高考物理二輪復(fù)習(xí)選修3-4機械波題型歸納

1、2022 年高考二輪復(fù)習(xí)選修 題型一 機械波的特點3-4 機械波題型歸納【例題】 2022 年 2 月 6 日,臺灣省高雄市發(fā)生 6.7 級地震,震源深度為 15 km；假如該地震中的簡諧橫波在地球中勻速傳播的速度大小為 4 km/s,已知波沿 x 軸正方向傳播,某時刻剛好傳到 N 處,如圖所示,就以下說法中正確選項 A. 從波源開頭振動到波源遷移到地面需要經(jīng)過 3.75 s B. 從波傳到 N處開頭計時,經(jīng)過 加速度最小 C. 波的周期為 0.015 s t 0.03 s 位于 x240 m處的質(zhì)點D. 波動圖象上 M點此時速度方向沿 y 軸負方向,經(jīng)過一段極短的時間后動能減小E. 從波傳到

2、 N處開頭,經(jīng)過 0.012 5 s,M點的波動狀態(tài)傳播到 N點【答案】 BCE 【解析】 A：波上質(zhì)點并不隨波遷移,故 A 錯誤；B： 從 波 傳 到 N 處 開 始 計 時 , 經(jīng) 過 t 0.03 s , 波 向 前 傳 播x 1 vt 1 4000 0.03 m 120 m ,即 N點的振動情形剛好到達 x240 m處,x240 m處的質(zhì)點在 t 0.03 s 時從平穩(wěn)位置開頭向下振動,也就是此時質(zhì)點的加速度為0,故 B正確；s0.015s,故 C正確；C：由圖象可得：60m ,Tv6040001 D：借助 “ 微平移法 ” ,將波形圖沿波的傳播方向稍平移一點；波動圖象上 M點此時速度

3、方向沿y 軸負方向, 即 M點向平穩(wěn)位置運動, 速度變大,動能增大,故D錯誤；t2x2120-70s0.0125s,E：M點的波動狀態(tài)傳播到N 點需要的時間v4000故 E正確；【類題訓(xùn)練】1、介質(zhì)中有一列簡諧機械波傳播, 波源振動周期為 T,振幅為 A,波速為 v,對于其中某個振動質(zhì)點 A. 它的振動速度等于波的傳播速度 B. 它的振動振幅肯定為 A C. 它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長 D. 它的振動頻率等于波源的振動頻率 E. 如這一點 P與波源距離 s=vT, 就質(zhì)點 P的位移與波源的相同【答案】 BDE 【解析】在同種勻稱介質(zhì)中波的傳播過程中傳播速度為定值,而質(zhì)點的在平穩(wěn)兩側(cè)做

4、簡諧運動,其速度大小是變化的,和波速無關(guān),故 A 錯誤；波傳播過程中,各振動質(zhì)點的振動周期、振幅、起振方向都和波源質(zhì)點相同,故BD正確；質(zhì)點在一個周期內(nèi)走過的路程等于4 個振幅的長度,并非一個波長,故 C錯誤；如這一點 P與波源距離 s=vT,恰好為波長的整數(shù)倍,所以質(zhì)點P的位移與波源的相同,故E正確；所以 BDE正確, AC錯誤；2、一振動周期為 T、振幅為 A、位于x0點的波源從平穩(wěn)位置沿y 軸2 正向開頭做簡諧振動；該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿 x 軸正向傳播,波速為 v,傳播過程中無能量缺失；一段時間后,該振動傳播至某質(zhì)點 P,關(guān)于質(zhì)點 P振動的說法正確選項（）A. 開頭振動的方向沿 B

5、. 振幅肯定為 A C. 周期肯定為 T y 軸向上或向下取決于它離波源的距離D. 如 P 點與波源距離 s vT ,就質(zhì)點 P的位移與波源的相同 E. 速度的最大值肯定為 v【答案】 BCD 【解析】波在傳播過程中各個質(zhì)點的起振方向與波源起振方向相同,即沿 y 軸正方向運動, A錯誤；由于傳播過程中沒有才能缺失,過所 有點的振動振幅都為 A,B正確；波上全部質(zhì)點的振動周期都為 T,C 正確；該波的波長為 vT ,如 p 點與波源距離 s vT,就質(zhì)點 p 的 位移與波源的相同, D 正確；質(zhì)點的振動速度與波傳播的速度無關(guān),速度的最大值不肯定是 v,E錯誤；3、一列簡諧橫波沿 x 軸正方向傳播

6、,周期為 T,在 t= 0 時的波形如 圖所示,波上有 P、Q兩點,其縱坐標(biāo)分別為,以下 說法正確選項 _ _ 選A. 在相等時間內(nèi), P、Q 兩質(zhì)點通過的路程相等3 B. 、Q 在振動過程中,位移總相等 C. 振動的 P 點傳到 Q 點需要 T/2 D. Q 點回到平穩(wěn)位置的時間大于 3T/8 E. 在 5T/4 內(nèi),P 點通過的路程小于 20cm 【答案】 ADE 【解析】由圖看出, P、Q兩點平穩(wěn)位置間的距離等于半個波長,振動 情形總是相反, 在相等時間內(nèi),P、Q兩質(zhì)點通過的路程相等, A正確；P、Q的振動情形總是相反, 所以在振動過程中, 它們的位移大小總是相等,方向相反,位移不等,B

7、錯誤；質(zhì)點只在平穩(wěn)位置鄰近上下振動,不隨波遷移, C 錯誤；質(zhì)點 Q 做簡諧運動,是一種變加速運動,圖中 Q正向波谷運動,速度減小,所用時間大于 T ,從波谷回到平穩(wěn)8位置的時間為 T ,所以 Q點回到平穩(wěn)位置的時間大于 T T 3 T ,故 D4 8 4 8正確；如 P 點從平穩(wěn)位置或最大位移處動身經(jīng)過 5 T 時,通過的路程4為 S=5A=5 4cm=20cm,而圖中 P點正向上做減速運動,在 T 時間內(nèi)4通過的路程小于 A=4cm,在 T 5 T 時間內(nèi)通過的路是 4A=16cm,所以4 4在5 T 內(nèi),P點通過的路程小于 20cm,E正確44、一列沿 x 軸正方向傳播的簡諧橫波在 t=

8、0 時刻的波形如下列圖 , x坐標(biāo)為 3m的質(zhì)點 P；連續(xù) 2 次經(jīng)過平穩(wěn)位置的時間間隔為 0.02s ；下列說法正確選項4 A. 波速為 10m/s B. 波的頻率為 25Hz C. x=15m的質(zhì)點在 t= 0.01s 時恰好位于波峰 D. x=22m的質(zhì)點在 t= 0.01s 時恰好位于波峰 E. 當(dāng)質(zhì)點 P位于波峰時 , x=17m的質(zhì)點恰好位于波谷【答案】 BDE 【解析】 A、已知任意振動質(zhì)點連續(xù)2 次經(jīng)過平穩(wěn)位置的時間間隔為0.02 s,就該波的周期為 T=2 0.02 s=0.04s,由圖可知,該波的波長是 =4m,所以波速為： v= /T=4/0.04 m/ s=100m/

9、s,故 A錯誤；B、頻率為 f =1/ T=25Hz,故 B正確；C、x 坐標(biāo)為 15m的質(zhì)點在 t=0 時刻位于波谷,經(jīng) 0.01s 恰好向上運動到平穩(wěn)位置, C錯誤；D、x 坐標(biāo)為 22m的質(zhì)點在 t=0 時刻位于平穩(wěn)位置且向上運動, 經(jīng) 0.01s恰好向上運動到波峰位置,D正確；E、x 坐標(biāo)為 17m的質(zhì)點到 P 點的距離為： x1=17m- 3m=14m=3.5 ,所以 x 坐標(biāo)為 17m的質(zhì)點與 P點的振動始終相反, 當(dāng)質(zhì)點 P 位于波峰 時,x 坐標(biāo)為 17m的質(zhì)點恰好位于波谷；故 E 正確；題型二 波長、周期、波速的關(guān)系及運算【例題】一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x 軸正向傳播,波長不小

10、于 10cmO和 A是介質(zhì)中平穩(wěn)位置分別位于xt0和x5cm處的兩個質(zhì)點t0時4cm,質(zhì)點 A處于波峰位置；t1 s 3開頭觀測,此時質(zhì)點 O的位移為y時,質(zhì)點 O第一次回到平穩(wěn)位置,1s 時,質(zhì)點 A第一次回到平穩(wěn)位5 置求簡諧波的周期、波速和波長；【答案】T4s,v7.5cm / s,30cm5cm【解析】t0s時,A處質(zhì)點位于波峰位置t1s 時,A 處質(zhì)點第一次回到平穩(wěn)位置可知T1 s,T=4s4t1s時,O第一次到平穩(wěn)位置3t1s 時,A 第一次到平穩(wěn)位置可知波從 O傳到 A 用時2 s 3,傳播距離x故波速vx7.5cm s,波長vT30cmt【類題訓(xùn)練】在安靜的湖面上停著一條船,

11、由船上的人在水面激起一列連續(xù)的水波,水波頻率肯定, 另一人站在岸邊計量出水波經(jīng)過50s 到達岸邊, 并估測出兩相鄰波峰間的距離約為 0.5m,這個人仍測出 5s 內(nèi)到達岸邊的波數(shù)為 20 個,試運算船離岸約有多遠？【答案】約 100m 【解析】由題,5s 內(nèi)到達岸邊的波數(shù)為 20 個,周期：相鄰波峰間的距離是 0.5m,就波長為 =0.5m,波速為：船到岸邊的距離： x=vt=2 50=100m題型三 波特有的現(xiàn)象【例題 1】以下關(guān)于波的說法中,正確選項（）A. 次聲波比超聲波更簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象6 B. 海嘯發(fā)生后尚未到達海岸邊,沿海漁民沒有反應(yīng),但狗顯得煩噪擔(dān)心,這是由于次聲波傳播速度

12、比超聲波大 C. 當(dāng)聲源相對于觀看者勻速遠離時,觀看者聽到的聲音的音調(diào)可能 變高,也可能變低 D. 發(fā)生多普勒效應(yīng)的緣由是由于聲源的頻率發(fā)生了變化【答案】 A 【解析】波長越長越簡單發(fā)生衍射, 次聲波的波長比超聲波的波長長,故次聲波比超聲波更簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故 A正確海嘯發(fā)生時,發(fā)出很強的次聲波,狗能接受到次聲波,但人無法接受次聲波,故 B錯誤依據(jù)多普勒效應(yīng),當(dāng)聲源相對于觀看者勻速遠離時,觀看 者聽到的聲音的音調(diào)變低, 故 C錯誤產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的緣由是觀看者和波源之間發(fā)生了相對運動,聲源的頻率沒有變化, 是接受到的頻率發(fā)生了變化,故 D錯誤；應(yīng)選 A點睛：此題要留意多普勒效應(yīng)現(xiàn)象的特點

13、、適用范疇,對于多普勒效應(yīng),要知道在波源與觀看者靠近時觀看者接收到的波的頻率變高,而在波源與觀看者遠離時接收頻率變低；近即高亢表示遠離, 低沉表示靠【例題 2】在同一地點有兩個靜止的聲源, 發(fā)出聲波 1 和聲波 2. 在同 一空間的空氣中沿同一方向傳播, 如下列圖為某時刻這兩列波的圖象,就以下說法中正確選項 7 A. 波 1 速度比波 2 速度大 B. 這兩列波的頻率相同 C. 在這兩列波傳播方向上,不會產(chǎn)生穩(wěn)固的干涉現(xiàn)象D. 相對于同一障礙物,波【答案】 CD 1 比波 2 發(fā)生衍射現(xiàn)象更明顯【解析】 A、兩列聲波在同一空間的空氣中沿同一方向傳播,波速相同,故 A錯誤；B、由圖讀出聲波 1

14、和聲波 2 波長之比 1 : 2 2:1 ,由 v f 得到兩波頻率之比 f 1 : f 2 1: 2,故 B 錯誤；C、由于兩列波的頻率不同,不會產(chǎn)生穩(wěn)固的干涉現(xiàn)象,故 C正確；D、聲波 1 的波長較長,相對于同一障礙物,波 象更明顯,故 D正確；1 比波 2 發(fā)生衍射現(xiàn)點睛：此題考查基本的讀圖才能對于波的三個物理量抓?。翰ㄋ偈?由介質(zhì)打算的,頻率是由波源打算的,波長由介質(zhì)和波源共同打算；【類題訓(xùn)練】1、一列向右傳播的簡諧橫波,當(dāng)波傳到x2.0 m處的 P點時開頭計時,該時刻波形如下列圖, t 0.9 s 時,觀看到質(zhì)點 P第三次到達波峰位置,以下說法正確選項 A. 波速為 0.5 m/s B. 經(jīng) 1.4 s 質(zhì)點 P運動的路程為 70 cm 8 C. t 1.6 s 時,x4.5 m 處的質(zhì)點 Q第三次到達波谷D. 與該波發(fā)生干涉的另一列簡諧橫波的頻率肯定為 2.5 Hz 【答案】 BCD 【解析】 A、簡諧橫波向右傳播,由波形平移法知,各點的起振方向為豎直向上t 0.9 s 時, P 點第三次到達波峰,即有（2 1 T 0.9 s,4T 0.4 s,波長為 2m ,所以波速 v 2 m 5 m s,故 A錯誤；T 0.4 sB、t 1.