（新課標(biāo)）2020高考物理總復(fù)習(xí) 第十四章 波與相對論教師用書（含解析）.doc

波與相對論考 綱 要 求考 情 分 析簡諧運動全反射、光導(dǎo)纖維1.命題規(guī)律從近幾年的高考試題來看，對該部分內(nèi)容主要考查簡諧運動的圖像、波的圖像以及波的傳播規(guī)律等，另外對光學(xué)知識的考查主要以折射定律、全反射等知識為主。2.考查熱點預(yù)計在明年高考中，對該部分內(nèi)容仍將以圖像為重點考查振動和波動問題，并以光的折射和全反射為要點考查光學(xué)知識。簡諧運動的公式和圖像光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象單擺、單擺的周期公式電磁波的產(chǎn)生受迫振動和共振電磁波的發(fā)射、傳播和接收機械波、橫波和縱波電磁波譜橫波的圖像狹義相對論的基本假設(shè)波速、波長和頻率(周期)的關(guān)系質(zhì)能關(guān)系波的干涉和衍射現(xiàn)象實驗十四：探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度多普勒效應(yīng)光的折射定律實驗十五：測定玻璃的折射率折射率實驗十六：用雙縫干涉測光的波長第79課時機械振動(雙基落實課)點點通(一)簡諧運動1定義：如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖像(xt圖像)是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。2平衡位置：物體在振動過程中回復(fù)力為零的位置。3回復(fù)力(1)定義：使物體返回到平衡位置的力。(2)方向：總是指向平衡位置。(3)來源：屬于效果力，可以由某一個力提供，也可以由幾個力的合力或某個力的分力提供。4描述簡諧運動的物理量定義意義位移由平衡位置指向質(zhì)點所在位置的有向線段描述質(zhì)點振動中某時刻的位置相對于平衡位置的位移振幅振動物體離開平衡位置的最大距離描述振動的強弱和能量周期振動物體完成一次全振動所需時間描述振動的快慢，兩者互為倒數(shù)：T頻率振動物體單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)相位t描述周期性運動在各個時刻所處的不同狀態(tài)小題練通1(魯科教材原題)做簡諧運動的質(zhì)點通過平衡位置時，具有最大值的物理量是()A加速度B速度C位移 D回復(fù)力解析：選B做簡諧運動的質(zhì)點通過平衡位置時，位移、回復(fù)力、加速度都為零，速度為最大值，故B正確。2(滬科教材原題)一彈簧振子做簡諧運動，周期為T。下列判斷中正確的是()A若t時刻和(tt)時刻振子位移的大小相等、方向相同，則t一定等于T的整數(shù)倍B若t時刻和(tt)時刻振子速度的大小相等、方向相反，則t一定等于的整數(shù)倍C若tT，則在t時刻和(tt)時刻振子的加速度一定相等D若t，則在t時刻和(tt)時刻彈簧長度一定相等解析：選C位移大小相等、方向相同，t不一定是T的整數(shù)倍，A錯誤；速度大小相等、方向相反，t不一定是的整數(shù)倍，B錯誤；若tT，則在t時刻和(tt)時刻振子的加速度一定相等，C正確；若t，在t時刻和(tt)時刻彈簧長度不一定相等，D錯誤。3兩個簡諧運動的表達(dá)式分別為：xA10sincm，xB8sin(4t)cm，下列說法正確的是()A振動A的相位超前振動BB振動A的相位滯后振動BC振動A的相位滯后振動BD兩個振動沒有位移相等的時刻解析：選B由兩個簡諧運動的表達(dá)式可知，振動A的相位滯后振動B，B正確，A、C錯誤；由簡諧運動的特點易知，兩個振動有位移相等的時刻，D錯誤。4(多選)(2019鞍山模擬)一彈簧振子做簡諧運動，O為平衡位置，當(dāng)它經(jīng)過點O時開始計時，經(jīng)過0.3 s，第一次到達(dá)點M，再經(jīng)過0.2 s第二次到達(dá)點M，則彈簧振子的周期不可能為()A0.53 sB1.4 sC1.6 sD2 s E3 s解析：選BDE由題知，彈簧振子的運動可分兩種情況討論，第1種情況如圖甲所示，設(shè)O為平衡位置，OB(OC)代表振幅，彈簧振子從點O到點C所需時間為，因為簡諧運動具有對稱性，所以彈簧振子從點M到點C和從點C到點M所用時間相等，故0.3 s0.4 s，解得T1.6 s；第2種情況如圖乙所示，若彈簧振子一開始從平衡位置向點B運動，設(shè)點M與點M關(guān)于點O對稱，則彈簧振子從點M經(jīng)過點B到點M所用的時間與彈簧振子從點M經(jīng)過點C到點M所需時間相等，即0.2 s，彈簧振子從點O到點M、從點M到點O及從點O到點M所需時間相等，為 s，故周期為T0.5 s s0.53 s，所以周期不可能為選項B、D、E。5(多選)如圖所示，在光滑桿下面鋪一張可沿垂直桿方向勻速移動的白紙，一帶有鉛筆的彈簧振子在B、C兩點間做機械振動，可以在白紙上留下痕跡。已知彈簧的勁度系數(shù)為k10 N/m，振子的質(zhì)量為0.5 kg，白紙移動的速度為2 m/s，彈簧彈性勢能的表達(dá)式Epky2(y為彈簧的形變量)，不計一切摩擦。在一次彈簧振子實驗中得到如圖所示的圖線，則下列說法中正確的是()A該彈簧振子的振幅為1 mB該彈簧振子的周期為1 sC該彈簧振子的最大加速度為10 m/s2D該彈簧振子的最大速度為2 m/sE該彈簧振子振動過程中機械能守恒解析：選BCE彈簧振子的振幅為振子偏離平衡位置的最大距離，所以該彈簧振子的振幅為A0.5 m，A錯誤；由題圖所示振動曲線可知，白紙移動x2 m，彈簧振子振動一個周期，所以彈簧振子的周期為T1 s，B正確；該彈簧振子所受最大回復(fù)力為FkA100.5 N5 N，最大加速度為a10 m/s2，C正確；根據(jù)題述彈簧彈性勢能的表達(dá)式Epky2，不計一切摩擦，彈簧振子振動過程中機械能守恒，則mvm2kA2，可得該彈簧振子的最大速度為vm A m/s，D錯誤，E正確。 融會貫通(1)做簡諧運動的質(zhì)點處于平衡位置時，位移、回復(fù)力、加速度都為零，而速度為最大值。(2)簡諧運動的速度、時間、位移和加速度等物理量具有一定的對稱性。要善于利用這種對稱性分析問題。點點通(二)簡諧運動的圖像1從平衡位置處開始計時，函數(shù)表達(dá)式為xAsin t，圖像如圖甲所示。2從最大位移處開始計時，函數(shù)表達(dá)式為xAcos t，圖像如圖乙所示。3.結(jié)合圖像理解簡諧運動的規(guī)律五個特征受力特征回復(fù)力Fkx，F(xiàn)(或a)的大小與x的大小成正比，方向相反運動特征靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大；遠(yuǎn)離平衡位置時，a、F、x都增大，v減小能量特征振幅越大，能量越大。在運動過程中，系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒周期性特征質(zhì)點的位移、回復(fù)力、加速度和速度隨時間做周期性變化，變化周期就是簡諧運動的周期T；動能和勢能也隨時間做周期性變化，其變化周期為對稱性特征關(guān)于平衡位置O對稱的兩點，速度的大小、動能、勢能相等，相對平衡位置的位移大小相等小題練通1(多選)(教科教材原題)一質(zhì)點做簡諧運動的圖像如圖所示，則下列結(jié)論中，正確的是()A質(zhì)點速度最大而加速度為零的時刻分別是0.1 s、0.3 sB質(zhì)點速度為零而加速度為負(fù)方向最大值的時刻分別是0 s、0.4 sC質(zhì)點所受的回復(fù)力方向由正變負(fù)的時刻是0.3 sD振動系統(tǒng)勢能最大而加速度為正方向最大值的時刻是0.3 s解析：選ABC質(zhì)點在0.1 s和0.3 s時刻，位移為零，故加速度為零，速度最大，A正確；質(zhì)點在0 s和0.4 s時刻，位移為正方向最大值，故速度為零，加速度為負(fù)方向最大值，B正確；質(zhì)點在0.3 s時刻，位移由負(fù)方向變?yōu)檎较?，則回復(fù)力由正方向變?yōu)樨?fù)方向，C正確；質(zhì)點在0.3 s時刻，位移為零，振動系統(tǒng)勢能和加速度都為零，D錯誤。2(滬科教材原題)一質(zhì)點做簡諧運動，其振動圖像如圖所示。由圖可知()A質(zhì)點振動的振幅隨時間變化B質(zhì)點振動的頻率為4 HzC在t2.5 s時，質(zhì)點偏離平衡位置運動D在t4 s時，質(zhì)點受到的回復(fù)力為最大值解析：選D由題圖可知，質(zhì)點振動的頻率f Hz，B錯誤；t2.5 s時，質(zhì)點向平衡位置運動，C錯誤；t4 s時，質(zhì)點位移為最大值，受到的回復(fù)力為最大值，D正確；做簡諧運動的質(zhì)點振動的振幅是不隨時間變化的，A錯誤。3(多選)甲、乙兩彈簧振子，振動圖像如圖所示，則可知()A甲速度為零時，乙加速度最大B甲加速度為零時，乙速度最小C1.251.5 s時間內(nèi)，甲的回復(fù)力大小增大，乙的回復(fù)力大小減小D甲、乙的振動頻率之比f甲f乙12E甲、乙的振幅之比A甲A乙21解析：選CDE由題圖可知，甲運動到最大位移處(速度為零)時，乙剛好運動到平衡位置，加速度為零，速度最大，A錯誤；甲運動到平衡位置(加速度為零)時，乙也運動到平衡位置，速度最大，B錯誤；由|F|k|x|可知，C正確；甲做簡諧運動的周期T甲2.0 s，乙做簡諧運動的周期T乙1.0 s，甲、乙的振動周期之比T甲T乙21，根據(jù)周期與頻率成反比，可知甲、乙的振動頻率之比f甲f乙12，D正確；甲的振幅A甲10 cm，乙的振幅A乙5 cm，甲、乙的振幅之比A甲A乙21，E正確。4.(人教教材原題)如圖所示，在t0到t4 s的范圍內(nèi)回答以下問題。(1)質(zhì)點相對平衡位置的位移的方向在哪些時間內(nèi)跟它的瞬時速度的方向相同？在哪些時間內(nèi)跟瞬時速度的方向相反？(2)質(zhì)點在第2 s末的位移是多少？(3)質(zhì)點在前2 s內(nèi)走過的路程是多少？解析：(1)在01 s、23 s內(nèi)位移方向和瞬時速度方向相同，在12 s、34 s內(nèi)位移方向和瞬時速度方向相反。(2)質(zhì)點在第2 s末的位移是零。(3)質(zhì)點在前2 s內(nèi)走過的路程是2A20 cm。答案：見解析 融會貫通由簡諧運動的圖像可獲得的信息(1)振幅A、周期T。(2)某一時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移。(3)某一時刻質(zhì)點的回復(fù)力、加速度和速度的方向?；貜?fù)力和加速度的方向：因為回復(fù)力總是指向平衡位置，所以回復(fù)力和加速度在圖像上總是指向t軸。速度的方向：速度的方向可以通過下一時刻位移的變化來判定，下一時刻位移若增大，質(zhì)點的速度方向就是遠(yuǎn)離t軸；下一時刻位移若減小，質(zhì)點的速度方向就是指向t軸。(4)某段時間內(nèi)質(zhì)點的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況。點點通(三)單擺及其周期公式簡諧運動的兩種模型(對比記憶單擺)彈簧振子(水平)單擺示 意 圖簡諧運動條件(1)彈簧質(zhì)量可忽略(2)無摩擦力等阻力(3)在彈簧彈性限度內(nèi)(1)擺線為不可伸縮的輕細(xì)線(2)無空氣等對擺球的阻力(3)角小于5回復(fù)力彈簧的彈力擺球重力沿與擺線垂直(即切向)方向的分力平衡位置彈簧處于原長處最低點周期與振幅無關(guān)T2 能量轉(zhuǎn)化彈性勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒重力勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒小題練通1(多選)(魯科教材原題)振動著的單擺擺球，返回到平衡位置時()A回復(fù)力指向懸點B合外力為零C合外力指向懸點 D回復(fù)力為零解析：選CD單擺擺球返回到平衡位置時，回復(fù)力為零，但由于擺球做圓周運動，合外力提供向心力，方向指向懸點，故C、D正確。2(滬科教材原題)若單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的，則單擺振動的物理量變化的情況是()A頻率不變，振幅不變 B頻率不變，振幅改變C頻率改變，振幅改變 D頻率改變，振幅不變解析：選B根據(jù)T2 可知，當(dāng)擺球質(zhì)量和經(jīng)過平衡位置的速度變化時，單擺的周期和頻率都不改變；振幅反映單擺運動過程中的能量大小，由Ekmv2可知，擺球經(jīng)過平衡位置時的動能不變，則擺球在偏離平衡位置最大位移處的重力勢能不變，因其質(zhì)量改變，故振幅發(fā)生改變，故B正確。3(教科教材原題)一物體在某行星表面受到的萬有引力是它在地球表面受到的萬有引力的，在地球上走時正確的擺鐘(設(shè)擺鐘的周期與單擺簡諧運動的周期相同)搬到此行星上，此鐘分針走一整圈所經(jīng)歷的時間實際上是()A h B hC2 h D4 h解析：選C行星表面重力加速度為g，根據(jù)T2 ，擺鐘搬到此行星上，周期變?yōu)樵瓉淼?倍，則分針走一圈經(jīng)歷的時間實際上是2 h，故C正確。4(多選)某實驗小組在研究單擺時改進(jìn)了實驗方案，將一力傳感器連接到計算機上。圖甲中O點為單擺的固定懸點，現(xiàn)將擺球(可視為質(zhì)點)拉至A點，此時細(xì)線處于張緊狀態(tài)。由靜止釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、C之間來回擺動，其中B點為最低位置，AOBCOB，小于5且大小未知，同時由計算機得到了擺線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線，如圖乙所示(圖中所標(biāo)字母均為已知量)，且圖中t0時刻為擺球從A點開始運動的時刻。已知擺長為l，重力加速度為g。根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息，下列說法正確的是()A該單擺的周期為t2B可求出擺球的質(zhì)量C不能求出擺球在最低點B時的速度大小D若在地球的兩極做該實驗，則測得單擺的周期最大E若增加擺球的質(zhì)量，單擺的周期不變解析：選ABE由題圖乙可知單擺的周期Tt2，故A正確；在B點拉力F有最大值，根據(jù)牛頓第二定律Fmaxmgm，在A、C兩點拉力F有最小值，F(xiàn)minmgcos ，由A點到B點根據(jù)機械能守恒定律有mgl(1cos )mv2，由此可求得擺球的質(zhì)量m，在B點時的速度v ，故B正確，C錯誤；地球的兩極重力加速度最大，若在地球的兩極做該實驗，單擺周期為T2 ，所以測得單擺的周期最小，故D錯誤；根據(jù)單擺周期公式可知，單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，故E正確。 融會貫通(1)單擺在平衡位置時，回復(fù)力為零，但合外力不為零。(2)單擺的周期和頻率只由擺長和重力加速度決定，與擺球的質(zhì)量、振動的能量大小無關(guān)。點點通(四)受迫振動和共振1受迫振動系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動。做受迫振動的物體，它做受迫振動的周期(或頻率)等于驅(qū)動力的周期(或頻率)，而與物體的固有周期(或頻率)無關(guān)。2共振做受迫振動的物體，它的驅(qū)動力的頻率與固有頻率越接近，其振幅就越大，當(dāng)二者相等時，振幅達(dá)到最大，這就是共振現(xiàn)象。共振曲線如圖所示。小題練通1(魯科教材原題)關(guān)于固有頻率，以下說法正確的是()A固有頻率是由物體本身決定的B物體不振動時固有頻率為零C振幅越大，固有頻率越小D所有物體固有頻率都相同解析：選A固有頻率是由物體本身決定的，與是否振動、振幅大小無關(guān)，不同物體固有頻率不同，故A正確。2(多選)(滬科教材原題)有一個振動系統(tǒng)，它做自由振動時的頻率為4f，現(xiàn)在用頻率分別為f、2f、4f、5f的驅(qū)動力依次對它施加作用，比較每次振動穩(wěn)定后的情況，下列判斷中正確的是()A振動的振幅越來越大B振動的頻率越來越大C振動的振幅先變大再變小D振動的頻率保持不變解析：選BC振動系統(tǒng)振動的頻率和驅(qū)動力頻率相同，因此頻率越來越大，而只有驅(qū)動力頻率與固有頻率(自由振動時的頻率)相等時，振幅最大，即振幅先變大再變小，故B、C正確。3.如圖所示，兩個彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為8 Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72 Hz。當(dāng)支架受到豎直方向且頻率為9 Hz的驅(qū)動力作用做受迫振動時，兩個彈簧振子的振動情況是()A甲的振幅較大，且振動頻率為8 HzB甲的振幅較大，且振動頻率為9 HzC乙的振幅較大，且振動頻率為9 HzD乙的振幅較大，且振動頻率為72 Hz解析：選B彈簧振子做受迫振動時，振動頻率一定等于驅(qū)動力的頻率，故甲和乙的振動頻率都是9 Hz；甲彈簧振子的固有頻率更接近驅(qū)動力的頻率，根據(jù)受迫振動的“振幅特征”可知，甲的振幅較大，B正確。 融會貫通對共振的理解(1)共振曲線：如圖所示，橫坐標(biāo)為驅(qū)動力頻率f，縱坐標(biāo)為振幅A。它直觀地反映了驅(qū)動力頻率對某固有頻率為f0的振動系統(tǒng)受迫振動振幅的影響，由圖可知，f與f0越接近，振幅A越大；當(dāng)ff0時，振幅A最大。(2)受迫振動中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化：做受迫振動的系統(tǒng)的機械能不守恒，系統(tǒng)與外界時刻進(jìn)行能量交換。1(多選)(2018天津高考)一振子沿x軸做簡諧運動，平衡位置在坐標(biāo)原點。t0時振子的位移為0.1 m，t1 s時位移為0.1 m，則()A若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 sB若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 sC若振幅為0.2 m，振子的周期可能為4 sD若振幅為0.2 m，振子的周期可能為6 s解析：選AD若振幅為0.1 m，則T1 s，其中n0、1、2、，當(dāng)n0時，T2 s，n1時，T s，n2時，T s，故A正確，B錯誤；若振幅為0.2 m，振動分4種情況討論：第種情況，設(shè)振動方程為xAsin(t)，t0時，Asin ，解得，所以由P點到O點用時至少為，由簡諧運動的對稱性可知，由P點到Q點用時至少為，即T1 s，其中n0、1、2、，當(dāng)n0時，T6 s，n1時，T s；第種情況，由P點到Q點用時至少為，周期最大為2 s；第種情況，周期一定小于2 s，故C錯誤，D正確。2(多選)(2016海南高考)下列說法正確的是()A在同一地點，單擺做簡諧振動的周期的平方與其擺長成正比B彈簧振子做簡諧振動時，振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變C在同一地點，當(dāng)擺長不變時，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡諧振動的周期越小D系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時，系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率E已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期，就可知振子在任意時刻運動速度的方向解析：選ABD在同一地點，重力加速度g為定值，根據(jù)單擺周期公式T2 可知，周期的平方與擺長成正比，故選項A正確；彈簧振子做簡諧振動時，只有動能和勢能參與轉(zhuǎn)化，根據(jù)機械能守恒條件可知，振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變，故選項B正確；根據(jù)單擺周期公式T2 可知，單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，故選項C錯誤；當(dāng)系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時，系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率，故選項D正確；若彈簧振子初始時刻在波峰或波谷位置，知道周期后，可以確定任意時刻運動速度的方向，若彈簧振子初始時刻不在波峰或波谷位置，則無法確定任意時刻運動速度的方向，故選項E錯誤。3(多選)(2019大連模擬)某振動系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動，驅(qū)動力的頻率為f。下列說法正確的是()A當(dāng)f<f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小B當(dāng)f>f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大C該振動系統(tǒng)振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f0D該振動系統(tǒng)振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于fE當(dāng)ff0時，該振動系統(tǒng)一定發(fā)生共振解析：選BDE受迫振動的振幅A隨驅(qū)動力的頻率變化規(guī)律如圖所示，故A錯誤，B正確；振動穩(wěn)定后系統(tǒng)振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，故C錯誤，D正確；根據(jù)共振產(chǎn)生的條件可知，當(dāng)ff0時，該振動系統(tǒng)一定發(fā)生共振，故E正確。4(多選)一個質(zhì)點以O(shè)為平衡位置，在A、B間做簡諧運動，如圖(a)所示，它的振動圖像如圖(b)所示。設(shè)向右為正方向，下列說法正確的是()AOB5 cmB第0.2 s末質(zhì)點的速度方向是AOC第0.4 s末質(zhì)點的加速度方向是AOD第0.7 s末質(zhì)點位于O點與A點之間E質(zhì)點在4 s內(nèi)完成5次全振動解析：選ACE由題圖(b)可知振幅為5 cm，則OBOA5 cm，A項正確；00.2 s內(nèi)質(zhì)點從B點向O點運動，第0.2 s 末質(zhì)點的速度方向是BO，B項錯誤；第0.4 s末質(zhì)點運動到A點處，則此時質(zhì)點的加速度方向是AO，C項正確；第 0.7 s 末質(zhì)點位于O點與B點之間，D項錯誤；簡諧運動周期T0.8 s，則質(zhì)點在4 s內(nèi)完成全振動的次數(shù)為5，E項正確。5(多選)一個質(zhì)點以O(shè)為中心做簡諧運動，位移隨時間變化的圖像如圖所示，a、b、c、d表示質(zhì)點在不同時刻的相應(yīng)位置，下列說法正確的是()A質(zhì)點通過位置c時速度最大，加速度為零B質(zhì)點通過位置b時，相對平衡位置的位移為C質(zhì)點從位置a到c和從位置b到d所用時間相等D質(zhì)點從位置a到b和從位置b到c的平均速度相等E質(zhì)點在b、d兩位置速度相同解析：選ACE由題圖知，位置c為質(zhì)點運動中的平衡位置，由簡諧運動的特點可知，選項A正確；簡諧運動的振動圖像是一條正弦曲線，故質(zhì)點通過位置b時，相對平衡位置的位移為Asin A，選項B錯誤；質(zhì)點從位置a到c和從位置b到d所用時間都等于2 s，選項C正確；質(zhì)點從位置a到b和從位置b到c所用時間相等，位移不相等，所以平均速度不相等，選項D錯誤；由質(zhì)點運動的對稱性知，選項E正確。6(多選)一個單擺在地面上做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系)如圖所示，則下列說法正確的是()A此單擺的固有周期為2 sB此單擺的擺長約為1 mC若擺長增大，單擺的固有頻率增大D若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動E此單擺的振幅是8 cm解析：選ABD由題圖所示共振曲線知此單擺的固有頻率為0.5 Hz，則固有周期為2 s；由T2 ，可得此單擺的擺長約為1 m；若擺長增大，則單擺的固有周期增大，固有頻率減小，共振曲線的峰將向左移動，A、B、D正確，C錯誤；此單擺做受迫振動，只有發(fā)生共振時，振幅最大為8 cm，E錯誤。7(多選) 如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖像，下列說法中正確的是()A兩單擺的擺長相等B甲擺的振幅比乙擺大C甲擺的機械能比乙擺大D在t0.5 s時有正向最大加速度的是乙擺E由圖像可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣冉馕觯哼xABD由題圖看出，兩單擺的周期相同，同一地點g相同，由單擺的周期公式T2 得知，兩單擺的擺長相等，故A正確；甲擺的振幅為10 cm，乙擺的振幅為7 cm，則甲擺的振幅比乙擺大，故B正確；盡管甲擺的振幅比乙擺大，兩單擺的擺長也相等，但由于兩單擺的質(zhì)量未知，無法比較機械能的大小，故C錯誤；在t0.5 s時，甲擺的位移為零，振動的加速度為零，而乙擺的位移為負(fù)向最大，則乙擺具有正向最大加速度，故D正確；由單擺的周期公式T2 得g，由于單擺的擺長未知，所以由題圖不能求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，故E錯誤。8(多選)裝有一定量液體的玻璃管豎直漂浮在水中，水面足夠大，如圖甲所示。把玻璃管向下緩慢按壓4 cm后放手，忽略運動阻力，玻璃管的運動可以視為豎直方向的簡諧運動，測得振動周期為0.5 s。以豎直向上為正方向，某時刻開始計時，其振動圖像如圖乙所示，其中A為振幅。對于玻璃管(包括管內(nèi)液體)，下列說法正確的是()A回復(fù)力等于重力和浮力的合力B振動過程中動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，玻璃管的機械能守恒C位移滿足函數(shù)式x4sincmD振動頻率與按壓的深度有關(guān)E在t1t2時間內(nèi)，玻璃管位移減小，加速度減小，速度增大解析：選ACE玻璃管(包括管內(nèi)液體)只受到重力和水的浮力，所以玻璃管做簡諧運動的回復(fù)力等于重力和浮力的合力，故A正確；玻璃管在做簡諧運動的過程中，水的浮力對玻璃管做功，所以振動的過程中玻璃管的機械能不守恒，故B錯誤；振動周期為0.5 s，則4 rad/s，由題意可知題圖乙中A4 cm，t0時刻x0AAsin 0，結(jié)合t0時刻玻璃管振動的方向向下，可知0，則玻璃管的位移滿足函數(shù)式xAsin(t0)4sincm4sincm，故C正確；由于玻璃管做簡諧運動，與彈簧振子的振動相似，結(jié)合簡諧運動的特點可知，該振動的周期與振幅無關(guān)，即振動頻率與按壓的深度無關(guān)，故D錯誤；由題圖乙可知，在t1t2時間內(nèi)，玻璃管位移減小，回復(fù)力fkx，加速度a減??；玻璃管向著平衡位置做加速運動，所以速度增大，故E正確。第80課時機械波(重點突破課) 考點一波的形成和傳播波的傳播、波的圖像、波長的概念是這部分內(nèi)容的重點，而波的周期性、波的多解問題是難點，分析這些問題時要在腦海中形成波的傳播的動態(tài)圖形。1波的形成和傳播(1)機械波的形成條件有發(fā)生機械振動的波源。有介質(zhì)，如空氣、水等。(2)機械波的傳播特點機械波傳播的只是振動的形式和能量，質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波遷移。介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同。一個周期內(nèi)，質(zhì)點完成一次全振動，通過的路程為4A，位移為零。(3)機械波的分類橫波質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)縱波質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波，有密部和疏部2.波的圖像(1)坐標(biāo)軸：橫軸表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置，縱軸表示某時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移。如圖所示。(2)意義：表示在波的傳播方向上，某時刻各質(zhì)點離開平衡位置的位移。3波長、波速、頻率及其關(guān)系(1)波長：在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離。(2)波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度，由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定。(3)頻率f：由波源決定，等于波源的振動頻率。(4)波長、波速和頻率的關(guān)系：vf?？挤?xì)研考法1波的形成與傳播例1(多選)(2016全國卷)某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15 s。下列說法正確的是()A水面波是一種機械波B該水面波的頻率為6 HzC該水面波的波長為3 mD水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因為波傳播時能量不會傳遞出去E水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因為波傳播時振動的質(zhì)點并不隨波遷移解析水面波是一種機械波，A正確；根據(jù)題意得周期T s s，頻率f0.6 Hz，B錯誤；波長 m3 m，C正確；波傳播過程中，傳播的是振動形式，能量可以傳遞出去，但質(zhì)點并不隨波遷移，D錯誤，E正確。答案ACE波的傳播問題的分析方法(1)波傳播時，波的信息和能量可以向外傳播，但振動的質(zhì)點并不隨波遷移。(2)波的傳播具有周期性，波在一個周期傳播的距離等于一個波長。波長的大小等于相鄰兩波峰(或波谷)之間的距離。(3)波長、波速、周期和頻率的計算可利用關(guān)系式v和vf。 考法2波的圖像分析例2(多選)(2018全國卷)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t0和t0.20 s時的波形分別如圖中實線和虛線所示。已知該波的周期T0.20 s。下列說法正確的是()A波速為0.40 m/sB波長為0.08 mCx0.08 m的質(zhì)點在t0.70 s時位于波谷Dx0.08 m的質(zhì)點在t0.12 s時位于波谷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)中的波長為0.32 m解析因周期T0.20 s，故波在t0到t0.20 s時間內(nèi)傳播的距離小于波長，由yx圖像可知傳播距離x0.08 m，故波速v0.40 m/s，故A正確；由yx圖像可知波長0.16 m，故B錯誤；由v得，波的周期T0.4 s，根據(jù)振動與波動的關(guān)系知t0時，x0.08 m的質(zhì)點沿y方向振動，t0.7 s1T，故此時該質(zhì)點位于波谷；因為T0.12 s，此時x0.08 m的質(zhì)點在x軸上方沿y 方向振動，故C正確，D錯誤；根據(jù)vT得，波速變?yōu)?.80 m/s時波長0.32 m，故E正確。答案ACE考法3波的圖像和振動圖像的綜合應(yīng)用例3(2018全國卷)一列簡諧橫波在t s時的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點。圖(b)是質(zhì)點Q的振動圖像。求：(1)波速及波的傳播方向；(2)質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標(biāo)。解析(1)由題圖(a)可以看出，該波的波長為36 cm由題圖(b)可以看出，周期為T2 s波速為v18 cm/s由題圖(b)知，當(dāng)t s時，質(zhì)點Q向上運動，結(jié)合題圖(a)可得，波沿x軸負(fù)方向傳播。(2)設(shè)質(zhì)點O的振動方程為yOAsin(t)，其中 rad/st s時，有yOAsin，可得即yOAsin由題圖(b)可知yQAsin t所以O(shè)、Q兩質(zhì)點的相位差為xQ9 cm。答案(1)18 cm/s沿x軸負(fù)方向傳播(2)9 cm分析波的圖像與振動圖像綜合問題的注意事項(1)分清振動圖像與波的圖像。橫坐標(biāo)為x則為波的圖像，橫坐標(biāo)為t則為振動圖像。(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位，注意單位前的數(shù)量級。(3)找準(zhǔn)波的圖像對應(yīng)的質(zhì)點和振動圖像對應(yīng)的時刻。 考法4波的多解問題例4如圖所示，實線是一列簡諧橫波某時刻的波形圖，虛線是0.2 s 后的波形圖。(1)若波向左傳播，求它傳播的距離及最小距離；(2)若波向右傳播，求它的周期及最大周期；(3)若波速為35 m/s，求波的傳播方向。解析(1)由題圖知，4 m，若波向左傳播，傳播的距離為xn(4n3)m(n0,1,2，)，最小距離為xmin3 m。(2)若波向右傳播，xn，所用時間為tT0.2 s，故周期為T s，所以最大周期為Tmax0.8 s。(3)因為xvt350.2 m7 m，所以波向左傳播。答案見解析解答波的多解問題的方法(1)假設(shè)波向x軸正方向或負(fù)方向傳播。(2)由題目提供的波形變化等條件列出傳播距離或傳播時間與波長、周期等相關(guān)的通式。(3)根據(jù)v、vf或v求出速度或其他未知量的關(guān)系通式。(4)分析題目中有沒有其他限制條件，判斷通過關(guān)系通式得到的多解能否變?yōu)橛邢迋€解或唯一解。 集訓(xùn)沖關(guān)1(多選)一列簡諧橫波在t0時刻的波形圖如圖所示，已知這列波沿x軸正方向傳播，M為傳播方向上一質(zhì)點，此時M點的縱坐標(biāo)為 cm。若經(jīng)過時間t0.1 s，M點首次到達(dá)波峰。下列說法中正確的是()A波動方程為y2sin(2x)cmBM點的坐標(biāo)為(0.3，)C波的傳播速度大小為1.25 m/sD質(zhì)點的振動周期為1 sE從t0時刻起經(jīng)過0.5 s，M點運動的路程為(6)cm解析：選ACE根據(jù)題圖可知：波長1 m，振幅A2 cm，則波動方程為yAsin x2sin(2x)cm，選項A正確；將M點縱坐標(biāo)y cm代入波動方程，結(jié)合題圖解得M點的坐標(biāo)為，選項B錯誤；由于經(jīng)過時間t0.1 s，M點首次到達(dá)波峰，即M點左側(cè)相鄰的波峰傳播到M點，傳播距離等于xm m，波的傳播速度v，代入數(shù)據(jù)解得v1.25 m/s，選項C正確；質(zhì)點的振動周期T，代入數(shù)據(jù)可得T0.8 s，選項D錯誤；0.5 st0.4 s，所以從t0時刻起經(jīng)過0.5 s，M點首次到達(dá)波谷位置，所以M點運動的路程：s(2)cm2A(6)cm，選項E正確。2(多選)圖(a)為一列簡諧橫波在t2 s時的波形圖，P是平衡位置為x2 m的質(zhì)點，圖(b)為介質(zhì)中平衡位置在x1.5 m 處的質(zhì)點的振動圖像。下列說法正確的是()A波速為0.5 m/sB波的傳播方向向右C02 s時間內(nèi)，P運動的路程為8 cmD02 s時間內(nèi)，P沿y軸正方向運動E當(dāng)t7 s時，P恰好回到平衡位置解析：選ACE根據(jù)題圖可知：該波的波長2 m，周期T4 s，故波速v0.5 m/s，A正確；從題圖(b)可知：x1.5 m處的質(zhì)點在t2 s時，在平衡位置沿y軸負(fù)方向運動，根據(jù)“上下坡法”結(jié)合題圖(a)可知，波的傳播方向向左，B錯誤；02 s時間內(nèi)，P運動的時間等于，運動的路程s4A8 cm，C正確；02 s時間內(nèi)，P從正向最大位移處運動到負(fù)向最大位移處，即沿y軸負(fù)方向運動，D錯誤；當(dāng)t7 s時，P點從題圖(a)所示(t2 s)運動了5 s，即T，到達(dá)平衡位置，E正確。3(2018全國卷)聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4 900 m/s。一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1.00 s。橋的長度為_m。若該聲波在空氣中的波長為，則它在鋼鐵中的波長為的_倍。解析：設(shè)聲波在鋼鐵中的傳播時間為t，由Lvt知，340(t1.00)4 900t，解得t s，代入Lvt中解得橋長L365 m。聲波在傳播過程中頻率不變，根據(jù)vf知，聲波在鋼鐵中的波長。答案：3654(2019南昌模擬)如圖所示實線是一列簡諧橫波在t10時刻的波形，虛線是這列波在t20.5 s時刻的波形，這列波的周期T符合：3Tt2t14T，求：(1)若波向右傳播，波速為多大；(2)若波向左傳播，波速為多大。解析：(1)波向右傳播時，傳播距離x滿足xk(k0,1,2,3，)由t，v知傳播時間滿足tt2t1kTT(k0,1,2,3，)由3Tt2t14T，可知k取3故t3TT，解得T s由題圖知8 m，解得v54 m/s。(2)波向左傳播時，傳播距離x滿足xk(k0,1,2,3，)由t，v知傳播時間滿足tkTT(k0,1,2,3，)由3Tt2t14T，可知k取3故t3TT，解得T s由8 m，解得v58 m/s。答案：(1)54 m/s(2)58 m/s考點二波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng)都是波的特性，這些現(xiàn)象的特點及發(fā)生的條件是高考考查的重點，而干涉、衍射的現(xiàn)象及圖樣易混淆，要注意正確分辨。1波的干涉和衍射現(xiàn)象波的干涉波的衍射條件兩列波的頻率必須相同，相位差保持不變產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多現(xiàn)象形成加強區(qū)和減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定的干涉圖樣波能夠繞過障礙物或孔繼續(xù)傳播2多普勒效應(yīng)(1)現(xiàn)象：觀察者感到頻率發(fā)生變化。(2)條件：波源和觀察者之間有相對運動。(3)實質(zhì)：波源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化。 考法細(xì)研考法1波的干涉現(xiàn)象例1(2017全國卷)如圖(a)，在xy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧振動的點波源S1(0,4)和S2(0，2)。兩波源的振動圖線分別如圖(b)和圖(c)所示。兩列波的波速均為1.00 m/s。兩列波從波源傳播到點A(8，2)的路程差為_m，兩列波引起的點B(4,1)處質(zhì)點的振動相互_(填“加強”或“減弱”)，點C(0,0.5)處質(zhì)點的振動相互_(填“加強”或“減弱”)。解析(1)點波源S1(0,4)的振動形式傳播到點A(8，2)的路程為L110 m，點波源S2(0，2)的振動形式傳播到點A(8，2)的路程為L28 m，兩列波從波源傳播到點A(8，2)的路程差為LL1L22 m；由于兩列波的波源到點B(4,1)的路程相等，路程差為零，且t0時兩列波的波源的振動方向相反，所以兩列波到達(dá)點B時振動方向相反，引起點B處質(zhì)點的振動相互減弱；由振動圖線可知，波動周期為T2 s，波長為vT2 m，由于兩列波的波源到點C(0，0.5)的路程分別為3.5 m和2.5 m，路程差為1 m，而t0時兩列波的波源的振動方向相反，所以兩列波到達(dá)點C時振動方向相同，引起點C處質(zhì)點的振動相互加強。答案2減弱加強波的干涉現(xiàn)象中加強點、減弱點的兩種判斷方法1公式法某質(zhì)點的振動是加強還是減弱，取決于該點到兩相干波源的距離之差r及兩波源的振動步調(diào)。(1)當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時若rn(n0,1,2，)，則振動加強；若r(2n1)(n0,1,2，)，則振動減弱。(2)當(dāng)兩波源振動步調(diào)相反時若r(2n1)(n0,1,2，)，則振動加強；若rn(n0,1,2，)，則振動減弱。2波形圖法在某時刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點，一定是加強點，而波峰與波谷的交點一定是減弱點，各加強點或減弱點各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強線和減弱線，兩種線互相間隔，加強點與減弱點之間各質(zhì)點的振幅介于加強點與減弱點的振幅之間。 考法2波的衍射現(xiàn)象例2如圖，P為橋墩，A為靠近橋墩浮在水面的葉片，波源S連續(xù)振動，形成水波，此時葉片A靜止不動。為使水波能帶動葉片振動，可用的方法是()A提高波源頻率B降低波源頻率C增加波源距橋墩的距離D減小波源距橋墩的距離解析葉片A靜止不動，是因為水波不能繞過橋墩傳過來，即水波衍射現(xiàn)象不太明顯，而發(fā)生明顯衍射的條件是，障礙物的尺寸比波長小或差不多，所以要讓葉片A動起來只能減小橋墩的尺寸或增大水波的波長，水波的速度一定，降低波源頻率會增大波長，提高波源頻率會減小波長，故A錯誤，B正確；改變波源與橋墩的距離不會讓衍射現(xiàn)象更明顯，故C、D錯誤。答案B考法3多普勒效應(yīng)例3(多選)(2019綿陽模擬)一頻率為600 Hz的聲源以20 rad/s 的角速度沿一半徑為0.8 m 的圓周(圓心為O點)做勻速圓周運動。一觀察者站在離圓心很遠(yuǎn)的P點且相對于圓心靜止，如圖所示，則觀察者接收到()A聲源在A點時發(fā)出聲音的頻率大于600 HzB聲源在B點時發(fā)出聲音的頻率等于600 HzC聲源在C點時發(fā)出聲音的頻率等于600 HzD聲源在C點時發(fā)出聲音的頻率小于600 HzE聲源在D點時發(fā)出聲音的頻率小于600 Hz解析根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)聲源和觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率，當(dāng)聲源和觀察者相互遠(yuǎn)離時，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率，將聲源運動至A、B、C、D四個點時相對于觀察者的速度方向標(biāo)出來，可得：聲源運動到A點時有靠近觀察者的趨勢，運動到C點時有遠(yuǎn)離觀察者的趨勢，聲源在B、D兩點的速度方向垂直于O點與觀察者的連線，故A、B、D正確，C、E錯誤。答案ABD 集訓(xùn)沖關(guān)1(多選)(2019廣州荔灣區(qū)模擬)如圖是水平面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰(實線)和波谷(虛線)，S1的振幅A13 cm，S2的振幅A22 cm。則下列說法正確的是()A質(zhì)點D是振動減弱點B質(zhì)點A、D在該時刻的高度差為10 cmC再過半個周期，質(zhì)點B、C是振動加強點D質(zhì)點C的振幅為1 cmE質(zhì)點C此刻以后將向下振動解析：選BDE題圖中質(zhì)點A、D分別是波峰與波峰相遇、波谷與波谷相遇，是振動加強點，而質(zhì)點B、C是波峰與波谷相遇，是振動減弱點，故A錯誤；質(zhì)點A的位移為3 cm2 cm5 cm，質(zhì)點D的位移為3 cm2 cm5 cm，故質(zhì)點A、D在該時刻的高度差為10 cm，故B正確；振動的干涉圖樣是穩(wěn)定的，質(zhì)點A、D一直是振動加強點，而質(zhì)點B、C一直是振動減弱點，故C錯誤；質(zhì)點C是振動減弱點，振幅為3 cm2 cm1 cm，此刻在上方最大位移處，故質(zhì)點C此刻以后將向下振動，故D、E正確。2(多選)下列關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法中，正確的是()A只要波源在運動，就一定能觀察到多普勒效應(yīng)B如果波源靜止，就觀察不到多普勒效應(yīng)C當(dāng)聲源朝著觀察者運動時，聲源的頻率不變D當(dāng)聲源遠(yuǎn)離觀察者運動時，觀察者接收到的頻率變低E當(dāng)聲源相對于觀察者運動時，觀察者接收到的頻率可能變高，也可能變低解析：選CDE波源運動時，波源與觀察者距離不一定變化，不一定能觀察到多普勒效應(yīng)，A錯；波源靜止時，若觀察者靠近或遠(yuǎn)離波源，就能觀察到多普勒效應(yīng)，B錯；聲源朝著觀察者運動時，聲源頻率不變，觀察者接收到的頻率變高，反之亦然，C、D對；聲源相對于觀察者運動時，二者距離可能增大，也可能減小，故觀察者接收到的頻率可能變低，也可能變高，E對。3利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖甲、乙所示，則：圖甲顯示了波的_現(xiàn)象，圖乙顯示了波的_現(xiàn)象。解析：由波的干涉和衍射概念知，題圖甲是一列波的傳播，顯示了波的衍射現(xiàn)象，題圖乙是兩列波的傳播，顯示了波的干涉現(xiàn)象。答案：衍射干涉1.(多選)如圖所示，a、b、c、d是均勻媒介中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軸正方向傳播，在t0時刻到達(dá)質(zhì)點a處，質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動，t3 s時刻質(zhì)點a第一次到達(dá)最高點。下列說法正確的是()A在t6 s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處B在t5 s時刻質(zhì)點c恰好到達(dá)最高點C質(zhì)點b開始振動后，其振動周期為4 sD在4 s<t<6 s的時間間隔內(nèi)質(zhì)點c向上運動E當(dāng)質(zhì)點d向下運動時，質(zhì)點b一定向上運動解析：選ACD根據(jù)題述可知，3 sT，T4 s，波長vT24 m8 m,06 s內(nèi)，波傳播的距離svt26 m12 m，在t6 s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處，選項A正確；在t3 s時刻波傳到質(zhì)點c處，在t5 s時刻質(zhì)點c恰好回到平衡位置，在t6 s時刻到達(dá)最高點，選項B錯誤；質(zhì)點b開始振動后，其振動周期為4 s，選項C正確；在t4 s時刻質(zhì)點c到達(dá)最低點，在4 s<t<6 s的時間間隔內(nèi)質(zhì)點c向上運動，選項D正確；質(zhì)點b和質(zhì)點d相距10 m1，當(dāng)質(zhì)點d向下運動時，質(zhì)點b不一定向上運動，選項E錯誤。2(多選)處于坐標(biāo)原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v200 m/s。已知t0時，波剛傳播到x40 m處，波形如圖所示。在x400 m處有一接收器(圖中未畫出)，則下列說法正確的是()A波源開始振動時方向沿y軸負(fù)方向B接收器在t2 s時才能接收到此波C若波源向x軸正方向勻速運動，接收器接收到波的頻率大于10 HzD從t0開始經(jīng)0.15 s，x40 m處的質(zhì)點運動的路程為0.6 mE當(dāng)t0.75 s時，x40 m處的質(zhì)點恰好到達(dá)波谷的位置解析：選ACD波源開始振動時的方向為各質(zhì)點的起振方向(與t0時x40 m處質(zhì)點的振動方向相同)，根據(jù)波的傳播方向與質(zhì)點振動方向間的關(guān)系可知，波源開始振動時方向沿y軸負(fù)方向，選項A正確；接收器開始接收到此波需要的時間t s1.8 s，選項B錯誤；由題圖可知20 m，T0.1 s，波源頻率f10 Hz，若波源向x軸正方向勻速運動，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，接收器接收到波的頻率大于10 Hz，選項C正確；0.15 s1.5T，x40 m處的質(zhì)點運動的路程為1.540.1 m0.6 m，選項D正確；0.75 s7.5T，x40 m處的質(zhì)點恰好回到平衡位置并向y軸正方向運動，選項E錯誤。3(多選)一列簡諧橫波某時刻的波形如圖甲所示，P、Q、M為該橫波上的三個質(zhì)點，各自的橫坐標(biāo)位置分別為6 m、10 m、15 m。從該時刻開始計時，波上質(zhì)點M的振動圖像如圖乙所示，則下列說法正確的是()A該波波速是25 m/s，傳播方向沿x軸負(fù)方向B若該波遇到另一列簡諧橫波并產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為2.5 HzC若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物尺寸一定比20 m大很多D從該時刻起，再經(jīng)過0.4 s質(zhì)點Q通過的路程為4 mE從該時刻起，質(zhì)點Q將比質(zhì)點P先回到平衡位置解析：選ADE由題圖知，該波波長20 m，T0.8 s，則v m/s25 m/s，因t0時刻質(zhì)點M在平衡位置向上振動，可知波的傳播方向沿x軸負(fù)方向，選項A正確；波的頻率f1.25 Hz，若該波遇到另一列簡諧橫波并產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為1.25 Hz，選項B錯誤；該波波長20 m，若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物尺寸一定與20 m相差不多或比20 m小，選項C錯誤；0.4 sT，從該時刻起，再經(jīng)過0.4 s質(zhì)點Q通過的路程為4A22 m4 m，選項D正確；該時刻質(zhì)點Q在最低點向上振動，而質(zhì)點P在題圖所示位置向下振動，則從該時刻起，質(zhì)點Q將比質(zhì)點P先回到平衡位置，選項E正確。4(多選)如圖甲所示，兩波源A、B分別位于x1 m和x9 m 處，產(chǎn)生的兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，傳播速度均為v2 m/s，振幅均為A2 cm。t0時刻兩波源同時開始振動，振動圖像均如圖乙所示，質(zhì)點P的平衡位置處于x5 m處，則下列判斷正確的是()A質(zhì)點P的起振方向沿y軸正方向Bt2 s時刻，波源A、B都運動到x5 m處C兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)會形成干涉圖樣D質(zhì)點P開始振動后，振幅為2 cm，周期為2 sEt2.3 s時刻，質(zhì)點P位于平衡位置的上方且沿y軸正方向運動解析：選ACE由題圖可知，波源A、B起振的方向均沿y軸正方向，兩列波同時傳到x5 m處，則質(zhì)點P的起振方向也是沿y軸正方向，選項A正確；波源不會隨波遷移，選項B錯誤；兩列波的頻率相同，則兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)會形成干涉圖樣，選項C正確；質(zhì)點P是振動加強點，則開始振動后，振幅為2A4 cm，周期為2 s，選項D錯誤；振動傳到x5 m處的時間為t s2 s，則在t2.3 s時刻，質(zhì)點P振動了0.3 s，小于T，則質(zhì)點P位于平衡位置的上方且沿y軸正方向運動，選項E正確。5.(多選)(2019湖北八校聯(lián)考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時刻的波形如圖中實線所示，t0.1 s時刻的波形如圖中虛線所示。波源不在坐標(biāo)原點O，P是傳播介質(zhì)中平衡位置離坐標(biāo)原點xP2.5 m處的一個質(zhì)點，則以下說法正確的是()A質(zhì)點P的振幅為0.1 mB波的頻率可能為7.5 HzC波的傳播速