高考物理二轮复习 第1部分 专题7 第2讲 振动和波动　光与电磁波

这是一份高考物理二轮复习 第1部分 专题7 第2讲 振动和波动　光与电磁波，共13页。试卷主要包含了理清知识体系，波的多解问题的分析思路，下列五幅图对应的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
突破点一| 机械振动和机械波
1．理清知识体系
2．巧解波动图象与振动图象综合问题的基本方法
3．波的多解问题的分析思路
[典例1] (2021·全国甲卷)均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和xB＝16 cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v＝20 cm/s，波长大于20 cm，振幅为y＝1 cm，且传播时无衰减。t＝0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔Δt＝0.6 s，两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1时刻(t1＞0)，质点A位于波峰。求：
(1)从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；
(2)t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。
[解析] (1)因波速v＝20 cm/s，波长大于20 cm，所以周期T>1 s
又由t＝0时刻后每隔0.6 s A、B两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，可知该波周期T＝1.2 s
该波波长λ＝vT＝24 cm
故A、B的平衡位置相距eq \f(2,3)λ
从t1时刻开始，质点B最少要经过eq \f(2,3)T＝0.8 s位于波峰。
(2)在t1时刻(t1>0)，质点A位于波峰，A、B平衡位置相距eq \f(2,3)λ，可知质点B偏离平衡位置的位移
yB＝ycseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2π×\f(2,3))) cm＝－0.5 cm。
[答案] (1)0.8 s (2)－0.5 cm
[考向预测]
1．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝6 s时的波形如图(a)所示。在x轴正方向，距离原点小于一个波长的A点，其振动图象如图(b)所示。本题所涉及质点均已起振。下列说法正确的是( )
图(a) 图(b)
A．平衡位置在x＝3 m与x＝7 m的质点具有相同的运动状态
B．A点的平衡位置与原点的距离在0.5 m到1 m之间
C．t＝9 s时，平衡位置在x＝1.7 m处的质点的加速度方向沿y轴正方向
D．t＝13.5 s时，平衡位置在x＝1.4 m处的质点的位移为负值
E．t＝18 s时，平衡位置在x＝1.2 m处的质点的速度方向沿y轴负方向
ACE [根据波动图和振动图可读出波的波长λ＝2 m，周期为T＝4 s，故可得波速为v＝eq \f(λ,T)＝0.5 m/s。平衡位置在x＝3 m与x＝7 m的质点相差两个波长，则其振动情况完全相同，故A正确；根据A点的振动图可知，t＝7.5 s时A点的质点在正的最大位移处，因周期为T＝4 s，则t＝6.5 s时，A质点在平衡位置，t＝5.5 s时，A质点在负的最大位移处，故t＝6 s时，A的位移为负且正沿y轴正方向向平衡位置运动，由t＝6 s时的波动图可知A点的质点的平衡位置与原点的距离在0 m到0.5 m之间，选项B错误；t＝9 s与t＝6 s的时间差为Δt1＝9 s－6 s＝3 s＝eq \f(3T,4)，则波再传播eq \f(3T,4)的时间后，平衡位置在x＝1.5 m处的质点处于平衡位置，平衡位置在x＝2.0 m处的质点处于波谷，则平衡位置在x＝1.7 m处的质点正在负的位移处沿y轴正方向向平衡位置运动，可知加速度方向沿着y轴正方向，故C正确；根据t＝13.5 s与t＝6 s的时间差为Δt2＝13.5 s－6 s＝7.5 s＝T＋eq \f(3,4)T＋eq \f(1,8)T，则波再传播eq \f(7T,4)的时间后，平衡位置在x＝1.0 m处的质点处于波峰，平衡位置在x＝1.5 m处的质点处于平衡位置，则平衡位置在x＝1.4 m处的质点在t＝13.5 s时的位移为正，故D错误；根据t＝18 s与t＝6 s的时间差为Δt3＝18 s－6 s＝12 s＝3T，则平衡位置在x＝1.2 m处的质点在t＝18 s时的位置和t＝6 s时的位置相同，根据同侧法可知速度方向沿y轴负方向，故E正确。]
2．如图所示为沿x轴方向传播的一列简谐横波，t1＝0.2 s、t2＝0.5 s时的波形分别如图中的实线和虚线所示，已知t＝0时刻x＝10 m处的质点位于负的最大位移处，且该横波的传播周期大于0.6 s。
(1)求该波的速度以及传播方向；
(2)若x＝10 m处的质点在0～3 s的时间内通过的路程为3 m，求该波的振幅以及t3＝2.5 s时x＝10 m处的质点所处的位置。
[解析] (1)由于波的传播周期大于0.6 s，因此从实线到虚线的时间间隔Δt＝0.3 s