高考物理 专题练习题专题十三 机械振动 机械波 光学选修34.docx

1、高考物理 专题练习题专题十三 机械振动 机械波 光学选修34专题十三机械振动机械波光学(选修34)高考命题规律2019年高考必备2014年2015年2016年2017年2018年卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷考点一机械振动机械波34(1)34(1)34(2)34(2)34(1)34(2)34(1)34(1)34(1)34(2)34(1)34(1)考点二光学34(2)34(1)34(2)34(1)34(2)34(2)34(2)34(2)34(1)34(2)34(2)考点三实验:1.探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度2.测定玻璃的折射率3.用双缝干涉测光的波长34(2)34(1)34(1)考点一机械

2、振动机械波命题角度1机械振动机械波高考真题体验对方向1.2018全国34(2)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()波速及波的传播方向;()质点Q的平衡位置的x坐标.答案:()0.18 m/sx轴负方向()(9 cm,0)解析:()由图(a)可知,波长=218 cm=0.36 m,由图(b)可知,周期T=2 s,所以v=0.18 m/s,由图(b)在t= s 的下一刻向上运动;结合图(a)由同侧法可知,传播方向沿x轴负方向;()由图(a)可知O处纵坐标为-,OP时间间隔为T=T,又PQ时间间隔为s=T,所以OQ的时间间隔为T

3、,OQ的水平间距d=vT=9 cm,所以Q的平衡位置的坐标为x=9 cm.2.2018全国34(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示.已知该波的周期T0.20 s.下列说法正确的是(填正确答案:标号).A.波速为0.40 m/sB.波长为0.08 mC.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m答案:ACE解析:根据题意,从图中可以看出该波波长等于0.16 m,由于周期T0.20 s,因此在0

4、.20 s时间内波向x轴正方向传播只能是0.5,所以周期为0.40 s,波速为v=0.40 m/s,A对、B错;0.7 s=1.75T,0.12 s=0.3T,t=0时刻位于0.08 m处的质点向上振动,0.70 s后处于波谷位置,0.12 s 后介于平衡位置和波峰之间,C对、D错;波传播到另一介质中后周期不变,波长变为=vT=0.32 m,E选项正确.3.2018全国34(1)声波在空气中的传播速度为340 m/s,在钢铁中的传播速度为4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s,桥的长度为m,若该声波在空气中

5、的波长为,则它在钢铁中的波长为的倍.答案:365解析:设桥长为L,声音在空气或钢铁中匀速传播,根据题意,有=1.00 s,得L365 m.声音在钢铁、空气中传播时的周期不变,则波长之比为.4.2017全国34(1)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=0.5 s时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s.关于该简谐波,下列说法正确的是(填正确答案:标号).A.波长为2 mB.波速为6 m/sC.频率为1.5 HzD.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置答案:BCE解析:由波的图象可以看出,波长为=4 m,A错

6、,由题意知n+T=0.5 s,且T0.5 s,故式中n=0,即T=0.5 s,T= s,频率为1.5 Hz,波速为v=6 m/s,B、C 正确;根据波传播方向与振动方向的关系知,t=1 s=T,x=1 m处的质点振动到波谷位置,D错;同理t=2 s=3T,x=2 m处的质点从平衡位置向上运动,故E正确.5.2016全国34(2)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10 cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5 cm处的两个质点.t=0时开始观测,此时质点O的位移为y=4 cm,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=1 s时,质点A第一次回到平衡位置.

7、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:(1)4 s7.5 cm/s30 cm(2)y=0.08cos或y=0.08sin解析:(1)设振动周期为T.由于质点A在0到1 s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=4 s由于质点O与A的距离5 cm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=1 s 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=7.5 cm/s利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长=30 cm (2)设质点O的位移随时间变化的关系为y=Acos 将式及题给条

8、件代入上式得 解得0=,A=8 cm质点O的位移随时间变化的关系式为y=0.08cos 或y=0.08sin判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法(1)上下坡法:沿波的传播方向,上坡时质点向下振动,下坡时质点向上振动,如图甲所示.(2)同侧法:波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧,如图乙所示.(3)微平移法:将波形图沿传播方向平移xx,再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定,如图丙所示.新题演练提能刷高分1.(2018山西高三第二次模拟考试)如图所示,一列简谐波沿x轴传播,实线为t=0时的波形图,此时P质点向y轴负方向振动;虚线为0.02 s(小于1个周期)时的波形图

9、,则(填正确答案:标号).A.波沿x轴正方向传播B.波速为3.5 m/sC.t=0.02 s时,x=8 cm处质点向y轴负方向振动D.t=0至t=0.08 s,质点P通过的路程为0.04 mE.该波的频率为6.25 Hz答案:ACE解析:由题意知,此时P质点向y轴负方向运动,根据波形平移法判断得知该波沿x轴正方向传播,故A正确;已知虚线为经过0.02 s时第一次出现的波形图,则波传播的距离不到一个波长,由波形平移法可知波在t=0.02 s时间内传播的距离为x=1 cm=0.01 m,则波速为v=0.5 m/s,故B错误;由题图可知在t=0.02 s时,由“上下坡法”可知x=8 cm处质点向y轴

10、负方向振动,故C正确;由题图可知波长为=0.08 m,则周期T=0.16 s,故经过t=0.08 s=,故质点P通过的路程为2A=2 cm=0.02 m,故D错误;该波的频率f=6.25 Hz,故E正确,故选ACE.2.(2018山东潍坊高三第二次高考模拟)如图所示为一列横波在t=0时刻的波形图,沿波的传播方向上依次有P、Q两点,分别位于x=4 m和x=9 m处.从t=0时刻开始,质点P在t=11 s时第3次到达波谷,求:(1)该波的波速;(2)质点Q的振动方程.答案:(1)2 m/s(2)y=8sint+ cm解析:(1)设波的周期为T,P第三次到达波谷时间t=T+2T,解得T=4 s.由图

11、象可知,波长=8 m,波速v=2 m/s.(2)由图象可知,振幅为A=8 m,波的频率=,质点Q的初相位=.质点Q的振动方程y=8sint+ cm.3.(2018湖北武汉高中毕业生四月调研测试)一列简谐横波某时刻的波形图如图甲所示,从该时刻开始计时,质点A的振动图象如图乙所示.下列说法正确的是(填正确答案:标号).A.t=0.6 s时,质点P的位移为2 mB.00.6 s内,质点P运动的路程为6 mC.t=0.6 s时,波传播的距离为6 mD.若t=0时,振动刚刚传到A点,则t=1.6 s时,x=50 m的质点第二次位于波峰E.若t=0时,振动刚刚传到A点,则t=2.4 s时,x=50 m的质

12、点第二次位于波峰答案:ABE解析:由振动图象可知t=0时刻质点A向下振动,则波向x轴正向传播,质点P此时向下振动;T=0.8 s,则t=0.6 s时,质点P振动T到达最高点,则位移为2 m,质点P的路程为3A=6 cm,选项AB正确;波速v= m/s=25 m/s,则t=0.6 s时,波传播的距离为x=vt=15 m,选项C错误;若t=0时,振动刚刚传到A点,则x=50 m的质点第二次位于波峰时,波向前传播的距离为60 m,则用时间s=2.4 s,故选项E正确,D错误.故选ABE.4.(2018广东惠州高三4月模拟)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为介质中x=2 m处的质点P以此时

13、刻为计时起点的振动图象.下列说法正确的是(填正确答案:标号).A.这列波的传播方向是沿x轴正方向B.这列波的传播速度是20 m/sC.经过0.15 s,质点P沿x轴的正方向传播了3 mD.经过0.1 s时,质点Q的运动方向沿y轴正方向E.经过0.35 s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离答案:ABE解析:由图乙读出,t=0时刻质点的速度向下,则由波形的平移法可知,这列波沿x轴正方向传播,A正确;由图知=4 m,T=0.2 s,则波速v= m/s=20 m/s,B正确;简谐横波中质点在平衡位置附近振动,并不随着波迁移,C错误;图示时刻Q点沿y轴正方向运动,t=0.1 s=T,质

14、点Q的运动方向沿y轴负方向,D错误;t=0.35 s=1.75T,经过0.35 s时,质点P到达波峰,而质点Q位于平衡位置与波谷之间,故质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离,E正确.命题角度2干涉、衍射、电磁波等概念高考真题体验对方向1.2016全国34(1)关于电磁波,下列说法正确的是(填正确答案:标号).A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失答案:ABC解析:电磁波在真空中的传播速度为光速,A选项正确;电磁波是由周期性变化的电场和磁场相互激发产生的,B选项正确;传播速度方向、电场方向、磁场方向三者两两垂直,C选项正确;电磁波可以通过光缆传播,D选项错误;当电磁振荡消失后,电磁波可继续传播,E选项错误.2.2017全国34(1)如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0,-2).两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示.两列波的波速均为1.00 m/s.两列波从波源传播