介质中质点的振动方向未定 在波的传播过程中.质点振动方向与传播方向联系.若某一质点振动方向未确定.则波的传播方向有两种.这样形成多解. 说明:波的对称性:波源的振动要带动它左.右相邻介质点的振动.波要向左.右两方向传播.对称性是指波在介质中左.右同时传播时.关于波源对称的左.右两质点振动情况完全相同. [例3]一列在x轴上传播的简谐波.在xl= 10cm和x2=110cm处的两个质点的振动图象如图所示.则质点振动的周期为 s.这列简谐波的波长为 cm. [解析]由两质点振动图象直接读出质点振动周期为 4s.由于没有说明波的传播方向.本题就有两种可能性:(1)波沿x轴的正方向传播.在t=0时.x1在正最大位移处.x2在平衡位置并向y轴的正方向运动.那么这两个质点间的相对位置就有如图所示的可能性.也就x2一 x1=λ.λ=400/cm (2)波沿x轴负方向传播.在t=0时.x1在正最大位移处.x2在平衡位置并向y轴的正方向运动.那么这两个质点间的相对位置就有如图所示的可能性--.x2一 x1=λ.λ=400/cm 点评:由于波在媒质中传播具有周期性的特点.其波形图每经过一个周期将重复出现以前的波形图.所以由媒质中的质点的振动图象确定波长的值就不是唯一的(若要是唯一的.就得有两个前提:一个是确定波传播方向,一个是确定波长的范围). [例4]如图实线是某时刻的波形图象.虚线是经过0.2s时的波形图象.求: ①波传播的可能距离 ②可能的周期 ③可能的波速 ④若波速是35m/s.求波的传播方向 ⑤若0.2s小于一个周期时.传播的距离.周期.波速. 解析: ①题中没给出波的传播方向.所以有两种可能:向左传播或向右传播. 向左传播时.传播的距离为x=nλ+3λ/4=(4n+3)m 向右传播时.传播的距离为x=nλ+λ/4= ②向左传播时.传播的时间为t=nT+3T/4得:T=4t/(4n+3)=0.8 /(4n+3) 向右传播时.传播的时间为t=nT+T/4得:T=4t/(4n+1)=0.8 /(4n+1) ③计算波速.有两种方法.v=x/t 或v=λ/T 向左传播时.v=x/t=(4n+3)/0.2=(20n+15)m/s. 或v=λ/T=4 (4n+3)/0.8=(20n+15)m/s.(n=0.1.2 -) 向右传播时.v=x/t=(4n+1)/0.2=(20n+5)m/s. 或v=λ/T=4 (4n+1)/0.8=(20n+5)m/s. (n=0.1.2 -) ④若波速是35m/s.则波在0.2s内传播的距离为x=vt=35×0.2m=7m=1λ.所以波向左传播. ⑤若0.2s小于一个周期.说明波在0.2s内传播的距离小于一个波长.则: 向左传播时.传播的距离x=3λ/4=3m,传播的时间t=3T/4得:周期T=0.267s,波速v=15m/s.向右传播时.传播的距离为λ/4=1m,传播的时间t=T/4得:周期T=0.8s,波速v =5m/s. 点评:做此类问题的选择题时.可用答案代入检验法. [例5]如图所示.一列简谐横波在t1时刻的波形.如图甲所示.质点P在该时刻的振动速度为v.t2时刻质点P的振动速度与t1时刻的速度大小相等.方向相同,t3时刻质点P的速度与t1时刻的速度大小相等.方向相反.若t2-t1=t3-t2=0.2秒.求这列波的传播速度. 解析:从振动模型分析.若质点P从t1时刻开始向平衡位置方向振动.在一个周期内.从t1时刻到t2时刻.从t2时刻到t3时刻.对应的振动图象如图乙所示.考虑到振动的周期性.则有: t2-t1=T n=0.1.2-- 周期为:T=(t2一t1)/ n=0.1.2-- 由公式:v=λ/T 得出速度v的通解为: v=20 n=0.1.2--方向向左. 若质点 P从 t1时刻开始背离平衡位置方向振动.在一个周期内.从t1时刻到t2时刻.从t2时刻到t3时刻.对应的振动图象如图丙所示.考虑到振动的周期性.则有: t2-t1=T n=0.1.2-- 周期为:T=(t2一t1)/ n=0.1.2-- 由公式:v=λ/T 得出速度v的通解为: v=20 n=0.1.2--方向向右. 答案:v=20 方向向左. 或v= 20方向向右 [例6]已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示,在时刻t2该波的波形如图中虚线所示.t2-t1 = 0.02s来求:⑴该波可能的传播速度.⑵若已知T< t2-t1<2T.且图中P质点在t1时刻的瞬时速度方向向上.求可能的波速.⑶若0.01s<T<0.02s.且从t1时刻起.图中Q质点比R质点先回到平衡位置.求可能的波速. 解:⑴如果这列简谐横波是向右传播的.在t2-t1内波形向右匀速传播了.所以波速=100(3n+1)m/s (n=0,1,2,-),同理可得若该波是向左传播的.可能的波速v=100(3n+2)m/s (n=0,1,2,-) ⑵P质点速度向上.说明波向左传播.T< t2-t1 <2T.说明这段时间内波只可能是向左传播了5/3个波长.所以速度是唯一的:v=500m/s ⑶“Q比R先回到平衡位置 .说明波只能是向右传播的.而0.01s<T<0.02s.也就是T<0.02s<2T.所以这段时间内波只可能向右传播了4/3个波长.解也是唯一的:v=400m/s [例7]一列横波沿直线在空间传播.某一时刻直线上相距为d的M.N两点均处在平衡位置.且M.N之间仅有一个波峰.若经过时间t.N质点恰好到达波峰位置.则该列波可能的波速是多少? 分析与解:本题没有给定波的传播方向.仅告诉我们在某一时刻M.N两点均处在平衡位置.且M.N之间仅有一个波峰.由此我们可以推想.处在直线MN上的各个质点在该时刻相对平衡位置的位移可能会有以下四种情况.即波的图像有以下四种图形(如图中A.B.C.D图.各图中均为左端为M.右端为N): 若波的传播方向由M到N.那么: 在A图中.经过时间t.N恰好到达波峰.说明时间t内波向右前进的距离.且.所以波速. 在B图中.经过时间t.波峰传到N点.则波在时间t内向右前进的距离.且.所以波速. 在C图中.经过时间t.波向右前进的距离.且.所以波速. 在D图中.经过时间t.波向右前进的距离.且.所以波速. 若波的传播方向从N到M.那么: 在A图中.质点N此时要向下振动.经过时间t.N到达波峰.则时间.在时间t内波向左前进的距离.所以波速. 在B图中.经过时间t. N到达波峰.则时间.在此时间内波向左前进的距离.所以波速. 在C图中.波在时间t内向左前进的距离.且.所以波速. 在D图中.质点N经过变为波峰.所以.在时间t内波向左前进的距离.所以波速. 所以该列波可能的波速有五种..... 其实上述解决问题的方法过于程序化.如果能够判断出八种情况下该时刻波形图上的波峰在传播方向上到N点的距离S.波速v就等于.例如:最后一种情况中.波峰在传播方向上到N点的距离.所以波速.其它情况读者可自行解决. 规律方法 试题展示 波的现象与声波 知识简析 一.波的现象 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

[选修3-4]
(1)如图,观看2012年底热门3D立体电影《少年派的奇幻漂流》时所带的特制眼镜实际上是一对偏振片.立体电影技术的理论基础是:

A.光的传播不需要介质
B.光是横波
C.光能发生衍射
D.光有多普勒效应
(2)一个等腰直角三棱镜的截面ABC如图甲所示,一细束绿光从AB面的P点沿平行底面BC方向射人棱镜后,经BC面反射,再从AC面的Q点射出,且有PQ∥BC(图中未画光在棱镜内的光路).若棱镜对绿光的折射率是
3
,则绿光在棱镜中的传播速度是
3
×108
3
×108
m/s;如果将一束蓝光沿同样的路径从P点射入三棱镜,也有光线从AC射出,请在图乙中定性作出出射光线(虚线表示绿光的出射光线).
(3)一列简谐波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图,此时质点P振动方向为+y,6s后P第一次处 于波谷,求简谐波传播的速度大小和方向.

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[选修3-4]
(1)如图,观看2012年底热门3D立体电影《少年派的奇幻漂流》时所带的特制眼镜实际上是一对偏振片.立体电影技术的理论基础是:

A.光的传播不需要介质
B.光是横波
C.光能发生衍射
D.光有多普勒效应
(2)一个等腰直角三棱镜的截面ABC如图甲所示,一细束绿光从AB面的P点沿平行底面BC方向射人棱镜后,经BC面反射,再从AC面的Q点射出,且有PQBC(图中未画光在棱镜内的光路).若棱镜对绿光的折射率是
3
,则绿光在棱镜中的传播速度是______m/s;如果将一束蓝光沿同样的路径从P点射入三棱镜,也有光线从AC射出,请在图乙中定性作出出射光线(虚线表示绿光的出射光线).
(3)一列简谐波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图,此时质点P振动方向为+y,6s后P第一次处于波谷,求简谐波传播的速度大小和方向.

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(1)下列说法中正 确的是
AD
AD

A.简谐机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高,则波传播一个波长的距离所用的时间越短.
B.麦克斯韦预言只要电场和磁场发生变化,就能产生电磁波
C.红外线和X射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体
D.根据狭义相对论,在地面附近有一高速飞过的火箭,地面上的人观察到火箭变短了
(2)一列横波沿直线向右传播,直线上有间距均为L的13个质点,如图1所示.t=0时刻横波到达质点1,质点1开始向下运动,振幅为A,经过时间△t,此时质点1第二次到达负方向最大位移处,已知该横波的波长为8L,则其波速为
4
5
△t
4
5
△t
.请在图中画出t=△t时,此13个质点所形成的波形图.
(3)如图2所示,游泳池宽度L=15m,水面离岸边的商度为0.5m,在左岸边一标杆上装有一A灯,A灯距地而高0.5m,在右岸边站立着一个人,E点为人眼的位置,人眼距地面离1.5m,若此人发现A灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重台,已知水的折射率为1.3,则B灯在水面下多深处?(B灯在图中未画出)
4.35m
4.35m

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第Ⅰ卷(选择题 共31分)

一、单项选择题.本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意.

1. 关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是[来源:Www..com]

A.安培首先发现了电流的磁效应

B.伽利略认为自由落体运动是速度随位移均匀变化的运动

C.牛顿发现了万有引力定律,并计算出太阳与地球间引力的大小

D.法拉第提出了电场的观点,说明处于电场中电荷所受到的力是电场给予的

2.如图为一种主动式光控报警器原理图,图中R1R2为光敏电阻,R3R4为定值电阻.当射向光敏电阻R1R2的任何一束光线被遮挡时,都会引起警铃发声,则图中虚线框内的电路是

A.与门                  B.或门               C.或非门                  D.与非门

 


3.如图所示的交流电路中,理想变压器原线圈输入电压为U1,输入功率为P1,输出功率为P2,各交流电表均为理想电表.当滑动变阻器R的滑动头向下移动时

A.灯L变亮                                    B.各个电表读数均变大

C.因为U1不变,所以P1不变                              D.P1变大,且始终有P1= P2

4.竖直平面内光滑圆轨道外侧,一小球以某一水平速度v0A点出发沿圆轨道运动,至B点时脱离轨道,最终落在水平面上的C点,不计空气阻力.下列说法中不正确的是

A.在B点时,小球对圆轨道的压力为零

B.BC过程,小球做匀变速运动

C.在A点时,小球对圆轨道压力大于其重力

D.AB过程,小球水平方向的加速度先增加后减小

5.如图所示,水平面上放置质量为M的三角形斜劈,斜劈顶端安装光滑的定滑轮,细绳跨过定滑轮分别连接质量为m1m2的物块.m1在斜面上运动,三角形斜劈保持静止状态.下列说法中正确的是

A.若m2向下运动,则斜劈受到水平面向左摩擦力

B.若m1沿斜面向下加速运动,则斜劈受到水平面向右的摩擦力

C.若m1沿斜面向下运动,则斜劈受到水平面的支持力大于(m1+ m2+Mg

D.若m2向上运动,则轻绳的拉力一定大于m2g

二、多项选择题.本题共4小题,每小题4分,共计16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.

6.木星是太阳系中最大的行星,它有众多卫星.观察测出:木星绕太阳作圆周运动的半径为r1 周期为T1;木星的某一卫星绕木星作圆周运动的半径为r2 周期为T2.已知万有引力常量为G,则根据题中给定条件

A.能求出木星的质量

B.能求出木星与卫星间的万有引力

C.能求出太阳与木星间的万有引力

D.可以断定

7.如图所示,xOy坐标平面在竖直面内,x轴沿水平方向,y轴正方向竖直向上,在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场.一带电小球从O点由静止释放,运动轨迹如图中曲线.关于带电小球的运动,下列说法中正确的是

A.OAB轨迹为半圆

B.小球运动至最低点A时速度最大,且沿水平方向

C.小球在整个运动过程中机械能守恒

D.小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等

8.如图所示,质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上,一质量为m的滑块放置在木板左端,滑块与木板间滑动摩擦力大小为f,用水平的恒定拉力F作用于滑块.当滑块运动到木板右端时,木板在地面上移动的距离为s,滑块速度为v1,木板速度为v2,下列结论中正确的是

A.上述过程中,F做功大小为            

B.其他条件不变的情况下,F越大,滑块到达右端所用时间越长

C.其他条件不变的情况下,M越大,s越小

D.其他条件不变的情况下,f越大,滑块与木板间产生的热量越多

9.如图所示,两个固定的相同细环相距一定的距离,同轴放置,O1O2分别为两环的圆心,两环分别带有均匀分布的等量异种电荷.一带正电的粒子从很远处沿轴线飞来并穿过两环.则在带电粒子运动过程中

A.在O1点粒子加速度方向向左

B.从O1O2过程粒子电势能一直增加

C.轴线上O1点右侧存在一点,粒子在该点动能最小

D.轴线上O1点右侧、O2点左侧都存在场强为零的点,它们关于O1O2连线中点对称

 


第Ⅱ卷(非选择题 共89分)

三、简答题:本题分必做题(第lO、11题)和选做题(第12题)两部分,共计42分.请将解答填写在答题卡相应的位置.

必做题

10.测定木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图所示的装置,图中长木板水平固定.

(1)实验过程中,电火花计时器应接在  ▲  (选填“直流”或“交流”)电源上.调整定滑轮高度,使  ▲ 

(2)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,木块的加速度为a,则木块与长木板间动摩擦因数μ=  ▲ 

(3)如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.则木块加速度大小a=  ▲  m/s2(保留两位有效数字).

 


11.为了测量某电池的电动势 E(约为3V)和内阻 r,可供选择的器材如下:

A.电流表G1(2mA  100Ω)             B.电流表G2(1mA  内阻未知)

C.电阻箱R1(0~999.9Ω)                      D.电阻箱R2(0~9999Ω)

E.滑动变阻器R3(0~10Ω  1A)         F.滑动变阻器R4(0~1000Ω  10mA)

G.定值电阻R0(800Ω  0.1A)               H.待测电池

I.导线、电键若干

(1)采用如图甲所示的电路,测定电流表G2的内阻,得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示:

I1(mA)

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2(mA)

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

 


根据测量数据,请在图乙坐标中描点作出I1I2图线.由图得到电流表G2的内阻等于

  ▲  Ω.

(2)在现有器材的条件下,测量该电池电动势和内阻,采用如图丙所示的电路,图中滑动变阻器①应该选用给定的器材中  ▲  ,电阻箱②选  ▲  (均填写器材代号).

(3)根据图丙所示电路,请在丁图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.

 


12.选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑.如都作答,则按A、B两小题评分.)

A.(选修模块3-3)(12分)

(1)下列说法中正确的是  ▲ 

A.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力

B.扩散运动就是布朗运动

C.蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,它是非晶体

D.对任何一类与热现象有关的宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学第二定律的表述

(2)将1ml的纯油酸加到500ml的酒精中,待均匀溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,让其自然滴出,共200滴.现在让其中一滴落到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得油膜的面积为200cm2,则估算油酸分子的大小是  ▲  m(保留一位有效数字).

(3)如图所示,一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的,开始活塞被固定,打开固定螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g

①求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强;

②设周围环境温度保持不变,求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定).

B.(选修模块3-4)(12分)

(1)下列说法中正确的是  ▲ 

A.照相机、摄影机镜头表面涂有增透膜,利用了光的干涉原理

B.光照射遮挡物形成的影轮廓模糊,是光的衍射现象

C.太阳光是偏振光

D.为了有效地发射电磁波,应该采用长波发射

(2)甲、乙两人站在地面上时身高都是L0, 甲、乙分别乘坐速度为0.6c和0.8cc为光速)的飞船同向运动,如图所示.此时乙观察到甲的身高L  ▲  L0;若甲向乙挥手,动作时间为t0,乙观察到甲动作时间为t1,则t1  ▲  t0(均选填“>”、“ =” 或“<”).

(3)x=0的质点在t=0时刻开始振动,产生的波沿x轴正方向传播,t1=0.14s时刻波的图象如图所示,质点A刚好开始振动.

①求波在介质中的传播速度;

②求x=4m的质点在0.14s内运动的路程.

   C.(选修模块3-5)(12分)

(1)下列说法中正确的是  ▲ 

A.康普顿效应进一步证实了光的波动特性

B.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的

C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征

D.天然放射性元素衰变的快慢与化学、物理状态有关

(2)是不稳定的,能自发的发生衰变.

①完成衰变反应方程    ▲ 

衰变为,经过  ▲  α衰变,  ▲  β衰变.

(3)1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核.设α粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m0, 氧核的质量为m3,不考虑相对论效应.

α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?

②求此过程中释放的核能.

四、计算题:本题共3小题,共计47分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.

13.如图所示,一质量为m的氢气球用细绳拴在地面上,地面上空风速水平且恒为v0,球静止时绳与水平方向夹角为α.某时刻绳突然断裂,氢气球飞走.已知氢气球在空气中运动时所受到的阻力f正比于其相对空气的速度v,可以表示为f=kvk为已知的常数).则

(1)氢气球受到的浮力为多大?

(2)绳断裂瞬间,氢气球加速度为多大?

(3)一段时间后氢气球在空中做匀速直线运动,其水平方向上的速度与风速v0相等,求此时气球速度大小(设空气密度不发生变化,重力加速度为g).

 


14.如图所示,光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框abcd,线框质量为m,电阻为R,边长为L.有一方向竖直向下的有界磁场,磁场的磁感应强度为B,磁场区宽度大于L,左边界与ab边平行.线框在水平向右的拉力作用下垂直于边界线穿过磁场区.

(1)若线框以速度v匀速穿过磁场区,求线框在离开磁场时ab两点间的电势差;

(2)若线框从静止开始以恒定的加速度a运动,经过t1时间ab边开始进入磁场,求cd边将要进入磁场时刻回路的电功率;

(3)若线框以初速度v0进入磁场,且拉力的功率恒为P0.经过时间Tcd边进入磁场,此过程中回路产生的电热为Q.后来ab边刚穿出磁场时,线框速度也为v0,求线框穿过磁场所用的时间t

      

15.如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,MN为其左边界,磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心OMN的距离OO1=2R,圆筒轴线与磁场平行.圆筒用导线通过一个电阻r0接地,最初金属圆筒不带电.现有范围足够大的平行电子束以速度v0从很远处沿垂直于左边界MN向右射入磁场区,已知电子质量为m,电量为e

(1)若电子初速度满足,则在最初圆筒上没有带电时,能够打到圆筒上的电子对应MN边界上O1两侧的范围是多大?

(2)当圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻r0的电流恒为I,忽略运动电子间的相互作用,求此时金属圆筒的电势φ和电子到达圆筒时速度v(取无穷远处或大地电势为零).

(3)在(2)的情况下,求金属圆筒的发热功率.

 


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