一、选择题： 1．3147：一平面简谐波沿Ox 正方向传播，波动表达式为 (SI)，该波在t = 0.5 s 时刻的波形图是 ［ B ］ 2．3407：横波以波速u 沿x 轴负方向传播。t 时刻波形曲线如图。则该时刻 (A) A 点振动速度大于零 (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动 (D) D 点振动速度小于零 ［ ］ 3．3411：若一平面简谐波的表达式为 ，式中A 、B 、C 为正值常量，则： (A) 波速为C (B) 周期为1/B (C) 波长为 2π /C (D) 角频率为2π /B ［ ］ 4．3413：下列函数f (x 。 t )可表示弹性介质中的一维波动，式中A 、a 和b 是正的常量。其中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波？ (A) (B) (C) (D) ［ ］ 5．3479：在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为（λ 为波长）的两点的振 动速度必定 ] 2)42(2cos[10.0π +-π=x t y ) cos(Cx Bt A y -=)cos(),(bt ax A t x f +=)cos(),(bt ax A t x f -=bt ax A t x f cos cos ),(?=bt ax A t x f sin sin ),(?=λ 21 x u A y B C D O x (m) O 2 0.1 0 y (m) ( A ) x (m) O 2 0.1 0 y (m) ( B ) x (m) O 2 - 0.1 0 y (m) ( C ) x (m) O 2 y (m) ( D ) - 0.1 0
(A) 大小相同，而方向相反 (B) 大小和方向均相同 (C) 大小不同，方向相同 (D) 大小不同，而方向相反 ［ ］ 6．3483：一简谐横波沿Ox 轴传播。若Ox 轴上P 1和P 2两点相距λ /8（其中λ 为该波的波长），则在波的传播过程中，这两点振动速度的 (A) 方向总是相同 (B) 方向总是相反 (C) 方向有时相同，有时相反 (D) 大小总是不相等 ［ ］ 7．3841：把一根十分长的绳子拉成水平，用手握其一端。维持拉力恒定，使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动，则 (A) 振动频率越高，波长越长 (B) 振动频率越低，波长越长 (C) 振动频率越高，波速越大 (D) 振动频率越低，波速越大 ［ ］ 8．3847：图为沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 0时刻的波形。若波的表达式以余弦函数表示，则O 点处质点振动的初相为： (A) 0 (B) (C) (D) ［ ］ 9．5193：一横波沿x 轴负方向传播，若t 时刻波形曲线如图所示，则在t + T /4时刻x 轴上的1、2、3三点的振动位移分别是： (A) A ，0，-A (B) -A ，0，A (C) 0，A ，0 (D) 0，-A ，0. ［ ］ 10．5513：频率为 100 Hz ，传播速度为300 m/s 的平面简谐波，波线上距离小 于波长的两点振动的相位差为，则此两点相距 (A) 2.86 m (B) 2.19 m (C) 0.5 m (D) 0.25 m ［ ］ 11．3068：已知一平面简谐波的表达式为 （a 、b 为正值常量），则 (A) 波的频率为a (B) 波的传播速度为 b/a (C) 波长为 π / b (D) 波的周期为2π / a ［ ］ 12．3071：一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t = t ＇时波形曲线如图所示。则坐标原点O 的振动方程为 (A) (B) π21ππ 23π 31)cos(bx at A y -=]2)(cos[π+'-=t t b u a y ] 2)(2cos[π -'-π=t t b u a y x u a b y O 5193图 x y O u 3847图
高中物理专题练习-机械振动与机械波光及光的本性（含答案） (时间：45分钟) 1．(江苏单科,12B)(12分)(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到如图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如乙图所示.他改变的实验条件可能是________. A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离 C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源 (2)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,某同学准备好相关实验器材后,把单摆从平 衡位置拉开一个很小的角度后释放,同时按下秒表开始计时,当单摆再次回到释放位置时停止计时,将记录的这段时间作为单摆的周期.以上操作中有不妥之处,请对其中两处加以改正. (3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀 的鳞片上发生了干涉.电子显微镜下鳞片结构的示意图如图.一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射.设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h.取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t. 2．(江苏单科,12B)(12分)(1)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比________. A．波速变大B．波速不变 C．频率变高D．频率不变 (2)用2×106 Hz的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m/s和1 500 m/s,则该超声波在结石中的波长是胆汁中的________倍.用超声波检查胆结石是因为超
声波的波长较短,遇到结石时________(选填“容易”或“不容易”)发生衍射. (3)人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射 在桌面上的P点.已知光线的入射角为30°,OA＝5 cm,AB＝20 cm,BP＝12 cm,求该人造树脂材料的折射率n. 3．(新课标全国卷Ⅰ,34)(15分)(1)(5分)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝.在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1____Δx2(填“＞”、“＝”或“＜”).若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为________ mm. (2)(10分)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v＝25 cm/s.两列波在t＝0时的波形曲线如图所示.求： (ⅰ)t＝0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标； (ⅱ)从t＝0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm的质点的时间.
第六章 机 械 波 6-1 图（a ）表示t ＝0 时的简谐波的波形图，波沿x 轴正方向传播，图（b ）为一质点的振动曲线．则图（a ）中所表示的x ＝0 处振动的初相位与图（b ）所表示的振动的初相位分别为（ ） 题6-1 图 （Ａ） 均为零 （Ｂ） 均为 2 π （Ｃ） 均为2 π - （Ｄ） 2π 与2π- （Ｅ） 2π-与2 π 分析与解 本题给了两个很相似的曲线图，但本质却完全不同．求解本题要弄清振动图和波形图不同的物理意义．图（a ）描述的是连续介质中沿波线上许许多多质点振动在t 时刻的位移状态．其中原点处质点位移为零，其运动方向由图中波形状态和波的传播方向可以知道是沿y 轴负向，利用旋转矢量法可以方便的求出该质点振动的初相位为π/2．而图（b ）是一个质点的振动曲线图，该质点在t ＝0 时位移为0，t ＞0 时，由曲线形状可知，质点向y 轴正向运动，故由旋转矢量法可判知初相位为－π/2，答案为（D ）． 6-2 一横波以速度u 沿x 轴负方向传播，t 时刻波形曲线如图（a ）所示，则该时刻（） （A ）A 点相位为 π （B ）B 点静止不动 （C ）C 点相位为 2 π 3 （D ）D 点向上运动 分析与解 由波形曲线可知，波沿x 轴负向传播，B 、D 处质点均向y 轴负方向运动，且B 处质点在运动速度最快的位置. 因此答案（B ）和（D ）不对. A 处质点位于正最大位移处，C 处质点位于平衡位置且向y 轴正方向运动，它们的旋转矢量图如图（b ）所示.A 、C 点的相位分别为0和 2 π 3.故答案为（C ） 题 6-2 图 6-3 如图所示，两列波长为λ的相干波在点P 相遇．波在点S 1 振动的初相是φ1 ，点S 1 到点P 的距离是r 1 ．波在点S 2的初相是φ2 ，点S 2 到点P 的距离是r 2 ，以k 代表零或正、负整数，则点P 是干涉极大的条件为（ ）
第十械波 一. 选择题 [C] 1．（基础训练1）图14-10为一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图，则平衡位置在P 点的质点的振动方程是 (A) ]31 )2(cos[01.0π + -π=t y P (SI)． (B) ]31 )2(cos[01.0π++π=t y P (SI) ． (C) ]31 )2(2cos[01.0π+-π=t y P (SI)． (D) ]3 1 )2(2cos[01.0π--π=t y P (SI)． 【提示】由t=2s 波形，及波向X 轴负向传播，波动方程 })2[(cos{0 ?ω+-+ -=u x x t A y ，?为P 点初相。以0x x =代入。 [C] 2．（基础训练4）一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是（） (A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零． (C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零． 【提示】在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同，在平衡位置，动能最大，势能最大。 [D] 3．（基础训练7）在长为L ，一端固定，一端自由的悬空细杆上形成驻波，则此驻波的基频波（波长最长的波）的波长为 (A) L ． (B) 2L ． (C) 3L ． (D) 4L ． 【提示】形成驻波，固定端为波节，自由端为波腹。波长最长， 4 L λ =。 [D] 4．（自测提高3）一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t = t ＇时波形曲线如图14-24所示．则坐标原点O 的振动方程为 (A) ]2 )(cos[π + '-=t t b u a y ． (B) ]2)(2cos[π -'-π=t t b u a y ． (C) ]2 )(cos[π +'+π=t t b u a y ． 图14-24
专题（一）机械波的形成于传播 1．关于机械振动和机械波的关系是（） A．有振动必有波 B．有波必有振动 C．有振动不一定有波 D．有波不一定有振动 2．关于横波和纵波，下列说法中正确的是（） A．横波和纵波都存在波峰和波谷 B．横波和纵波的质点振动方向不同，因此，这两种波不可能沿同一方向传播 C．地震中形成的彼，既有横波，也有纵波 D．横渡与纵波都能在固体．液体．气体中传播 3．在以下各种波中，属于机械波的有（） A．水波B．光波C．无线电波D．地震波 4．波在传播的过程中，正确的说法是（） A．介质中的质点是随波迁移 B．波源的振动能量随波迁移 C．波源的能量靠振动质点的迁移随波传递 D．介质的质点每完成一次全振动，波向前传播一个波长的距离 5．下列说法中，正确的是（） A．打开香水瓶盖，较远处的人也能闻到香水味，是由于香水随声波传播的原因 B．掉到池塘中心的皮球，不能通过搅动水来使它靠岸 C．地震波中有横波，也有纵波，是一段时间只有根波，另一段时间只有纵波 D．纵波中的疏部和密部是介质中的质点原来就分布好的，是固定不动的 6．在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下正确的是（） A．因为“随波逐流”木块将被推至远处 B．因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况 C．无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动 D．木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关 7．关于振动和波的关系，说法正确的是（） A．有机械振动就一定有机械波 B．波动的频率等于介质中备质点的振动频率 C．质点的振动方向总跟波的传播方向相同 D．波的传播速度一定跟质点的振动速度相同 8．下列说法正确的是（） A．质点振动方向总是垂直于波传播方向 B．只有横波的波形图才能作成正余弦曲线的形状，纵波则不能 C．波动过程是运动形式和质点由近及远的传播过程 D．如果振源停止振动，在介质中传播的波动不立即停止运动 9．下列说法中不妥的是（） A．在纵波中，质点的疏部中心位移和密部中心位移均为零 B．横波中，质点在波谷时动能最小 C．纵波中，疏部中心质点动能最小 D．机械波是波的一种形式 参考答案：
第六章 机械振动和机械波 一、简谐运动的基本概念 1.定义 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。表达式为：F = -kx ⑴简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。 ⑵回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力。 ⑶“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态） ⑷F=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。 2.几个重要的物理量间的关系 要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移x 、回复力F 、加速度a 、速度v 这四个矢量的相互关系。 ⑴由定义知：F ∝x ，方向相反。 ⑵由牛顿第二定律知：F ∝a ，方向相同。 ⑶由以上两条可知：a ∝x ，方向相反。 ⑷v 和x 、F 、a 之间的关系最复杂：当v 、a 同向（即 v 、 F 同向，也就是v 、x 反向）时v 一定增大；当v 、a 反向（即 v 、 F 反向，也就是v 、x 同向）时，v 一定减小。 3.从总体上描述简谐运动的物理量 振动的最大特点是往复性或者说是周期性。因此振动物体在空间的运动有一定的范围，用振幅A 来描述；在时间上则用周期T 来描述完成一次全振动所须的时间。 ⑴振幅A 是描述振动强弱的物理量。（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变的） ⑵周期T 是描述振动快慢的物理量。（频率f =1/T 也是描述振动快慢的物理量）周期由振动系统本身的因素决定，叫固有周期。任何简谐振动都有共同的周期公式：k m T π2=（其中m 是振动物体的质量，k 是回复力系数，即简谐运动的判定式F = -kx 中的比例系数，对于弹簧振子k 就是弹簧的劲度，对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度了）。 二、典型的简谐运动 1.弹簧振子 ⑴周期k m T π2=，与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度决定。 ⑵可以证明，竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐运动，周期公式也是k m T π2=。这个结论可以直接使用。 ⑶在水平方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧的弹力；在竖直方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力。
专题十四选修3-4 专题训练(十四) 一、选择题 1．(多选)(2020·江苏)电磁波广泛应用在现代医疗中．下列属于电磁波应用的医用器械有() A．杀菌用的紫外灯 B．拍胸片的X光机 C．治疗咽喉炎的超声波雾化器 D．检查血流情况的“彩超”机 2．(多选)(2020·杭州模拟)下列说法正确的是() A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理 B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象 C．激光全息照相时利用了激光相干性好的特性 D．激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特性 3．(2020·西藏二模)如图为一列简谐横波在t＝0.1 s时刻的波形图，已知该波沿x 轴正方向传播，波速v＝20 m/s，则质点P的振动图象为() 4．(多选)(2020·天津一模)如图中坐标原点处的质点O为一简谐波的波源，当t ＝0时，质点O从平衡位置开始振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置
在1～2 m之间，Q质点的平衡位置在2～3 m之间．t1＝2 s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则() A．波源O的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向上 B．从t2＝2.5 s开始计时，质点P比Q先回到平衡位置 C．当t2＝2.5 s时，P、Q两质点的速度方向相同 D．当t2＝2.5 s时，P、Q两质点的加速度方向相同 5．(2020·山东二模)光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，光刻机的曝光波长越短，分辨率越高．“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长、提高分辨率的技术．如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193 nm，则加上液体时光刻胶的曝光波长变为() A．161 nm B．134 nm C．93 nm D．65 nm 6．(多选)(2020·安徽二模)如图所示，在某均匀介质中的一条直线上有两个波源A、B，相距6 m，C点在A、B的中间位置．t＝0时，A、B以相同的频率开始振动，且都只振动一个周期，振幅也相同，图甲为A的振动图象，乙为B的振动图象．t1＝0.3 s时，A产生的向右传播的波与B产生的向左传播的波在C点相遇，则下列说法正确的是() A．两列波的频率都是0.2 Hz B．两列波在A、B间的传播速度大小为10 m/s
一、 选择题 1、一简谐波波动方程为0.03cos6(0.01)()y t x SI π=+则 （A ）其振幅为3m (B)周期为1/3s [ C ] （C ）波速为10m/s (D)波沿X 轴正方向传播 2、如图为0t =时刻沿X 负方向传播的平面全余弦简谐波的波形曲线，则O 点处质点振动的初相为： [ D] （A ）0 (B)π (C) 2π (D)32 π 3、一平面简谐波，沿x 轴负方向传播，角频率为ω，波速为u ，设4 T t =时刻的波形如图所示，则该波的波动方程为 [ D ] (A);)(cos u x t A y -=ω (B) ;]2)(cos[π ω+-=u x t A y (C) ;)(cos u x t A y +=ω (D) ].)(cos[πω++=u x t A y 4、两列相干波沿同一直线反向传播形成驻波，则两相邻波节之间各点的相位及振幅的关系为 【C 】 （A ）振幅全相同，相位全相同； （B ）振幅不全相同，相位全相同；
（C ）振幅全相同，相位不全相同； （D ）振幅不全相同，相位不全相同。 5、一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到 最大位移处的过程中 [ D ] （A ）它的动能转换为势能； （B ）它的势能转换为动能； （C ）它从相邻的一段质元获得能量，其能量逐渐增加； （D ）它的能量传给相邻的另一质元，其能量逐渐减小。 6、以平面余弦波波源得周期为s T 5.0=，它所激发得波得振幅为m 1.0，波长为 m 10，取波源振动得位移恰好在正方向最大值时开始计时，波源所在处为原点，沿波传播方向为x 轴正方向，则2 λ = x 处质点振动得表示式为 [ A ] （A ）;)()4cos(1.0m t y ππ-= (B) ;)()2 2cos(1.0m t y π π- = (C) ;)()(4cos 1.0m t y ππ-= (D) .)()2cos(1.0m t y ππ-= 7、一平面简谐波沿Ox 正方向传播，波动表达式为]2)42(2cos[10.0π+-π=x t y (SI)，该波在t = s 时刻的波形图是 ［ B ］ 8、横波以波速u 沿x 轴负方向传播．t 时刻波形曲线如图．则该时刻 ［ D ］ -
第十六章 机械波和电磁波 一 选择题 1. 当一平面简谐波通过两种不同的均匀介质时，不会改变的物理量是：（ ） A. 波长和频率 B. 波速和频率 C. 波长和波速 D. 频率和周期 解： 答案选D 2. 已知一平面简谐波方程为y = A cos ( a t -b x )，( a , b 为正值)，则： （ ） A. 波的频率为a B. 波的传播速度为b / a C. 波长为π/ b D. 波的周期为2π/ a 解： 答案选D 3. 如图所示，一平面简谐波沿x 轴正向传播，坐标原点O 的振动规律为y = A cos (ωt + ?0 )，则B 点的振动方程为：（ ） A. y = A cos [ωt - ( x / u ) + ?0 ] B. y = A cos ω[ t + ( x / u ) ] C. y = A cos {ω[ t - ( x / u ) ] +?0} D. y = A cos {ω[ t + ( x / u ) ] +?0} 解：任意点B 处的振动方程就是沿x 轴正向传播的波动方程y = A cos {ω[ t - ( x / u ) ] +?0}。 所以答案选C 。 4. 一列沿x 轴正向传播的平面简谐波，周期为0.5s ，波长为2m 。则在原点处质点的振动相位传到x =4m 处所需要的时间为（ ） A .0.5s B. 1s C. 2 D. 4s 解 因为波传播的距离4m 是波长2m 的2倍，因此传播这段距离所需的时间为2个周期，即为2s 。 也可以按下面的方法计算。波速45 .02 == =T u λ m/s ，则原点处质点的振动相位传到x =4m 处所需要的时间为 14 4 ==?= ?u x t s 。 故B 正确。 5. 两相干波源S 1和S 2，相距为 2 3 λ，其初相位相同，且振幅均为1.0×10-2m ，则在波源S 1和S 2连线的中垂线上任意一点，两列波叠加后的振幅为 ( ) 选择题3图
第十一章 机械波 一. 选择题 [ C ]1. 一沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s 时的波形曲线如图所示，则原点O 的振动方程为 (A) )2 1(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)． (B) )2121(cos 50.0ππ-=t y ， (SI)． (C) )21 21(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)． (D) )2 1 41(cos 50.0ππ+=t y ，(SI)． 提示：设O 点的振动方程为O 0()cos()y t A t ω?=+。由图知，当t=2s 时，O 点的振动状 态为：O 0(2)cos(2)=0 0y A v ω?=+>，且 ，∴0322πω?+=，0322 π ?ω=-，将0?代入振动方程得：O 3()cos(2)2 y t A t π ωω=+ -。由题中所给的四种选择，ω取值有三种：,,24πππ，将ω的三种取值分别代入O 3()cos(2)2 y t A t πωω=+-中，发现只有答案（C ）是正确的。 [ B ]2. 图中画出一向右传播的简谐波在t 时刻的波形 图，BC 为波密介质的反射面，波由P 点反射，则反射波在t 时刻的波形图为 提示： 由题中所给波形图可知，入射波在P 点的振 动方向向下；而BC 为波密介质反射面，故在P 点反射波存在“半波损失”，即反射波与入射波反相，所以，反射波在P 点的振动方向向上，又P 点为波节，因而得答案B 。
[ A ]3. 一平面简谐波沿x 轴正方向传播，t = 0 时刻的波形图如图所示，则P 处质 点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是 提示：由图可知，P 点的振动在t=0 [ B ]4. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 (A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零． (C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零． 提示：动能=势能，在负的最大位移处时，速度=0，所以动能为零，势能也为零。 [ B ]5. 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动 (A) 振幅相同，相位相同． (B) 振幅不同，相位相同． (C) 振幅相同，相位不同． (D) 振幅不同，相位不同． 提示：根据驻波的特点判断。 [ C ]6. 在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I 1 / I 2 = 4，则两列波的振 幅之比是 (A) A 1 / A 2 = 16． (B) A 1 / A 2 = 4． (C) A 1 / A 2 = 2． (D) A 1 / A 2 = 1 /4． 二. 填空题 1. 一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一媒质质元在t 时刻的总机械能是10 J ，则在)(T t +（T 为波的周期）时刻该媒质质元的振动动能是 5（J ） . 2. 一列强度为I 的平面简谐波通过一面积为S 的平面，波速u 与该平面的法线0n v 的夹 角为θ，则通过该平面的能流是cos IS θ。 ωS A ?O ′ ω S A ?O ′ ω A ? O ′ ω S A ?O ′ (A) (B)(C)(D) S
【2019最新】精选高考物理专题15振动和波备考强化训练 40机械波二新人教版 本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它 极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于：理解波的形成及 传播特点，能区别纵波和横波，掌握波的图象和波长、频率及波速的 关系。解这类题要特别注意波长、波速、周期的多解性，不要漏解； 特别注意振动图像与波动图像之间的必然联系，有效地解决两种图像 之间的转换问题为妙。全卷22题，总计120分，选做题9道备用。 一、破解依据 ㈠机械波：机械振动在介质中的传播过程。 ⑴条件：波源和介质 ⑵形成：①各点均做受迫振动；②沿波速方向前一点带动后一点； ③各点振幅、周期均相同；④质点均不会随波迁移，波只能传播振动 形式和振动能量； ⑶分类：横波和纵波（略） ⑷波速、波长和频率的关系 t x v ??=；。f T v λλ== ⑸横波的传播规律：①周期性和对称性（略）；②传播方向，由波 源及远判断；③传播距离，依或、等计算；④振动方向，在波动图象 中沿传播方向看,为“上坡下，下坡上” ；⑤同相与反相，若某质点 与准质点距离为波长的整数倍，则该质点与准质点同相，若某质点与 准质点距离为半波长的奇数倍，则该质点与准质点反相。 t v x ?=?vT =λ44T v ?=λ ⑹声波（略） ㈡波的特性 ⑴波的干涉 ①条件：频率相同；②结果：两波相遇，出现振动加强、减弱的 互相间隔的若干区域。 若某点到两波源的波程差等于波长的整数倍，则振动加强；若某点到
两波源的波程差等于半波长的奇数倍，则振动减弱。 ⑵波的衍射 ①条件：或能比于。②结果：明显的衍射现象。,d λλd >㈢多普勒效应： ⑴定义：波源与观察者相对运动（原因），使后者感觉其频率发生变化（效果）。 ⑵特征：两者接近，感觉频率增大；反之，则减小。 ⑶应用：测定——①车辆的速度；②天体对地球的速度。 ㈣振动图象和波的图象⑴物理意义(略) ⑵用途(略) 二、精选习题 ㈠选择题（每小题5分，共70分） ⒈(14山东)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的振动图像如图-1所示,已知O、A的平衡位置相距0.9m。以下判断正确的是( ) 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 2.（16北京）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 3.（17全国Ⅲ）如图-2，一列简谐横波沿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( )
第 1 页 共 14 页 2021年高考物理二轮重点专题整合突破 专题（17）机械振动与机械波 光 电磁波（解析版） 高考题型1 机械振动与机械波 1．必须理清的知识联系 2．巧解波的图象与振动图象综合问题的基本方法 3．波的叠加问题 (1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx ＝nλ(n ＝0,1,2，…)，振动减弱的条件为Δx ＝(2n ＋1)λ 2(n ＝0,1,2，…)．两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx ＝ (2n ＋1)λ 2(n ＝0,1,2，…)，振动减弱的条件为Δx ＝nλ(n ＝0,1,2，…)． (2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅为两波振幅的和A 1＋A 2. 4．波的多解问题 由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播易出现多解问题．
第 2 页 共 14 页 【例1】 (2020·全国卷Ⅲ·34(1))如图1，一列简谐横波平行于x 轴传播，图中的实线和虚线分别为t ＝0和t ＝0.1 s 时的波形图．已知平衡位置在x ＝6 m 处的质点，在0到0.1 s 时间内运动方向不变．这列简谐波的周期为________ s ，波速为________ m/s ，传播方向沿x 轴________(填“正方向”或“负方向”)． 图1 【答案】0.4 10 负方向 【解析】根据x ＝6 m 处的质点在0到0.1 s 时间内运动方向不变，可知波沿x 轴负方向传播，且T 4＝0.1 s ， 得T ＝0.4 s ，由题图知波长λ＝4 m ，则波速v ＝λ T ＝10 m/s. 【例2】(多选)(2019·全国卷Ⅲ·34)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T 2时刻，该波的波形图如图2(a)所示， P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图象．下列说法正确的是( ) 图2 A ．质点Q 的振动图象与图(b)相同 B ．在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大 C ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大 D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示 E ．在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大 【答案】CDE 【解析】t ＝T 2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q 在t ＝T 2 时刻从平
机械振动机械波专题训练（附解析） 选修3－4 考点31机械振动机械波 两年高考真题演练 1．[2015山东理综，38(1)](多选)如图， 轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向 做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表 达式为y＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g＝10m/s2。以下判断正 确的是() A．h＝1.7m B．简谐运动的周期是0.8s C．0.6s内物块运动的路程是0.2m D．t＝0.4s时，物块与小球运动方向相反 2．(2015天津理综，3)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 3．(2015北京理综，15) 周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，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/s B．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/s D．沿x轴负方向传播，波速v＝10m/s 4．(2015四川理综，2)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3m C．波速是1m/sD．周期是0.1s 5．(2015福建理综，16)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，下列四幅波形图中质点a最 早到达波谷的是() 6．[2015海南单科，16(1)](多选)一列沿x轴正方向传
机械波与电磁波的区别与应用 机械波与电磁波是波的两种主要形式，它们共有波的基本特性：比如说能发生反射、折射、干涉、衍射，都能够传播能量与信息，波速、波长、频率之间具有同样的关系。它们又有各自不同的地方：电磁波是一种纵波，有偏振现象，机械波的形式可以是纵波也可以是横波、电磁波的传播不需要介质，机械波必须在介质中传播。由于两者性质的不同，他们在现实生活中也有着不同的应用。 远距离的测量可以用到机械波和电磁波。在海上航行的船只在测量海底深度时会用到一个叫声纳的装置，它的工作原理是发出一束能量很强的超声波，超声波在到达海底后发生反射，测量超声波发射到反射回船只的时间就能得到海底的深度。当测量地球到月球的距离时，就必须用到电磁波。将上述工作原理中的超声波改为电磁波就能合理地测量地球到月球之间的距离。超声波的穿透能力很强，在水中传播时损耗很小，所以能够较好地测量海底的深度，但是超声波不能在真空中传播，所以在测量地月距离时必须要用到电磁波。 机械波的另一个主要应用表现在对地震波的测量和分析。 地震波是由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。地震发生时，震源释放出巨大的能量。震源区的介质在这股能量的驱动下发生剧烈的振动和破裂，这种振动构成一个波源。由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及其表层各处传播出去，形成了连续介质中的弹性波。地震震源施放出的能量沿振动波传播到地表，给地面的建筑物造成强烈的破坏。 地震波主要分为两种，一种是实体波，一种是表面波。表面波只在地表传递，实体波能穿越地球内部。实体波在在地球内部传递，又分成P 波和S 波两种。 P 波为一种纵波，粒子振动方向和波前进方平行，在所有地震波中，前进速度最快，也最早抵达。P 波能在固体、液体或气体中传递。 S 波前进速度仅次于P 波，粒子振动方向垂直于波的前进方向，是一种横波。S 波只能在固体中传递，无法穿过液态外地核。 表面波又称L 波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。表面波有低频率、高震幅和低频散的特性，只能沿地表传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。 根据对波动方程20tt xx u v u -=的分析可以得到：地震波的传播速度由下式决定。 v = 该式中E 为介质的弹性模量，ρ为介质的密度。
第十机械波 一. 选择题 [C] 1．（基础训练1）图14-10为一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图，则平衡位置在P 点的质点的振动方程是 (A) ]31 )2(cos[01.0π+-π=t y P (SI)． (B) ]31 )2(cos[01.0π++π=t y P (SI)． (C) ]31 )2(2cos[01.0π+-π=t y P (SI)． (D) ]3 1 )2(2cos[01.0π--π=t y P (SI)． 【提示】由t=2s 波形，及波向X 轴负向传播，波动方程 }])2[(cos{0 ?ω+-+ -=u x x t A y ，?为P 点初相。以0x x =代入。 [C] 2．（基础训练4）一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是（） (A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零． (C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零． 【提示】在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同，在平衡位置，动能最大，势能最大。 [D] 3．（基础训练7）在长为L ，一端固定，一端自由的悬空细杆上形成驻波，则此驻波的基频波（波长最长的波）的波长为 (A) L ． (B) 2L ． (C) 3L ． (D) 4L ． 【提示】形成驻波，固定端为波节，自由端为波腹。波长最长， 4 L λ =。 [D] 4．（自测提高3）一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t = t ＇时波形曲线如图14-24所示．则坐标原点O 的振动方程为 (A) ]2)(cos[π +'-=t t b u a y ． (B) ]2)(2cos[π -'-π=t t b u a y ． (C) ]2)(cos[π +'+π=t t b u a y ． (D) ]2 )(cos[π -'-π=t t b u a y ． 【提示】由图可知，波长为2b ，周期2=,b T u 频率=u b ωπ，在t = t ＇，o 点的相位为-2π。 坐标原点O 的振动方程为]2 )(cos[π -'-π=t t b u a y [D] 5．（自测提高6）如图14-25所示，S 1和S 2为两相干波源，它们的振动方向均垂直于图面，发出波长为? 的简谐波，P 点是两列 图14-10 图14-24 图14-25
机械振动与机械波专题练习（带详解) 一、多选题 1．下列有关波动现象的特性与应用说法正确的是（ ） A ．医学诊断时用“ B 超”仪器探测人体内脏，是利用超声波的多普勒效应 B ．5G 通信技术（采用3300﹣5000MHz 频段），相比现有的4G 通信技术（采用1880﹣2635MHz 频段），5G 容量更大，信号粒子性更显著 C ．在镜头前装偏振片，可以减弱镜头反射光 D ．电子显微镜的电子束速度越大，电子显微镜分辨本领越强 【答案】BD A.“B 超”仪器通过它的探头不断向人体发出短促的超声波（频率很高，人耳听不到的声波）脉冲，超声波遇到人体不同组织的分界面时会反射回来，又被探头接收，这些信号经电子电路处理后可以合成体内脏器的像，没有使用多普勒效应。故A 错误； B.5G ，即第五代移动通信技术，采用3300﹣5000MHz 频段，相比于现有的4G （即第四代移动通信技术，1880﹣2635MHz 频段）技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G 容量更大，信号的频率更大，所以粒子性更显著。故B 正确； C.在镜头前装偏振片，可以减弱被拍摄物体反射光，而不是减弱镜头反射光。故C 错误； D.电子显微镜的电子束速度越大，则电子的波长越短，电子显微镜分辨本领越强。故D 正确 2．如图所示的装置中，在曲轴AB 上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手C ，让其上下振动，周期为1T ，若使把手以周期()221T T T >匀速转动，当运动都稳定后，则（ ） A ．弹簧振子的振动周期为1T B ．弹簧振子的振动周期为2T C ．.弹簧振子的振动频率为2 1T D ．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小 E.要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大
高考复习25机械波和电磁波 考纲要求： ● 波、横波和纵波、波长、频率和波速的关系、超声波及其应用一I 级 ● 电磁场、电磁波、电磁波的周期、频率和波速、电视、雷达…I 级 知识达标 1. 在 中传播，就形成了机械波，因此，机械波产生的条件是有 和 . 2.质点 方向跟 方向垂直，如此的波叫做横波 3.质点 方向跟 方向平行，如此的波叫做纵波 4．两个相邻的、在振动过程中 总是 的质点间的距离的做波长；波长、波速和频率的关系是 5．波速由 决定；机械波的频率由 决定 6．超声波有两个特点，一个是 ，一个是 7．变化的 产生电场，变化的 产生磁场 8．电磁场由近及远传播形成了 ．电磁波是否依靠介质传播? 注意：机械波是 这种运动形式的传播，它也能够传递 和 但介质本身可不能沿着波的传播方向 经典题型 1．关于机械振动和机械波以下表达正确的选项是： A ．有机械振动必有机械波 B ．有机械波必有机械振动 C ．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移 D ．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并可不能赶忙停止 2．波长指的是： A ．在一个周期内波振动在介质中传播的距离 B ．横波中两个波峰之间的距离 C ．横波中一个波峰和相邻的一个波谷之间距离的两倍 D ．在波的传播方向上，两个相邻的任意时刻位移都相同的质点间的距离 3．一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是： A ．波速 B ．波长 C ．频率 D.振幅 4.一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如下图，质点A 的位置与坐标原点相距0.5 m ，现在质点A 沿y 轴正方向运动，再通过0.02s 将第一次达到最大位移，由此可见： A ．这列波波长是2 m B ．这列波频率是50 Hz C ．这列波波速是25 m ／s D ．这列波的传播方向是沿x 轴的负方向 5．如下图，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知，这列波的 振幅A 、波长λ和x=l 米处质点的速度方向分不为： A ．A=O.4 m λ=1m 向上 B ．A=1 m λ=0.4m 向下 C ．A=O.4 m λ=2m 向下 D ．A=2 m λ=3m 向上 -
一.选择题 [ C]1. 一沿x轴负方向传播的平面简谐波在t= 2 s时的波形曲线如图所示，则原点O的振动方程为 (A) ) 2 1 ( cos 50 .0π π+ =t y，(SI)． (B) ) 2 1 2 1 ( cos 50 .0π π- =t y，(SI)． (C) ) 2 1 2 1 ( cos 50 .0π π+ =t y，(SI)． (D) ) 2 1 4 1 ( cos 50 .0π π+ =t y，(SI)． 提示：设O点的振动方程为 O0 ()cos() y t A tω? =+。由图知，当t=2s时，O点的振动状 [ B ]2. 图中画出一向右传播的简谐波在t时刻的波形 图，BC为波密介质的反射面，波由P点反射，则反射波在t时 刻的波形图为 提示： 由题中所给波形图可知，入射波在P点的振 动方向向下；而BC为波密介质反射面，故 在P点反射波存在“半波损失”，即反射波 与入射波反相，所以，反射波在P点的振动 方向向上，又P点为波节，因而得答案B。
[ A ]3. 一平面简谐波沿x 轴正方向传播，t = 0 时刻的波形图如图所示，则P 处质 点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是 [ B ]4. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 (A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零． (C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零． 提示：动能=势能，在负的最大位移处时，速度=0，所以动能为零，势能也为零。 [ B ]5. 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动 (A) 振幅相同，相位相同． (B) 振幅不同，相位相同． (C) 振幅相同，相位不同． (D) 振幅不同，相位不同． 提示：根据驻波的特点判断。 [ C ]6. 在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I 1 / I 2 = 4，则两列波的振 幅之比是 (A) A 1 / A 2 = 16． (B) A 1 / A 2 = 4． (C) A 1 / A 2 = 2． (D) A 1 / A 2 = 1 /4． 二. 填空题 1. 一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一媒质质元在t 时刻的总机械能是10 J ，则在)(T t +（T 为波的周期）时刻该媒质质元的振动动能是 5（J ） . 2. 一列强度为I 的平面简谐波通过一面积为S 的平面，波速u 与该平面的法线0n v 的夹 角为θ，则通过该平面的能流是cos IS θ。 ωS A ?O ′ ω S A ?O ′ ω A ? O ′ ω S A ?O ′ (A) (B)(C)(D) S