沈阳市2020年高考物理一轮专题： 第51讲 机械波和波动图象(II)卷

2020年高考物理一轮复习专题51 机械波横波的图象(讲)(含解析本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反射的综合，有的考区也以计算题的形式考查．复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义，注意图象在空间和时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图；光和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，不可忽视任何一个知识点．1．知道机械波的特点和分类．2．掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象．3．理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件．1．机械波的形成条件：（1）波源；（2）介质．2．机械波的特点（1）机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移．（2）介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同．（3）各质点开始振动（即起振）的方向均相同．（4）一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零．3．波长、波速、频率及其关系（1）波长在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，用λ表示．（2）波速波在介质中的传播速度．由介质本身的性质决定．（3）频率由波源决定，等于波源的振动频率．（4）波长、波速和频率的关系：v＝fλ．特别提醒 1．机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变．2．机械波的波速仅由介质来决定，波速在固体、液体中比在空气中大．波速的计算方法：Tv λ=或txv ∆∆=． 4．波的图象的物理意义反映了某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移． 5．波的干涉（1）产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇．（2）现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，且加强区和减弱区互相间隔．（3）对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长整数倍时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱．6．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔（缝）的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小． 7．多普勒效应（1）波源不动⎩⎪⎨⎪⎧观察者向波源运动，接收频率增大观察者背离波源运动，接收频率减小（2）观察者不动⎩⎪⎨⎪⎧波源向观察者运动，接收频率增大波源背离观察者运动，接收频率减小考点一 对机械波及图象的理解和应用 1．机械波的特点及各物理量之间的关系 （1）介质依存性：机械波离不开介质．（2）能量信息性：机械波传播的是振动的形式、能量和信息．（3）传播不移性：在传播方向上，各质点只在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移． （4）时空重复性：机械波传播时，介质中的质点不断地重复着振源的振动形式．（5）周期、频率同源性：介质中各质点的振动周期均等于振源的振动周期且在传播中保持不变．（6）起振同向性：各质点开始振动的方向与振源开始振动方向相同． （7）波长、波速和频率的关系：v ＝λf ，f 由波源决定，v 由介质决定． 2．对波的图象的理解波的图象反映的是波在传播过程中某一时刻各个质点相对于各自的平衡位置的位移情况，从图象中可以看出： （1）波长λ； （2）振幅A ；（3）该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；（4）如果波的传播方向已知，可判断各质点该时刻的振动方向以及下一时刻的波形； （5）如果波的传播速度大小已知，可利用图象所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率：vT λ=，λv T f ==1。

一．机械波的形成和传播1．关于机械波的形成，下列说法中正确的是( )A．物体做机械振动，一定产生机械波B．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，做受迫振动C．参与振动的质点振动频率各不相同D．机械波传播过程中，介质中质点随波迁移，振动能量也随波传递[答案] BA.物体做机械振动，如果没有介质，不能产生机械波，故A错误;B.机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，做受迫振动，故B正确;C.参与振动的质点振动频率相同，故C错误;D .机械波传播过程中，介质中质点不随波迁移，在振动过程中把能量传出去，故D错误。

2．（多选）机械振动在介质中传播形成机械波。

下列说法正确的是（）A．如果波源停止振动，则机械波的传播也将立即停止B．纵波中质点振动的速度方向与波的传播速度方向平行C．纵波中的质点在一个周期内沿波的传播方向运动一个波长的距离D．横波中两个振动情况总相同的质点间的距离一定等于波长的整数倍【答案】BDA.振源停止振动时，由于惯性，其他.振动质，点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，故A错误;B.在纵波中质点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上，故B正确;C.在横波和纵波中振动质点都不随波迁移，故C错误;D.根据波长的定义知:在横波中两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于波长，所以横波中两个振动情况总相同的质点间的距离一定等于波长的整数倍，故D正确;3．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（）A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率【答案】DA.在同种均匀介质中波的传播过程中传播速度为定值，而质点的在平衡两侧做简谐运动，其速度大小是变化的，和波速无关，故A错误;B.在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反，并不垂直，故B错误;C.质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，并非一个波长，故C错误;D.每个质点都在重复波源的振动因此质点的振动频率和波源的振动频率是相同的，故D正确。

长春市高考物理一轮专题：第51讲机械波和波动图象（I）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共9题；共18分)1. （2分）如图所示是某一时刻的波形图象，波沿x轴正方向传播，波速是12m/s，则波长和频率分别是（）A . 3cm；200HzB . 6cm；200HzC . 2cm；400HzD . 12cm；50Hz2. （2分）下列说法正确的是（）A . 一弹簧振子沿水平方向做简谐运动，则该振子所做的运动是匀变速直线运动B . 在某地的单摆，若摆长不变，当使摆球的质量增加、摆球经过平衡位置时的速度减小时，单摆做简谐运动的频率将不变，振幅将变小C . 做简谐运动的物体，每次经过同一位置时，速度一定相同D . 单摆在周期性外力作用下振动时，若外力的频率越大，则单摆的振幅就越大3. （2分）声波能绕过一般建筑物，而光波却不能，这是因为（）A . 光波传播速度太大，偏离直线不明显B . 声波传播速度小，而光波传播速度大C . 建筑物对声波吸收少，而对光波吸收多D . 声波波长长，容易产生衍射；光波波长短，不易产生衍射4. （2分）在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A．M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示．在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1s．则（）A . 该波的周期为 sB . 在t= s时，N的速度一定为2m/sC . 从t=0到t=1s，M向右移动了2mD . 从t= s到t= s，M的动能逐渐增大5. （2分）(2016·北京) 如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。

以平衡位置O为原点，建立Ox轴。

向右为x的轴的正方向。

若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为（）A .B .C .D .6. （2分） (2016高三上·香河期中) 一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知，在t=4s时，质点的（）A . 速度为正的最大值，加速度为零B . 速度为负的最大值，加速度为零C . 速度为零，加速度为负的最大值D . 速度为零，加速度为正的最大值7. （2分）一列简谐波在两时刻的波形如图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的（）A . 周期B . 波速C . 波长D . 频率8. （2分） (2017高二上·淮南期中) 某质点在y方向做简谐运动，平衡位置在坐标原点O处，其振幅为0.05m，振动周期为0.4s，振动在介质中沿x轴正方向传播，传播速度为1 m/s．当它由平衡位置O开始向上振动，经过0.2s 后立即停止振动，由此振动在介质中形成一个脉冲波．那么，在停止振动后经过0.2s的波形可能是图中的（）A .B .C .D .9. （2分） (2018高二上·浙江期中) 原点O处有一简谐横波波源，t=0时波源开始振动，形成沿x轴正向传播的机械波，当t=0.6s时的波形图如图所示，此时质点P刚好开始振动，下面说法中正确的是（）A . 这列波的传播速度为10cm/sB . 再经过0.1s质点a通过的路程等于10cmC . t=0.7s时质点b运动方向沿y轴负方向D . 此刻质点a与质点b运动方向相同二、多选题 (共5题；共15分)10. （3分）如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．设两列波的振幅均为5 cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1 m/s和0.5 m．C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（）A . C、E两点都保持静止不动B . 图示时刻A、B两点的竖直高度差为20 cmC . 图示时刻C点正处在平衡位置且向水面运动D . 从图示的时刻起经0.25 s后，E点通过的路程为20 cm11. （3分）两列频率相同的波源发生干涉现象，若在某一时刻P点处恰好是两列波的波峰相遇Q点两列波的波谷相遇则（）A . P点振动加强，Q点振动减弱B . P、Q两点振动都加强C . P、Q两点始终分别处在最大、最小位移处D . 再经过周期时，P、Q两点的位移都为零12. （3分）两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0m/s的速率沿同一直线相向传播,t=0时刻的波形如图所示,图中小方格的边长为0.1m,则以下不同时刻,波形正确的是（）A .B .C .D .13. （3分） (2018高二下·眉山期末) 如图所示，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=0.3s时的波形图。

高考物理一轮专题：第51讲机械波和波动图象姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共9题；共18分)1. （2分）如图所示，O为波源，a、b、c、d是波的传播方向上各质点的平衡位置，Oa=ab=bc=cd=3m，开始各质点均静止在平衡位置，t=0时波源O开始向上做简谐振动，振幅是0.1m，波沿OS方向传播，波长是8m，当O 点振动了一段时间后经过的路程是0.5m时，各质点的运动方向是（）A . a质点向上B . b质点向上C . c质点向下D . d质点向下2. （2分）如图是一水平弹簧振子做简谐振动的振动图像（x-t图），由图可推断，振动系统（）A . 在t1和t2时刻有相等的动能和相同的动量B . 在t3和t4时刻有相等的势能和相同的动量C . 在t4和t6时刻有相同的位移和速度D . 在t1和t6时刻有相同的速度和加速度3. （2分）如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知（）A . B测波是衍射波B . A侧波速与B侧波速相等C . 减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D . 增大挡板间距离，衍射现象将更明显4. （2分）如图所示是某一时刻的波形图象，波沿x轴正方向传播，波速是12m/s，则波长和频率分别是（）A . 3cm；200HzB . 6cm；200HzC . 2cm；400HzD . 12cm；50Hz5. （2分）在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A．M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示．在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1s．则（）A . 该波的周期为 sB . 在t= s时，N的速度一定为2m/sC . 从t=0到t=1s，M向右移动了2mD . 从t= s到t= s，M的动能逐渐增大6. （2分）弹簧振子作简谐运动的图线如图所示，在t1至t2这段时间内（）A . 振子速度方向不变，振子加速度方向不变B . 振子速度方向不变，振子加速度方向改变C . 振子速度方向改变，振子加速度方向不变D . 振子速度方向改变，振子加速度方向改变7. （2分）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。