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机械波高考题分类解析

 许愿真 2016-11-14

机械波高考题分类解析


波动问题历来都是高考的热点之一,基本上每年的高考试卷中都要涉及波的问题,其运动形式比较复杂,信息量大,综合性强,对学生理解和推理能力要求较高本文就2008年高考对波动问题的考查进行归类解析.

 

一、对波长的多解的考查

1、(2008年全国卷Ⅱ)一列简谐横波沿x轴正方向传播,振幅为A. t=0时,平衡位置在x=0处的质元位于y=0处,且向y轴负方向运动;此时,平衡位置在x=0.15m处的质元位于y=A该波的波长可能等于(  

A. 0.60m            B. 0.20m            C. 0.12m            D. 0.086m

解析:因为波沿正方向传播,且x=0处质点经平衡位置向y轴负方向运动,故此时波形图为正弦函数图象,则机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客,当n=0时,λ=0.60mA项正确;当n=1时,λ=0.12mC项正确;当n2时,机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客D项错则本题的正确答案为AC.

点评:本题只要考查了学生对空间关系的不确定性判断波长的可能性,要求学生能通过渡的空间分布情况找出波长的表达形式,进一步进行讨论.

 

二、对波的图象的考查

2、(2008年全国卷Ⅰ)一列简谐横波沿x轴传播,周期为Tt=0时刻的波形如图1所示此时平衡位置位于x3m处的质点正在向上运动,若ab两质点平衡位置的坐标分别为机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客,则(    

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A. a质点处在波峰时,b质点恰在波谷

B. 机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客时,a质点正在向y轴负方向运动

C. 机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客时,b质点正在向y轴负方向运动

D. 在某一时刻,ab两质点的位移和速度可能相同

解析:由图可看出波长为4mt0时刻x=3m处的质点向上振动,可得该波向左传播将整个波形图向左平移1.5m时,a质点到达波峰,此时b质点正好在平衡位置,与t=0时刻平衡位置在7m处的质点振动状态一样,故a质点到达波峰时,b质点正在平衡位置并向上振动,A错;将图象整体向左平移1m,即波传播机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客时,a的振动状态与t=0时刻平衡位置在3.5m处的质点振动状态一样,即处在平衡位置上方并向y轴正方向运动,B错;将图象整体向左平移3m,即波传播机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客时,b的振动状态与平衡位置在9.5m处和1.5m的质点振动状态一样,即处在平衡位置上方并向y轴负方向运动,C对;ab质点相隔3m,即相差机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客,速度相同的质点应该在半周期内才会出现,故D所以本题的正确答案为C.    

点评:此题考查学生对波形图规律的理解高考物理以能力测试为主导,考查考生对基础知识、基本技能的掌握程度和运用所学知识分析问题的能力,其中理解能力是解题的关键.

 

三、对波的图象和振动图象的综合考查

3、(2008年江苏卷)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0时刻的波形如图2甲所示图甲中某质点的振动图象如图2乙所示质点N的振幅是    m,振动周期为    s,图乙表示质点    (从质点KLMN中选填)的振动图象该波的波速为    m/s.

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解析:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0m,周期T=4s,振幅A=0.8m;乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动,甲图波形图中,波向x轴正方向传播,则L质点正在平衡位置向上振动,波速机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客

 

四、对波速、波长以及频率关系的考查

4、(2008年海南卷)某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0s后,单摆才开始摆动此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10km5.0km,频率为1.0Hz. 假设该实验室恰好位于震源的正上方,求震源离实验室的距离.

解析:地震纵波传播速度为:机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客

地震横波传播速度为:机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客

震源离实验室距离为s,有:机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客

机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客,解得:机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客

 

五、对联系实际的问题的考查

5、(2008年重庆卷)某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s9km/s. 一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(图3在一次地震中,震源地在地震仪下方,观察到两振子相差5s开始振动,则(  

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A. P先开始振动,震源距地震仪约36km

B. P先开始振动,震源距地震仪约25km

C. H先开始振动,震源距地震仪约36km

D. H先开始振动,震源距地震仪约25km

解析:考查地震波有关的知识,本题为中等难度题目由于纵波的传播速度快些,所以纵波先到达地震仪处,所以P先开始振动设地震仪距震源为x,则有机械波高考题分类解析 - dsl62389 - 学苑博客,解得:x=36km. 则本题的正确答案为A.

点评:本题为联系实际的题目,考查考生运用波动知识分析问题的能力关注科学技术和社会经济的发展以及社会热点问题,仍然是高考的热点. 2008年高考中同科技实际联系的试题频频出现,解题方法仍是中学常见的基本方法.

 

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