2024年高考物理一轮复习考点及考纲解读振动和波 5

发布 2024-01-07 05:40:11 阅读 6293

名师解读。振动和波的知识虽然不多,但确是高考必考内容。题型多以选择题的形式出现,其中命题频率较高的知识点是波的图像,波的传播,频率、波长、波速的关系,能量问题,其次是单摆的周期、振**像。

试题信息容量大,综合性强,一道题往往考查多个概念和规律,特别是通过波的图像综合考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力。复习时重点仍为波的图像,同时也应对振动的规律及图像加以重视。

样题解读。样题1】2024年,在印度尼西亚的苏门答腊岛近海,**引发了海啸,造成了重大的人员**,海啸实际上是一种波浪运动,也可称为**海浪,下列说法中正确是。

a.**波和海啸都是由机械振动引起的机械波。

b.波源停止振动时,海啸和**波的传播立即停止。

c.**波和海啸都有纵波。

d.从这个事件中可以看出机械波能将能量从振源向外传播。

分析] **波是地球内部的剧烈振动从地球内部到地表传播形成的机械波,海啸是海底或地球内部的剧烈振动通过海水传播形成的机械波,a项正确;波源停止振动时,原来形成的海啸和**波仍然向远处传播,不会立即停止,b项错误;**波和海啸比较复杂,既有横波,又有纵波,c项正确;从**和海啸造成了重大的人员**可以看出机械波能将能量从振源向外传播,d项正确。

答案] acd

解读] 本题涉及到波的传播、横波、纵波等知识点,重点考查考生的理解能力,体现了《考试大纲》中对“理解物理概念、物理规律的确切含义,理解物理规律的适用条件,能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法”的能力要求。**和海啸都比较复杂,所以此类题一般只是高中物理所学知识的简单应用,必要时还要结合题中所给的信息进行分析。

样题2】(改编题)如图5-1所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于m点,与竖直墙相切于a点,竖直墙上另一点b与m的连线和水平面的夹角为600,c是圆环轨道的圆心,d是圆环上与m靠得很近的一点(dm远小于cm)。已知在同一时刻:a、b两球分别由a、b两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到m点;c球由c点自由下落到m点;d球从d点静止出发沿圆环运动到m点。

则。a.a球最先到达m点 b.b球最先到达m点。

c.c球最先到达m点 d.d球最先到达m点。

分析] 设圆环的半径为r,光滑轨道的倾角为 ,小球沿光滑轨道下滑的加速度a=gsin ,由运动学公式,得, =45 时t最小,,且。c球做自由落体运动,得。d球的运动等效为绳长为r的小角度单摆,,由于,,所以最小,c项正确。

答案] c解读] 本题涉及到牛顿第二定律、匀变速运动规律、自由落体运动、单摆在小振幅条件下做简谐运动,单摆周期公式等知识点,考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力,体现了《考试大纲》中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系”和“必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。本题中四个小球的运动涉及到三种运动形式:a、b两球沿等底光滑斜面下滑,c球做自由落体运动,d是等效单摆,因此本题综合性很强,同时要求较高的数学处理技巧。

样题3】(2011届河南省高三复习试卷)如图5-2所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2 m和x=1.2 m处,两列波的速度均为v=0.

4 m/s,两波源的振幅均为a=2 cm。图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图5-所示),此刻平衡位置处于x=0.2 m和x=0.

8 m的p、q两质点刚开始振动。质点m的平衡位置处于x=0.5 m处,关于各质点运动情况判断正确的是。

a.t=1 s时刻,质点m的位移为-4 cm

b.t=1 s时刻,质点m的位移为+4 cm

c.t=0.75 s时刻,质点p、q都运动到m点。

d.质点p、q的起振方向都沿y轴正方向。

分析] 波的周期都为s=1 s。波传到m用时s=0.75 s,剩下时间t-δt=1s-0.

75 s=0.25 s=,是m点振动时间,由于两波都使m点向下运动到最低点,位移为-2a=-2×2 cm=-4 cm,所以a项正确,b项错误;由于质点不随波迁移,所以c项错误;p、q质点起振方向都向y轴负方向,所以d项错误。

答案] a解读] 本题涉及到波的图像、波长、波速、频率(周期)、波的叠加等知识点,考查理解能力、推理能力和分析综合能力,体现了《考试大纲》中对“能够根据已知的知识和物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断” 和“能够独立地对所遇到的问题进行具体分析,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境,找出其中起重要作用的因素及有关条件”的能力要求。波的图像的分析与应用是历年高考考查的热点。解题的关键在于理解波的图像,注意每一个质点是上下振动而不随波向前运动。

样题4】(南京师大附中分校高三调研)一列简谐波沿x轴正向传播。已知轴上x1=0处的质点振**线如图5-3甲所示,x2=1m处的振**线如图5-3乙所示,则此列波的传播速度可能是。

a.1000m/s b.333 m/s c.143 m/s d.111 m/s

分析] 根据甲图的振**像,t=0时刻x1=0处的质点处于波峰,根据乙图的振**像,x2=1m处的质点处于平衡位置且向下振动,可画出t=0时刻的波形图,如图5-4所示。(两质点之间还可能有多个波长未画出)

由振**像得周期s,由波形图得。即。波速。

当时,,b项正确;当时, ,c项正确,时,,n再增大,v减小,所以a项、d项都不正确。

答案] bc

解读] 本题涉及到振**像、波长、波速、频率(周期)等知识点,考查理解能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力,体现了《考试大纲》中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系”和“必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。解决波动问题要注意:由于波动的周期性(每隔一个周期t或每隔一个波长λ)和波的传播方向的双向性,往往出现多解,要防止用特解来代替通解造成解答的不完整。

权威**。1.(容易题)洗涤剂会污染环境,有人设计了一种利用超声波使水振动,令污垢脱离衣物的不用洗衣粉的洗衣机。超声波。

a.属于机械波 b.属于电磁波。

c.可以在真空中传播 d.比人耳能听到的声波更容易发生衍射。

2.(容易题)(湖北省孝感一中2007届高三测试)如图5-5所示,s为固定在x坐标轴上的声源,观察者p在坐标轴上匀速运动,则下列判断中正确的是。

a.若观察者沿x轴正向运动,则在a点听到的声波频率比声源发出的声波频率低。

b.若观察者沿x轴正向运动,则在b点听到的声波频率比在a点听到的声波频率低。

c.若观察者沿x轴负向运动,则在b点听到的声波频率比声源发出的声波频率高。

d.若观察者沿x轴负向运动,则在b点听到的声波频率与在a点听到的声波频率相同。

3.(容易题)在实验室可以做“声波碎杯”的实验。在某次实验中先用手指轻弹一只酒杯,在听到清脆声音的同时,测出该声音的频率为600hz。接着将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间,通过调整其发出的声波,就能使酒杯破碎。

要成功完成上述实验,以下操作正确的是。

a.只需调整声波发生器使其输出功率足够大。

b.在输出功率足够大的条件下,调整声波发生器使其发出频率很高的超声波。

c.在输出功率足够大的条件下,调整声波发生器使其发出频率很低的次声波。

d.在输出功率足够大的条件下,调整声波发生器使其发出的声波频率尽量接近600hz

4.(中档题)如图5-6所示,一列横波t时刻的图像用实线表示,又经△t=0.2s时的图像用虚线表示。已知波长为2m,则以下说法正确的是。

a.若波向右传播,则最大周期是2s

b.若波向左传播,则最大周期是2s

c.若波向左传播,则最小波速是9m/s

d.若波速是19m/s,则传播方向向左。

5.(中档题)一质量为50kg的男孩在距离河流40m高的桥上作“蹦极跳”,未拉伸前长度ab为15m的弹性绳一端缚着他的双脚。另一端则固定在桥上的a点,如图5-7(a),然后男孩从桥面下坠直至贴近水面的最低点d,假定绳在整个运动过程中遵守胡克定律,不考虑空气阻力、男孩的大小和绳的质量(g取10m/s2),且男孩的速率跟下坠的距离的变化如图5-7(b)所示。男孩在c点时的速率最大。

1)当男孩在d点时,求绳储存的弹性势能。

2)绳的劲度系数是多少?

3)就男孩在ab、bc和cd期间的运动,试讨论作用于男孩的力。

4)从绳刚开始拉伸,直至男孩到达最低点d,男孩的运动可视为简谐运动,他的平衡位置离桥墩有多远?求他的振幅。

5)求男孩由c下坠至d所需时间(简谐运动的周期公式为)

参***]1.a 解析:超声波是频率高于20000hz的声波,属于机械波,a项正确,b项错误;机械波的传播需要介质,不能在真空中传播,c项错误;超声波比人耳能听到的声波频率高,波长短,不易发生衍射,d项错误。

2.acd 解析:观察者沿x轴正向运动时,远离声源s,由于多普勒效应,听到的声波频率比声源发出的声波频率低,a项正确;由于观察者做匀速运动,所以在b点听到的声波频率与在a点听到的声波频率相同,b项错误;观察者沿x轴负向运动时,靠近声源s,在b点听到的声波频率比声源发出的声波频率高,且与在a点听到的声波频率相同,c项、d项都正确。

3.d 解析: “声波碎杯”利用了共振原理,当驱动力的频率等于或接近酒杯的固有频率600hz时,发生共振,使酒杯破碎,d项正确。

4.acd 解析:如题图,若波向右传播,,所以,当时,周期有最大值s,a项正确。

若波向左传播,,所以,,当时,周期有最大值s,b项错误。

波速,当时,波速最小值为m/s,c项正确。当,,d项正确。

5.(1)2 104j (2)62.5n/m (3)见解析 (4)23m ,17m (5)1.4s

解析:(1)由a到d过程,男孩和弹性绳组成的系统机械能守恒,在d点绳储存的弹性势能等于ad过程中减少的重力势能。

2)男孩在c点时的速率最大,此时重力和弹力二力平衡,,绳的劲度系数。

3)ab段,仅受重力作用;bc段,受重力和弹力作用,且重力大于弹力;cd段,受重力和弹力作用,且重力小于弹力。

4)c为简谐运动的平衡位置,ac=23m,振幅cd=17m。

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