考点专练五 振动和波、热学、光学、原子物理

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1、考点专练五振动和波、热学、光学、原子物理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】.L.　　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

2、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.　　[甲

3、][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

4、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

5、解现象.　　　　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=3λ4+nλ]，解出[n=0]时，波长最大为[83m]，选项A错误、B正确；　

6、　由振动图象，[T=4s，v=λT]，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

7、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　　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（）　　

8、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