2018考点专练五 振动和波、热学、光学、原子物理

1786620

　　考点专练五 振动和波、热学、光学、原子物理
　一、 振动和波
　　
　　【考情分析】论文联盟http://
　　主要内容：简谐运动，简谐运动的振幅、周期和频率的关系，简谐运动图象，单摆，机械波的产生与传播，波动图象，波的周期、频率和波速的关系.
　　对机械振动的考查着重放在简谐运动的运动学、动力学特征及振动图象上，通过简谐运动的规律考查力学的主干知识.对机械波的考查着重放在波的形成、传播规律、波动图象及波的多解上；对波的叠加、干涉和衍射、多普勒效应也有涉及. 振动与波的综合，加强了对联系实际问题的考查,如利用单摆，结合万有引力知识测量山的高度，共振筛、队伍过桥等共振现象的利用与防止，医用超声波图、心电图、地震波图线的分析等.
　　 [【例题精讲】]
　　例1 绳中有一列正弦横波沿x轴传播，如图5-1甲所示，a、b是绳上两点，它们在[x]轴方向上的距离小于一个波长. 乙图为a、b两点的振动图象. 试在甲图a、b之间画出t＝1.0s时刻的波形图.
　　
　　甲 乙
　　图5-1
　　解析 先由振动图象确定t＝1.0s时刻，a、b两质点在波形图上的位置以及振动方向，然后画波形. 因题中没有给出波的传播方向，要分两种情况讨论.  论文代写 http://

　　 [甲][乙]
　　甲 乙
　　图5-2
　　由振动图象，可知t＝1.0s时刻，质点a处于正向最大位移处(波峰处)，b处于平衡位置且向下振动. 先画出一列沿[x]轴正方向传播的波形图，如5-2甲图所示.
　　在图左侧波峰处标出a点，b点在a的右侧，到a点距离小于1个波长的平衡位置，可能是b1、b2两种情况. 而振动方向向下的点只有b2，题中所求沿x轴正方向传播的波在a、b之间的波形图即为图5-2甲中ab2段所示. 画到图5-1甲中，波形如图5-2乙(实线)所示.
　　同理可以画出波沿x轴负方向传播,在[t=1.0s]时刻,a、b之间的波形图，如图5-2乙(虚线)所示.
　　点拨 振动图象和波动图象的区别和联系.
　　1．振动图象描述了质点的位移随时间的变化，但要找该质点在波中的位置，就要知道所画波形图对应的时刻，进而由振动图象找到在这个时刻质点的位置及振动方向.
　　2．已知质点的振动方向、机械波的传播方向和机械波的波形三个条件中的任意两个，就可以对第三个进行判断. 如果已知质点的振动方向、波的传播方向，再判断机械波的波形时，由于机械波传播的周期性，可能造成波形的多解. 例如本题中没有a、b在[x]轴方向上的距离小于一个波长这个条件，就会造成多解现象.  代写论文 http://
　　
　　例2 一列简谐横波沿直线传播，已知介质中a、b两质点平衡位置间的距离为2m，其中a质点距波源较近，a、b两质点的振动情况如图5-3甲所示，则（ ）
　　
　　甲 乙
　　图5-3
　　A．波长可能为[85m]
　　B．波长一定小于或等于[83m]
　　C．波速可能为[247m/s]
　　D．波速可能大于[23m/s]
　　解析 根据a、b两质点的振动图象，画出[t=0]时刻的波形图，如图5-3乙所示. 由[2m=34+n]，解出[n=0]时，波长最大为[83m]，选项A错误、B正确；
　　由振动图象，[T=4s，v=T]，解出[v=23+4n]，则当波速为[247m/s]时，[n=11]，选项C对；[n=0]时，[v]最大为[23m/s]，选项D错误.
　　答案 BC
　　点拨 由振动图象可知[a、b]两质点在同一时刻的振动状态，取某一特殊时刻，通过画示意图即可得到该波波长的可能性，并据此列出波长通式. 波的多解原因：（1）波长存在可能值；（2）周期存在可能性；（3）某一质点振动方向不确定；（4）波的传播方向不确定.
　　 [【专题训练5.1】]
　　1. 下列说法，正确的是（ ）
　　A．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，这是因为它们都可以在真空中传播 论文代写 http://
　　B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
　　C．站在地面上的人观察一根相对地面沿杆长方向高速运动的杆，发现杆的长度比杆静止时的长度小
　　D．狭义相对论的两个假设之一是，真空中的光速在不同惯性参考系中是不相同的
　　2. 类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率. 在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处. 某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（ ）
　　A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
　　B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
　　C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
　　D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
　　3．一列简谐横波在[x]轴上传播，图5-4甲、乙分别为[x]轴上[a]、[b]两质点([a]在[x]轴左方)振动图象，且[xab=6m]，则（ ）
　　
　　甲 乙
　　图5-4
　　A．此波一定沿[x]轴正方向传播
　　B．波长一定是8m
　　C．波速可能是2m/s
　　D．波速一定是6m/s
　　4. 图5-5甲、乙分别表示一列简谐横波在传播方向上相距3.0m的两质点的振动图象，如果波长大于1.5m，则该波的波速大小可能是（ ）  
　　
　　甲 乙
　　图5-5
　　 A．5m/s B．10m/s
　　 C．15m/s D．20m/s
　　5．如图5-6所示，单摆摆球的质量为m，做简谐运动的周期为T. 摆球从最大位移A处由静止开始释放，摆球运动到最低点B时的速度为v，则摆球（ ）
　　
　　图5-6
　　A．从A运动到B的过程中，重力的平均功率为[mv2T]
　　B．从A运动到B的过程中，重力的冲量为[mv]
　　C．运动到B时，重力的瞬时功率是[mgv]
　　D．从A运动到B的过程中，合力做的功为[12mv2]
　　6．关于简谐振动和简谐波，正确的是（ ）
　　A．介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等
　　B．介质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等
　　C．波的传播方向一定和介质中质点振动的方向一致
　　D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离，一定是质点振幅的两倍
　　7. 如图5-7所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波. 若在两种介质中波的频率及传播速度分别为[f1、f2]和[v1、v2]，则（ ）
　　
　　图5-7
　　A．[f1＝2f2 v1＝v2]
　　B．[f1＝f2 v1＝0.5v2]
　　C．[f1＝f2 v1＝2v2]  
　　D．[f1＝0.5f2 v1＝v2]