2008年高考物理“金点子”专题.doc

2008年高考物理“金点子”专题一个好点子，就是一个机遇；一个好点子，就是一种方法。高考“金点子”为您诠释2008年高考中的重点和热点，助您成为“掘金”小勇士、高考金榜中的小黑马！机械振动和机械波类型一：振动和波的关系【金题1】（2007全国理科综合卷I15）一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v4m/s.已知坐标原点(x0)处质点的振动图像如图所示(a)，在下列4幅图中能够正确表示t0.15s时波形的图是 ( )y/mt/s00.10.10.50.3图(a)A B C Dy/mx/m00.1-0.81.60.8y/mx/m00.11.60.8y/mx/m00.1-0.81.60.8y/mx/m00.1-0.81.60.8【掘金分析】由振动图象知，坐标原点处的质点在t0.15s时在y正半轴向下运动.已知波沿x轴负向传播，根据质点的振动方向、波的传播方向与波形的关系，只有A正确。【答案】A012345-1-2-3-4t/sy/cm21-2-1【金题2】（2007全国理科综合卷15）一列横波在x轴上传播，在x0与x1cm的两点的振动图线分别如图中实线与虚线所示.由此可以得出（ ） A波长一定是4cm B波的周期一定是4s C波的振幅一定是2cm D波的传播速度一定是1cm/s【掘金分析】根据振动图象两个最大值的横坐标之差为振动周期，故T4s，B选项正确；从图象可看出振幅A2cm，C选项正确；根据题中所给的振动图象无法得到波长(或波速)，也就无法根据算出波速(或波长)，故A、D选项错误。【答案】BC【金题3】（2007四川理科综合卷20）图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。从该时刻起（ ）A经过0.35s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离 B经过0.25s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度 C经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3m D经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向【掘金分析】从图乙中可以看出,质点振动周期为,当时,质点P向下振,说明波沿x 轴正方向传播.此时质点Q向上振,经过0.1s即半个周期后，质点Q的运动方向为沿y轴负方向。D错误。经过0.25s时，质点P由平衡位置运动到了负的最大位移处，而质点Q在正的最大位移处与平衡位置之间，而力的大小与到平衡位置的距离成正比，所以此时质点P的加速度大于质点Q的加速度。B错误。经过0.35s时，质点P运动到正的最大位移处，而质点Q与质点P的距离小于半个波长，所以当P在负的最大位移时，P一定不在正的最大位移和负的最大位移，所以P到平衡位置的距离大于Q到平衡位置的距离。A正确。波传播的距离等于波速与时间乘积。所以有，所以C正确。【答案】AC【金题4】（2007天津理科综合卷21）如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形图，虚线是这列波在t = 0.2 s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8 ms ，则下列说法正确的是（） A这列波的波长是14 B这列波的周期是0.125 s C这列波可能是沿x轴正方向传播的 Dt = 0时，x = 4 处的质点速度沿y轴负方向【掘金分析】从图中可以看出波长等于12cm，由已知得波速等于，周期；经过波传播的距离，而一个波长等于，所以波又传播了，所以波向x轴负方向传播。根据三角形法则可以得出当t=0时，x = 4 处的质点速度沿y轴负方向。【答案】D类型二：机械波【金题5】（2007上海物理卷9）如图所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则（） Af12f2，v1v2。 Bf1f2，v10.5v2。 Cf1f2，v12v2。 Df10.5f2，v1v2。【掘金分析】机械波的频率由波源决定，而波速由介质决定。同一种波，无论频率多少，在同一种介质中的速度是相同的，由于频率不同，机械波的波长不同。从图中可以看出，介质中的波长为介质中波长的2倍，而波速，两个列波是同一波源，频率相同，所以波速之比为v12v2，所以C正确。【答案】C归纳总结：机械振动和机械波是运动学中的重要内容，历年高考中都有试题，07年也在几个省的试题中出现。大部分是以选择题的形式出现，注重波动图像和振动图像的考查，要求能从图像中读出相关信息，进行数据处理。 “金点子”理论【理论1】基本的概念，简谐运动中的力学运动学条件及位移，回复力，振幅，周期，频率及在一次全振动过程中各物理量的变化规律。简谐振动： 回复力： F = 一KX 加速度：a =一KX/m单摆：T= 2(与摆球质量,振幅无关) *弹簧振子T= 2(与振子质量有关,与振幅无关) 等效摆长、等效的重力加速度 影响重力加速度有：纬度,离地面高度在不同星球上不同,与万有引力圆周运动规律（或其它运动规律）结合考查系统的状态(超、失重情况)所处的物理环境有关,有电磁场时的情况静止于平衡位置时等于摆线张力与球质量的比值 注意等效单摆(即是受力环境与单摆的情况相同)沿光滑弦cda下滑时间t1=toa= 沿cde圆弧下滑t2或弧中点下滑t3： 【理论2】共振的现象、条件、防止和应用【理论3】机械波:基本概念,形成条件特点：传播的是振动形式和能量,介质的各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。各质点都作受迫振动， 起振方向与振源的起振方向相同， 离源近的点先振动，没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间 波源振几个周期波就向外传几个波长波长的说法：两个相邻的在振动过程中对平衡位置“位移”总相等的质点间的距离.一个周期内波传播的距离 两相邻的波峰(或谷)间的距离.过波上任意一个振动点作横轴平行线，该点与平行线和波的图象的第二个交点之间的距离为一个波长. 波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变, 波长、波速、频率的关系： V=lf =(适用于一切波) 【理论4】波的图像与振动图像的比较简谐运动的振图象机械波的波动图象图象研究对象一个振动质点波传播方向所有质点研究内容一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律函数关系一个质点做简谐运动时，它的位置x随时间t变化的关系在某一时刻某一直线上各个质点的位置所形成的图象（横波）坐标横轴一个质点振动的时间各质点平衡位置距坐标原点的位置（距离）纵轴一个质点不同时刻相对平衡位置的位移同一时刻各质点相对各自平衡位置的位移形状正弦函数或余弦函数的图象由图象可直观得到的数据周期T振幅A波长振幅A波峰及波谷的位置物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象变化随时间推移图象延续，但已有形态不变随时间推移，图象沿传播方向平移完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长图象上某一点的物理意义在某时刻（横轴坐标）做简谐运动的物体相对平衡位置的位移（纵轴坐标）在某时刻，距坐标原点的距离一定（横轴坐标）的该质点的位移（纵坐标）【理论5】如何判断质点的振动方向与波的传播方向（1）带动法：横波向前传播的过程中，只是振动的形式向前传播的过程。是前面的质点的振动带动后面的质点的振动（简称为“前”带“后”）。注意观察分析课本“绳波形成”的插图。（2）微平移法：由于机械波在均匀介质中振动形式是匀速传播的，因此在原有的t时刻波形图上，沿着波的传播方向向右或向左（X轴的正方向或负方向）平推小于四分之一波长的波，下一时刻t+t波将向这一方向传播或质点将向这方向振动。（3）手推法：使（左手或右手）四指的方向指向波峰或波谷，手心的方向指向与质点振动的方向相同，手掌的方向就是波传播的方向。（4）三角形法（如图）（5）逆向描点法：（逆向复描波形法）运用逆向复描波形法解答十分简捷。即，手握一支笔，逆着波的传播方向复描已知波形，凡复描时笔尖沿波形向上经过的质点，此刻均向上运动；凡复描时笔尖沿波形向下经过的质点，此刻均向下运动(波峰和波谷点除外)。如图所示。（6）头头（尾尾）相对法：如图所示，上面的箭头表示波传播的方向，左侧的箭头表示B、C两质点振动的方向。（7）同侧法：所谓同侧法既质点振动的方向与波传播的方向在波形图的同侧。如图所示： 【理论6】波的几种特有现象：叠加、干涉、衍射、多普勒效应，知现象及产生条件。高考母题衍生“金点子”【母题衍生1】已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6米。则两单摆摆长la与lb分别为（）Ala.lb.la.lb.la=.lb. la.lb.【衍生分析】由题意知，Ta=，Tb=，t是a摆完成10次全振动、b摆完成6次全振动的时间，由单摆周期公式T= 2得， =2 =2，又lalb=1.6m，解出la=0.9m，lb=2.5m。【答案】B【母题衍生2】一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示。下列说法正确的是（ QPR2345x/cm10y6A由波形图可知该波的波长B由波形图可知该波的周期C经周期后质元P运动到Q点D经周期后质元R的速度变为零【衍生分析】由题可知，此图是波动图象，由图可以直接读出波长，A对；但读不出周期，B错；又因为知道波的传播方向，则可以得出各质点的振动方向，但是，质点不会随着波向前传播，所以C错；经周期后质元R到达最低点，速度为0，D对。【答案】AD【母题衍生3】一列沿x轴正方向传播的简谐横波，周期为0.50 s.某一时刻，离开平衡位置的位移都相等的各质元依次为P1、P2、P3已知P1和P2之间的距离为20 cm，P2和P3之间的距离为80 cm，则P1的振动传到P2所需的时间为（ ）A.0.50 s B.0.13 s C.0.10 s D.0.20 s【衍生分析】由波的对称性，如下图所示. P1P2=20 cm，x1=10 cm，P2P3=80 cm，x2=40 cm，则得到=x1+x2=50 cm，=100 cm，所以C选项正确.【答案】C【母题衍生4】A、B两列波在某时刻的波形如图7-10所示，经过t=TA时间（Ta为波A的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vAvB可能是( )A.13 B.12 C.21 D.31【衍生分析】由图可得则.经t=TA时间，两图中波形依旧，故可知TA=（n+1)TB(n=0,1,2,) 据, 则有(n=0,1,2,) /故ABC选项符合题意.【答案】ABC【母题衍生5】如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出波的波峰位置，则图中的_点为振动加强的位置，图中的_点为振动减弱的位置.【衍生分析】此题是由全日制普通高级中学教科书（必修加选修）物理第二册第56页波的干涉示意图演变拓展而来.二者均利用波的干涉原理，分析在干涉区出现加强区域的条件和减弱区域的条件.并对各点的振动情况进行分析.由图可知，b到S1、S2的距离相等，即波程差s=0,故b点为加强区.a到S1、S2的距离不等，且波程差s=1.5，故a点为减弱区。【母题衍生6】如图所示，质量为m的