高考物理二輪復習 專題十二 選考34 機械波、光學、電磁波 第一講 振動與波課件

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1、專題十二選專題十二選考考3-4機械機械波、光學、波、光學、電磁波電磁波第一講第一講振動與振動與波波真題模擬體驗名師詮釋高考123451.(多選)(2014課標全國,34(1)圖(a)為一列簡諧橫波在t=0.10 s時刻的波形,P是平衡位置在x=1.0 m處的質(zhì)點,Q是平衡位置在x=4.0 m處的質(zhì)點;圖(b)為質(zhì)點Q的振動圖象.下列說法正確的是()A.在t=0.10 s時,質(zhì)點Q向y軸正方向運動B.在t=0.25 s時,質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相同C.從t=0.10 s到t=0.25 s,該波沿x軸負方向傳播了6 mD.從t=0.10 s到t=0.25 s,質(zhì)點P通過的路程為30 cmE

2、.質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y=0.10sin 10t(國際單位制)真題模擬體驗名師詮釋高考12345真題模擬體驗名師詮釋高考123452.(多選)(2013課標全國,34(1)如圖,a、b、c、d是均勻介質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點,相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m.一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時刻到達質(zhì)點a處,質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動,t=3 s時a第一次到達最高點.下列說法正確的是()A.在t=6 s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處B.在t=5 s時刻質(zhì)點c恰好到達最高點C.質(zhì)點b開始振動后,其振動周期為4 sD.在4 st6 s的時間間隔內(nèi)質(zhì)點c向上運動E.當質(zhì)

3、點d向下運動時,質(zhì)點b一定向上運動真題模擬體驗名師詮釋高考123453.(2013安徽理綜,21()根據(jù)單擺周期公式 ,可以通過實驗測量當?shù)氐闹亓铀俣?如圖1所示,將細線的上端固定在鐵架臺上,下端系一小鋼球,就做成了單擺.(1)用游標卡尺測量小鋼球直徑,示數(shù)如圖2所示,讀數(shù)為 mm.真題模擬體驗名師詮釋高考12345真題模擬體驗名師詮釋高考12345(2)以下是實驗過程中的一些做法,其中正確的有.a.擺線要選擇細些的、伸縮性小些的,并且盡可能長一些b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的c.為了使擺的周期大一些,以方便測量,開始時拉開擺球,使擺線相距平衡位置有較大的角度d.拉開擺球,使擺線偏離平

4、衡位置不大于5,在釋放擺球的同時開始計時,當擺球回到開始位置時停止計時,此時間間隔t即為單擺周期Te.拉開擺球,使擺線偏離平衡位置不大于5,釋放擺球,當擺球振動穩(wěn)定后,從平衡位置開始計時,記下擺球做50次全振動所用的時間t,則單擺周期真題模擬體驗名師詮釋高考12345解析:(1)先從主尺讀出整數(shù)部分刻度為18 mm,然后從游標尺讀出小數(shù)部分刻度為0.6 mm,所以小鋼球直徑為18.6 mm.(2)在該實驗中,擺球的擺角不要太大,偏離平衡位置不大于5,c、d兩項均錯誤,為了盡量減少實驗誤差,擺球應該選擇質(zhì)量大、體積小的小球;擺線要選擇質(zhì)量小、不易伸長、長度大一些的細繩;擺球擺動穩(wěn)定后,從平衡位置

5、開始計時,擺球兩次經(jīng)過平衡位置為一次全振動,a、b、e三項正確.答案:(1)18.6(2)abe真題模擬體驗名師詮釋高考123454.(2015課標全國,34(2) 甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負向傳播,波速均為v=25 cm/s.兩列波在t=0時的波形曲線如圖所示.求:(1)t=0時,介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點的x坐標;(2)從t=0開始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16 cm的質(zhì)點的時間.真題模擬體驗名師詮釋高考12345解析:(1)t=0時,在x=50 cm處兩列波的波峰相遇,該處質(zhì)點偏離平衡位置的位移為16 cm.兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點偏離平

6、衡位置的位移均為16 cm.從圖線可以看出,甲、乙兩列波的波長分別為1=50 cm,2=60 cm甲、乙兩列波波峰的x坐標分別為x1=50+k11,k1=0,1,2,x2=50+k22,k2=0,1,2,由式得,介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點的x坐標為x=(50+300n) cmn=0,1,2,真題模擬體驗名師詮釋高考12345真題模擬體驗名師詮釋高考123455.(2014四川理綜,5)如圖所示,甲為t=1 s時某橫波的波形圖象,乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點的振動圖象,距該質(zhì)點x=0.5 m處質(zhì)點的振動圖象可能是()真題模擬體驗名師詮釋高考12345解析:若該波向右傳播,圖乙應為

7、x=1.5 m到x=2 m之間一點的振動圖象.該點左側0.5 m處的質(zhì)點在t=1 s時,位移沿y軸負向,且速度沿y軸正向,無選項符合要求;該點右側0.5 m處的質(zhì)點在t=1 s時,位移沿y軸正向,而速度沿y軸負向,可知選項A正確;若該波向左傳播,圖乙應為x=1 m到x=1.5 m之間某一點的振動圖象.該點左側0.5 m處的質(zhì)點在t=1 s時,位移沿y軸正向,速度沿y軸負向,同樣得出選項A正確;該點右側0.5 m處的質(zhì)點在t=1 s時,位移沿y軸負向,速度沿y軸正向,無選項符合要求.答案:A真題模擬體驗名師詮釋高考在本講中,高考命題主要涉及:1.簡諧運動的圖象、表達式、描述簡諧運動的物理量、單擺

8、以及用單擺測定重力加速度實驗、共振等.往往與機械波綜合命題考查.2.機械波中的橫波圖象、波速、波長與周期(頻率)的關系,波的干涉和衍射以及多普勒效應.以考查波的形成及與振動的關系為主. 考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三2.橫波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法(1)微平移法:若已知波的傳播方向,畫出經(jīng)時間 后的波形圖,通過比較某質(zhì)點在兩個波形圖的位置關系,可知其振動方向.(2)特殊點帶動法:若已知波的傳播方向,把某質(zhì)點和其相鄰的特殊點(波峰或波谷)比較,根據(jù)波的傳播原理“依次帶動”來判斷該質(zhì)點的振動方向.(3)上下坡法:沿著波的傳播方向看,“上坡”的質(zhì)點向下振動,“下坡”

9、的質(zhì)點向上振動,簡稱“上坡下,下坡上”.3.振動與波的常用規(guī)律(1)振動的對稱性、周期性.(2)振動質(zhì)點的路程s與振幅A的關系:若時間t=nT,則路程s=4nA.(3)波長、波速和周期的關系:=vT.考點一考點二考點三(多選)(2015甘肅蘭州一模)圖甲為一列簡諧橫波在t=0時的波形圖,P是平衡位置在x=0.5 m處的質(zhì)點,Q是平衡位置在x=2.0 m處的質(zhì)點;圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象.下列說法正確的是()A.這列簡諧波沿x軸正方向傳播B.波的傳播速度為20 m/sC.從t=0到t=0.25 s,波傳播的距離為50 cmD.在t=0.10 s時,質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相同E.從t=0.1

10、0 s到t=0.25 s,質(zhì)點P通過的路程為30 cm考點一考點二考點三思路點撥:根據(jù)質(zhì)點的振動方向,通過“上下坡法”得出波的傳播方向;根據(jù)振動圖象得出周期,根據(jù)波動圖象得出波長,通過波長和周期求出波速,從而得出波傳播的距離;根據(jù)質(zhì)點所在的位置確定加速度的方向.考點一考點二考點三考點一考點二考點三對點訓練11.(多選)(2014課標全國,34(1)圖(a)為一列簡諧橫波在t=2 s時的波形,圖(b)為媒質(zhì)中平衡位置在x=1.5 m 處的質(zhì)點的振動圖象,P是平衡位置為x=2 m的質(zhì)點.下列說法正確的是()A.波速為0.5 m/sB.波的傳播方向向右C.02 s時間內(nèi),P運動的路程為8 cmD.0

11、2 s時間內(nèi),P向y軸正方向運動E.當t=7 s時,P恰好回到平衡位置考點一考點二考點三考點一考點二考點三2.(2014安徽理綜,16)一簡諧橫波沿x軸正向傳播,圖1是t=0時刻的波形,圖2是介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖象,則該質(zhì)點的x坐標值合理的是()A.0.5 mB.1.5 mC.2.5 mD.3.5 m考點一考點二考點三解析:由質(zhì)點振動圖象可知,t=0時刻質(zhì)點y坐標介于-0.1-0.2之間,且振動方向向下.再由波的圖象以及波的傳播方向和振動方向的關系可知,該質(zhì)點x坐標的合理值是x=2.5 m.故選項C正確.答案:C考點一考點二考點三波的空間周期性、時間周期性、介質(zhì)兩質(zhì)點間距離與波長關系不確定、振

12、動或波的雙向性引起多解.考點一考點二考點三(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播,該直線上平衡位置相距9 m的a、b兩質(zhì)點的振動圖象如圖所示,下列描述該波的圖象可能正確的是 ()考點一考點二考點三思路點撥:先根據(jù)兩質(zhì)點振動圖象及波傳播的雙向性寫出ab之間的間距與波長的通式,然后從波長角度判斷各選項中波形的正誤.考點一考點二考點三考點一考點二考點三對點訓練21.(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖(a)是t=0時刻的波形圖,圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質(zhì)點的振動圖象.由此可知,這兩質(zhì)點平衡位置之間的距離可能是 ()考點一考點二考點三考點一考點二考點三2.(2014天津理綜,5)平衡位置處于坐

13、標原點的波源S在y軸上振動,產(chǎn)生頻率為50 Hz的簡諧橫波向x軸正、負兩個方向傳播,波速均為100 m/s.平衡位置在x軸上的P、Q兩個質(zhì)點隨波源振動著,P、Q的x軸坐標分別為xP=3.5 m、xQ=-3 m.當S位移為負且向-y方向運動時,P、Q兩質(zhì)點的()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、速度方向相同考點一考點二考點三解析:根據(jù)f=50 Hz和波速v=100 m/s,由v=f可得 ,畫出S位移為零且向-y方向運動時的波形圖如圖所示(圖中實線),再畫出S位移為負且向-y方向運動的波形圖(如圖中虛線),易知選項D正確.答

14、案:D考點一考點二考點三3. (多選)(2015湖北模擬)一列簡諧橫波沿x軸的正向傳播,振幅為2 cm,周期為T.已知在t=0時刻波上相距50 cm的兩質(zhì)點a、b的位移都是 cm,但運動方向相反,其中質(zhì)點a沿y軸負向運動,如圖所示,下列說法正確的是()A.該列簡諧橫波波長可能為37.5 cmB.該列簡諧橫波波長可能為12 cmC.質(zhì)點a、質(zhì)點b的速度在某一時刻可以相同D.當質(zhì)點b的位移為+2 cm時,質(zhì)點a的位移為負E.在 時刻質(zhì)點b速度最大考點一考點二考點三考點一考點二考點三1.單擺的振動規(guī)律:當擺角很小時,近似為簡諧運動.2.周期公式: ,該公式提供了一種測定重力加速度g的方法.考點一考點

15、二考點三 某同學利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣?發(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方,他仍將從懸點到球心的距離當作擺長L,通過改變擺線的長度,測得6組L和對應的周期T,畫出L-T2圖線,然后在圖線上選取A、B兩個點,坐標如圖所示.他采用恰當?shù)臄?shù)據(jù)處理方法,則計算重力加速度的表達式應為g=.請你判斷該同學得到的實驗結果與擺球重心就在球心處的情況相比,將(選填“偏大”“偏小”或“相同”).思路點撥:(1)擺長是懸點到球重心的距離.(2)表示出A、B兩點對應的擺長,然后應用單擺周期公式列方程求解重力加速度.(3)對于偏差問題,根據(jù)推導出的重力加速度的表達式分析判斷.考點一考點二考點三考點一考點二考點三考

16、點一考點二考點三對點訓練31.(2015北京理綜,21(2)用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖甲所示. (1)組裝單擺時,應在下列器材中選用(選填選項前的字母).A.長度為1 m左右的細線B.長度為30 cm左右的細線C.直徑為1.8 cm的塑料球D.直徑為1.8 cm的鐵球(2)測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t,則重力加速度g=(用L、n、t表示).考點一考點二考點三(3)下表是某同學記錄的3組實驗數(shù)據(jù),并做了部分計算處理.請計算出第3組實驗中的T=s,g=m/s2.考點一考點二考點三(4)用多組實驗數(shù)據(jù)做出T2-L圖象,也可以求出重力加速度g.已知三位同

17、學做出的T2-L圖線的示意圖如圖乙中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都過原點,圖線b對應的g值最接近當?shù)刂亓铀俣鹊闹?則相對于圖線b,下列分析正確的是(選填選項前的字母).A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長LB.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次C.圖線c對應的g值小于圖線b對應的g值考點一考點二考點三 (5)某同學在家里測重力加速度.他找到細線和鐵鎖,制成一個單擺,如圖丙所示,由于家里只有一根量程為30 cm的刻度尺,于是他在細線上的A點做了一個標記,使得懸點O到A點間的細線長度小于刻度尺量程.保持該標記以下的細線長度不變,通過改變O、A間細線

18、長度以改變擺長.實驗中,當O、A間細線的長度分別為l1、l2時,測得相應單擺的周期為T1、T2,由此可得重力加速度g=(用l1、l2、T1、T2表示).考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三2.(2015天津理綜,9(2)某同學利用單擺測量重力加速度.(1)為了使測量誤差盡量小,下列說法正確的是.A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線C.實驗時須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動D.擺長一定的情況下,擺的振幅盡量大考點一考點二考點三(2)如圖所示,在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約1 m的單擺.實驗時,由于僅有量程為20 cm、精度為1 mm的鋼板刻

19、度尺,于是他先使擺球自然下垂,在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標記點,測出單擺的周期T1;然后保持懸點位置不變,設法將擺長縮短一些,再次使擺球自然下垂,用同樣方法在豎直立柱上做另一標記點,并測出單擺的周期T2;最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標記點之間的距離L.用上述測量結果,寫出重力加速度的表達式 g=.考點一考點二考點三解析:(1)組裝單擺須選用密度大和質(zhì)量適當大一些的小球,以保證空氣阻力、細線質(zhì)量可以忽略不計.A說法中密度較小,不符合要求,故A錯誤;選用輕且不易伸長的細線能夠保證細線質(zhì)量和長度的伸縮可以忽略不計,故B正確;用單擺測重力加速度必須保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動,故C正確;單擺周期公式只在小角度擺動的情況下成立,故單擺擺長一定時,振幅應盡量小一些,D錯誤.