（新課標(biāo)）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題十三 波、光和相對(duì)論 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練58一、選擇題1簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v.若某時(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，下列四幅波形圖中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是()解析由圖可知選項(xiàng)A波長為2s，由T可知TA，質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向沿y軸正向，因此a第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為tATA；選項(xiàng)B波長為s，由T可知TB，質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向沿y軸負(fù)向，因此a第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為tBTB；選項(xiàng)C波長為s，由T可知TC，質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向沿y軸正向，因此a第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為tCTC；選項(xiàng)D波長為，由T可知TD，質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向沿y軸負(fù)向，因此a第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為tDTD.因此質(zhì)點(diǎn)A最早到達(dá)波谷的是選項(xiàng)D.答案D2(多選)(2017·河南平頂山一調(diào))如圖甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)Q為介質(zhì)中平衡位置在圖示處的一點(diǎn)，圖乙為介質(zhì)中平衡位置在x2 m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象下列說法正確的是()A這列波的波長是4 mB這列波的傳播速度是20 m/sC經(jīng)過0.15 s，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向遷移了3 mD經(jīng)過0.1 s，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向E經(jīng)過0.35 s，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離解析本題考查了振動(dòng)圖象與波的圖象，波長、頻率和波速的關(guān)系由題圖甲、乙知4 m，T0.2 s，則波速v m/s20 m/s，A、B正確；簡諧橫波中質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近振動(dòng)，并不隨著波遷移，C錯(cuò)誤；t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，可知波沿x軸正方向傳播，題圖甲所示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t0.1 sT，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，D錯(cuò)誤；t0.35 s1.75T，經(jīng)過0.35 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波峰位置，而質(zhì)點(diǎn)Q位于平衡位置與波谷之間，故質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離，E正確答案ABE3(多選)(2017·河北衡水中學(xué)模擬)如圖甲所示，O點(diǎn)為振源，OPs，t0時(shí)刻O點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng)，產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡諧橫波，圖乙為從t0時(shí)刻開始描繪的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象下列判斷中正確的是()A這列波的頻率為B這列波的波長為Ct0時(shí)刻，振源O振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向Dtt2時(shí)刻，P點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向Ett2時(shí)刻，O點(diǎn)的振動(dòng)方向無法判斷解析結(jié)合題圖可知，振動(dòng)從O傳播到P，用時(shí)t1，傳播距離為s，故波速為v，波的周期為Tt2t1，故波的頻率為f，波長vT，故A、B正確；由題圖乙可知，P點(diǎn)先沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故振源O在t0時(shí)刻沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，tt2時(shí)刻P點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸正方向，故C、D錯(cuò)誤；因?yàn)椴恢纓t1與周期T的大小關(guān)系，不能判斷tt2時(shí)刻O點(diǎn)的振動(dòng)情況，故E正確答案ABE4(多選)(2017·陜西寶雞一測)一列簡諧橫波沿著x軸正方向傳播，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置間的距離為0.5 m，且小于一個(gè)波長，如圖甲所示，A、B兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖乙所示由此可知()A質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為8 cmB該波的波長為4 mC該波的波速為0.5 m/sDt1.5 s時(shí)，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同Et1.5 s時(shí)，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度相同解析本題考查振動(dòng)圖象、波速的計(jì)算、位移、路程等相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)根據(jù)A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知該波的周期為4 s，振幅為2 cm，質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為4個(gè)振幅，為4×2 cm8 cm，選項(xiàng)A正確；根據(jù)A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可畫出A、B兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的波形圖，A、B兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為個(gè)波長，即0.5 m，該波的波長為2 m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；該波的傳播速度為v0.5 m/s，選項(xiàng)C正確；在t1.5 s時(shí)，A質(zhì)點(diǎn)的位移為負(fù)值，B質(zhì)點(diǎn)的位移為正值，兩質(zhì)點(diǎn)位移一定不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在t1.5 s時(shí)，A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向沿y軸負(fù)方向，B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向沿y軸負(fù)方向，且兩質(zhì)點(diǎn)位移大小相同，故兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度相同，選項(xiàng)E正確答案ACE5.(多選)沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t10時(shí)的波形如圖所示，此時(shí)波傳播到x2 m處的質(zhì)點(diǎn)B，質(zhì)點(diǎn)A恰好位于波谷位置，C、D兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于x3 m和x5 m處當(dāng)t20.2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A恰好第一次(從計(jì)時(shí)后算起)處于波峰位置則下列判斷中正確的是()A該波的波速等于5 m/sB當(dāng)t1.0 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)C在平衡位置處且向下運(yùn)動(dòng)C當(dāng)t0.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)D的位移為2 cmDD點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)間為0.6 sE當(dāng)質(zhì)點(diǎn)D第一次位于波谷位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B恰好也位于波谷位置解析波形圖如圖當(dāng)t20.2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次在波峰，則周期T2t20.4 s，波長2 m，則波速v5 m/s，選A.t1.0 s2.5T，波傳到C時(shí)間為0.2 s，之后C點(diǎn)做2次全振動(dòng)后到平衡位置處且向上運(yùn)動(dòng)，不選B.D點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)間為t0.6 s波傳到D點(diǎn)的起振方向向上，則t0.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)D已振動(dòng)了T，質(zhì)點(diǎn)D到達(dá)波谷，位移為2 cm，選C、D.BD間相距1.5，振動(dòng)情況總是相反，則當(dāng)質(zhì)點(diǎn)D第一次位于波谷位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B恰好位于波峰位置，不選E.答案ACD6(多選)(2017·吉林長春二測)如圖甲所示，在均勻介質(zhì)中的一條直線上兩個(gè)振源A、B相距6 m，振動(dòng)頻率相等t00時(shí)A、B開始振動(dòng)，且都只振動(dòng)一個(gè)周期，振幅相等，圖乙為A的振動(dòng)圖象，圖丙為B的振動(dòng)圖象若A向右傳播的波與B向左傳播的波在t10.3 s時(shí)相遇，則下列說法正確的是()A兩列波在A、B間的傳播速度大小均為10 m/sB兩列波的波長都是4 mC在兩列波相遇過程中，中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)D在兩列波相遇過程中，中點(diǎn)C為振動(dòng)減弱點(diǎn)Et20.7 s時(shí)振源B經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向下解析本題考查波的干涉知識(shí)，意在考查考生的理解能力由題圖乙得，振動(dòng)周期為0.2 s，v10 m/s，故兩列波在A、B間的傳播速度大小均為10 m/s，故A正確由vT2 m知B錯(cuò)誤振源A向右傳播的波與振源B向左傳播的波，振動(dòng)方向相反，中點(diǎn)C為振動(dòng)減弱點(diǎn)，故C錯(cuò)誤，D正確t0.6 s時(shí)向右傳播的波傳到B，再經(jīng)0.1 s經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向下，故E正確答案ADE7(多選)(2017·福建質(zhì)檢)如圖甲，P、Q是均勻介質(zhì)中x軸上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，間距為10 m一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，t0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)P處(其后質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象如圖乙)，t2 s時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)Q處則()A波長為2 mB波速為5 m/sCt2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向沿y方向Dt2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方向沿y方向E23 s，Q運(yùn)動(dòng)的路程為12 cm解析本題考查了波的形成與傳播，意在考查考生結(jié)合圖象處理問題的能力由題圖乙可知波的傳播周期為T2 s，由于t0時(shí)波的振動(dòng)形式傳到質(zhì)點(diǎn)P，t2 s時(shí)波的振動(dòng)形式傳到質(zhì)點(diǎn)Q，則說明P、Q兩點(diǎn)之間的距離等于一個(gè)波長，即10 m，A錯(cuò)誤；由波速公式v m/s5 m/s，B正確；t0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸的正方向振動(dòng)，說明波源的起振方向沿y軸的正方向，則t2 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好開始振動(dòng)，其振動(dòng)方向沿y軸的正方向，D正確；經(jīng)過一個(gè)完整的周期后，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向與t0時(shí)的振動(dòng)方向相同，即沿y軸的正方向，C錯(cuò)誤；23 s為半個(gè)周期，則質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為振幅的兩倍，即12 cm，E正確答案BDE8(多選)圖(a)為一列簡諧橫波在t0.10 s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x4.0 m處的質(zhì)點(diǎn)；圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象下列說法正確的是()A在t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)B在t0.25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同C從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 mD從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cmE質(zhì)點(diǎn)Q做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y0.10sin10t(國際單位制)解析由圖(b)知t0.10 s時(shí)刻Q質(zhì)點(diǎn)由平衡位置沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)如圖所示，則波向x軸負(fù)方向傳播，則此時(shí)P質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)由圖(b)得T0.2 s，從0.10 s0.25 s的時(shí)間為t0.15 sT，則t0.25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于x軸下方，加速度與y軸正方向相同不選A，選B.由圖(a)知波長8 m，則波速v m/s40 m/s.在0.10 s0.25 s的時(shí)間波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為xvt40×0.15 m6 m選C.0.10 s0.25 s的時(shí)間t0.15 sT.但t0.10 s時(shí)刻P不在平衡位置或波峰、波谷處，則t通過的路程s3 A30 cm.不選D.質(zhì)點(diǎn)Q做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為yAsint0.10sint (m)0.10sin10t (m)選E.答案BCE二、非選擇題9(2017·江西調(diào)研)在一簡諧橫波傳播的路徑上有A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖甲、乙所示，A、B間的距離為2 m，A、B間的距離小于一個(gè)波長(1)若波由A向B傳播，求波長及波速的大小；(2)若波由B向A傳播，求波長及波速的大小解析(1)若波由A向B傳播，由圖可知，t0時(shí)，A在平衡位置處，B在波峰處，振動(dòng)方向相同，且A、B間的距離小于一個(gè)波長，則2 m，解得8 m，根據(jù)圖象可知，周期T2 s，故波速v4 m/s.(2)若波由B向A傳播，t0時(shí)，B在波峰處，A在平衡位置處，振動(dòng)方向相同，且A、B間的距離小于一個(gè)波長，則兩點(diǎn)相距，即2 m，解得 m，故波速v m/s.答案(1)8 m4 m/s(2) m m/s10(2017·湖北武漢三調(diào))在介質(zhì)中，x軸上有兩個(gè)波源S1和S2，P是S1S2的中點(diǎn)，x軸上的a點(diǎn)與P點(diǎn)相距d2 m，如圖所示兩波源同時(shí)開始沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，頻率相等，波速相等，振幅均為A，波長滿足1 m<<4 m某一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的位移為2A.(1)若波速為2.5 m/s，波源S2發(fā)出的波剛傳播到a點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a已經(jīng)振動(dòng)了多長時(shí)間？(2)求兩列波的波長解析(1)兩列波到a點(diǎn)的波程差為S2aaS12d，S2發(fā)出的波剛傳到a點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間t1.6 s.(2)因質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2A，故a點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，則S2aaS1n(n0,1,2，)，由已知條件1 m<<4 m，聯(lián)立解得n2或n3，當(dāng)n2時(shí)，2 m；當(dāng)n3時(shí)， m.答案(1)1.6 s(2)2 m或 m11一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t10時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線，在t20.005 s時(shí)的波形如圖中虛線(1)如果波沿x軸負(fù)方向傳播，求波速的大小(2)如果波沿x軸正方向傳播，且周期大于(t2t1)，求波速的大小解析(1)如圖甲，沿x軸負(fù)方向傳播距離x(n0,1,2，)又有v解式得v(16n12)×102 m/s(n0,1,2，)(2)如圖乙，沿x軸正方向傳播距離x(n0,1,2，)解式得v·又有T>t，則n<，則n0解得v400 m/s答案(1)(16n12)×102 m/s(n0,1,2，)(2)400 m/s12(2017·陜西西安三模)如圖所示是一列沿x軸方向傳播的機(jī)械波圖象，實(shí)線是t0時(shí)刻的波形，虛線是t1 s時(shí)刻的波形(1)求該列波的周期和波速(2)若波速為9 m/s，其傳播方向如何？從t0時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到波谷的最短時(shí)間是多少？解析由圖象可知，波長4 m，若波沿x軸正方向傳播，則在t1 s內(nèi)傳播距離表達(dá)式為x(n0,1,2，)，則有tT，解得T s(n0,1,2，)，波速v(4n1) m/s(n0,1,2，)；若波沿x軸負(fù)方向傳播，則在t1 s內(nèi)傳播距離表達(dá)式為x(n0,1,2，)，則有tT，解得T s(n0,1,2，)，波速v(4n3) m/s(n0,1,2，)(2)若波速為9 m/s，符合v(4n1) m/s(n0,1,2，)，得n2，波沿x軸正方向傳播，T s，質(zhì)點(diǎn)P最短經(jīng)過時(shí)間t s振動(dòng)到波谷位置答案(1)若沿x軸正方向傳播，T s，v(4n1) m/s(n0,1,2，)；若沿x軸負(fù)方向傳播，T s，v(4n3) m/s(n0,1,2，)(2) s