经过Δt′＝3s，波向前传播的距离为Δx′,Δx′＝v·Δt′＝6m，画出这一时刻的波形图如图中虚线所示，由图可知，M点振动方向沿y轴正方向，B正确；

在波的传播过程中,各质点的起振方向都与波源的起振方向相同，可得波源起振方向沿y轴正方向，C错误;此时M点在y＝3m处且沿y轴负方向振动,第一次到达y＝－3m处所用时间小于

，D错误。

4．（2016·全国卷Ⅰ）（多选）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

答案　ACE

解析　水面波是一种机械波,传播过程中各质点只在平衡位置上下往复运动,不随波的传播而迁移,因此水面波不会将该同学推向岸边,D错误,A、E均正确;由题意可知该波的周期T＝

s＝

s，频率f＝

＝0．6Hz,波长λ＝vT＝1．8×

m＝3m,B错误，C正确。

5．（2016·全国卷Ⅲ）（多选）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

答案　BDE

解析　由波速公式：

v＝λf得λ＝

＝0．8m，LSP＝

λ＝19

λ,LSQ＝

λ＝18

λ,由波动的周期性，采用“去整留零"的方法,可在波形图上标出S、P、Q三点的位置，如图所示,由图可知，P、Q两点的运动方向始终相反，A项错误，B项正确；S在平衡位置时,P、Q一个在波峰,一个在波谷，C项错误；当S恰通过平衡位置向上运动时，P在波峰，Q在波谷，反之则相反，故D、E两项正确。

6．

（2017·北京高考）某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（　　）

A．t＝1s时，振子的速度为零,加速度为负的最大值

B．t＝2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值

C．t＝3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零

D．t＝4s时,振子的速度为正，加速度为负的最大值

答案　A

解析　t＝1s时，振子处于正的最大位移处，振子的速度为零，加速度为负的最大值，A正确;t＝2s时，振子在平衡位置且向x轴负方向运动，则振子的速度为负，加速度为零，B错误；t＝3s时,振子处于负的最大位移处，振子的速度为零，加速度为正的最大值，C错误;t＝4s时，振子在平衡位置且向x轴正方向运动,则振子的速度为正，加速度为零，D错误。

7．（2015·天津高考）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xa＝2m和xb＝6m，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

答案　D

解析　由题图乙可知，该时刻质点b在平衡位置沿＋y方向运动，根据上下坡法可知，波沿－x方向传播，A项错误；由题图乙可知，波的振动周期为8s，则质点a经4s振动的路程为2A＝1m，B项错误；由上下坡法可知,此时刻质点a的速度沿－y方向，C项错误；经过2s即四分之一周期,质点a运动到波谷，速度为零，D项正确.

8．（2015·海南高考）（多选）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在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（　　）

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＝0．6s时恰好位于波谷

D．x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

答案　BDE

解析　任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0．4s，则

T＝0．4s,解得T＝0．8s.从题中图象知λ＝4m，故由公式v＝

＝

m/s＝5m/s，A错误；由公式f＝

得波的频率为1．25Hz，B正确;x坐标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m，为波长的整数倍，即两质点振动情况完全相同，而x坐标为3m的质点经过0．6s即四分之三周期振动到平衡位置,所以x坐标为15m的质点在t＝0．6s时振动到平衡位置，C错误;x的坐标为22m和2m的质点振动情况完全相同，x的坐标为2m的质点经过0．2s即四分之一周期恰好位于波峰,故x的坐标为22m的质点在t＝0．2s时恰好位于波峰,D正确；当质点P位于波峰时,经过了半个周期，而x坐标为17m和5m的质点振动情况完全相同，经过半个周期x坐标为5m的质点恰好位于波谷,E正确。

9．（2017·全国卷Ⅲ）（多选）如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0．5s时的波形图。

已知该简谐波的周期大于0．5s.关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）

A．波长为2m

B．波速为6m/s

C．频率为1．5Hz

D．t＝1s时，x＝1m处的质点处于波峰

E．t＝2s时，x＝2m处的质点经过平衡位置

答案　BCE

解析　由简谐波的波动图象可知，波长为4m，A错误；t＝0．5s时波向x轴正方向传播的距离为x＝n＋

λ（n＝0,1，2,3…），即t＝n＋

T＝0．5s（n＝0,1，2，3…），又T>0．5s,解之得T＝

当n＝0时，T＝

s符合题意；当n＝1时，T＝

s<0．5s，不符合题意，则波速v＝

＝6m/s，B正确；频率f＝

＝1．5Hz，C正确；t＝0时x＝1m处的质点处于波峰，因t＝1s时n＝

＝

＝1．5，则此时x＝1m处的质点处于波谷，D错误；t＝0时x＝2m处的质点经过平衡位置向上振动，因t＝2s时n＝

＝

＝3，则此时x＝2m处的质点经过平衡位置向上振动，E正确。

10．（2018·全国卷Ⅱ）声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。

一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1．00s。

桥的长度为________m,若该波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中波长为λ的________倍。

答案　365　

解析　设桥的长度为s，则声音在钢铁中传播的时间t＝

＝

，

声音在空气中的传播时间为t′＝

＝

根据题意Δt＝t′－t＝

－

＝1，

解得：

s＝365m。

声音在不同介质中的频率是不会改变的，由公式可知

λ＝

＝

，

解得λ钢＝

λ空＝

λ＝

λ.

11．（2018·江苏高考）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝0和x＝0．6m处的两个质点A、B的振动图象如图所示。

已知该波的波长大于0．6m，求其波速和波长。

答案　v＝2m/s　λ＝0．8m

解析　由图象可知，周期T＝0．4s，由于波长大于0．6m，由图象可知，波从A到B的传播时间Δt＝0．3s，

波速v＝

，

代入数据得v＝2m/s,

波长λ＝vT，

代入数据得λ＝0．8m.

12．（2018·全国卷Ⅰ）一列简谐横波在t＝

s时的波形图如图a所示，P、Q是介质中的两个质点。

图b是质点Q的振动图象.求：

（1）波速及波的传播方向；

（2）质点Q的平衡位置的x坐标.

答案　

（1）18cm/s　波沿x轴负方向传播

（2）9cm

解析　

（1）由图a可以看出，该波的波长为

λ＝36cm①

由图b可以看出,周期为T＝2s②

波速为

v＝

＝18cm/s③

由图b知，当t＝

s时，Q点向上运动，结合图a可得，波沿x轴负方向传播。

（2）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xP、xQ.

由图a知,x＝0处y＝－

＝Asin（－30°），

因此xP＝

λ＝3cm④

由图b知，在t＝0时Q点处于平衡位置，

经Δt＝

s，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有xQ－xP＝vΔt＝6cm⑤

由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为

xQ＝9cm。

13．（2016·全国卷Ⅱ）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：

（1）简谐波的周期、波速和波长；

（2）质点O的位移随时间变化的关系式。

答案　见解析

解析　

（1）设振动周期为T。

由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是

个周期，由此可知T＝4s①

由于质点O与A的距离5cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t＝

s时回到平衡位置,而A在t＝1s时回到平衡位置，时间相差

s.两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度

v＝7．5cm/s②

利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长

λ＝30cm。

③

（2）设质点O的位移随时间变化的关系为

y＝Acos

④

将①式及题给条件代入上式得

⑤

解得φ0＝

，A＝8cm⑥

质点O的位移随时间变化的关系式为

y＝0．08cos

（国际单位制）⑦

或y＝0．08sin

（国际单位制）。