高考物理难点突破 波动问题

高考物理难点突破 波动问题内容摘要：

1、 第 1 页 难 点 突 破 波 动 问 题一、特别提示1、从受力和运动两个方面分析简谐运动的特点及简谐运动中能量转化。 2、灵活应用简谐运动模型 单摆、弹簧振子。 3、加深理解波是传递振动形式和波是能量传递的一种方式。 4、注意理解波的图象及波的形成过程。 5、注意横波中介质质点运动路程与波传播距离的区别。 6、波由一种介质传到另一介质中，波的频率不变，波速由介质决定与频率无关。 7、据质点运动方向能正确判断出简谐横波的传播方向。 8、应用 公式时应注意时间和空间的周期性。 9、波的干涉中，应注重理解加强和减弱的条件。 二、典型例题例 1 如图 5质量为 M 的无底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为 的 A、B 2、 两物体，箱子放在水平面上，平m)(衡后剪断 A、B 间细线，此后 A 将做简谐振动，当 A 运动到最高点时，木箱对地面的压力为：（ ）A、 B、C、 D、2解 剪断 A、B 间细绳后，A 与弹簧可看成一个竖直方向的弹簧振子模型，因此，在剪断瞬间 A 具有向上的大小为 的加速度，当 A 运动到最高点时具有向下的大小为 的加g 谐运动对称性） ，此时对 A 来说完全失重，从整体法考虑，箱对地面的作用力为，选 A。 注意应用弹簧振子模型中运动的对称性，及超重、失重知识，注重物理过程的分析，利用理想化模型使复杂的物理过程更加简单。 例 2 如图 5一水平轨道 B 点处与半径R=160m 的光滑弧形轨道 3、切，一质量为 M=木块静止于 B 处，现有一颗质量为 的子弹以水平速度从左边射入木块且未穿出，如图所0示，已知木块与该水平轨道的动摩擦因数 ， ，试求子弹射入木块后，5.2/10块需经多长时间停止。 )解 子弹射入木块由动量守恒定律得子弹和木块的共同速度为(0 第 2 页 子弹和木块在光滑弧形轨道 的运动可看作简谐运动， ，82，子弹在水平轨道上作匀减速运动加速度 ，42/1 2/5)/(， 1(2评析 注意子弹击中木块过程中有机械能损失，子弹冲上圆弧及返回过程中，为一变速圆周运动，运动时间无其它办法求解，只能利用简谐运动中的单摆模型；所以建立和应用物理模型在物理学习中是至关重要的。 例 3 如 4、图 5列横波沿 轴传播，波速。 当位于 处的 A 质点在 轴上方的最大位移处时，位 处的质点恰好在平衡位置，且振动方向沿 轴负62 这列波的频率。 设波沿 轴正方向传播，当波长最长时， A、B 之间，由波的周期性，有 ，由 得 ，4(50；同理波沿 轴负方向传播，当波长最长时，A 、B 之间的波形如图 5，,210n有 4(50， ,2评 析 应注意 A、B 两点间水平距离与波长的关系考虑波长的空间周期性及波传播方向的双向性。 例 4 某质点在坐标原点 O 处做简谐运动，其振幅是 动周期为 动在介质中沿 轴正方向直线传播，传播速度为 1m/s，已知它在平衡位置 O 向上开始振动，立即停止振动，则 5、停止振动后经过 间的波是图 5的（ ）解 由题意得，振动在介质中沿 轴正向直线传播，且开始振动时方向向上，由此可知介于振动周期为 立即停止振动，所以形成的是半个波长的脉冲，波形一定在 轴上方，形沿 轴正方向平移半个波长即 形不变，故选 B。 x 第 3 页 评析 此题应注意的是 O 点起振时方向是向上的，振动传播至任何一点该点的起振方向均应向上，动向外传播一个波长。 应用简谐横波中介质质点振动方向与传播方向的关系，是解此类题的关键。 例 5 振幅是 2一列简谐波，以 12m/s 的速度沿 轴正方向传播，在传播方向上、B 两质点， A 的平衡位置 ，B 的平衡位置。 已知 A 在最大位移处，B 正在平 6、衡位置处向 方向运动，试求这列波的频率的值。 y解 当 A 在正向最大位移处时，距离最少为 ，考虑波动空间的周期性，应43有 ，即有 =6，根据 知：),210)(43(n同理，当 A 在正向最大位移处时，距离最少2/ 考虑波动空间的周期性，应有 ，即有 =6，1 ),210)(4(n41： ；因此这列波的频率值为)41(2/ 3(2/ ),()(/ 应注意 A、B 两点水平距离与波长的关系考虑波长的空间周期性，另应注意 6 如图 5示两列同频率相干水波在 t=0 时刻的叠加情况，图中实线表示波谷，已知两列波的振幅均为 2在图示范围内振幅不变）。 波速为 2m/s，波长为 点是 线和 线的交点， 7、下列说法正确的是（ ）A、A 、C 两点是振动减弱点B、E 点是振动加强点C、 B、 D 两点在该时刻的竖直高度差 4t=，E 点离平衡位置的位移大小 2A、C 两点均波峰与波谷叠加，使振动减弱，故 A 正确。 E 点为 线的交点，它到波峰 波谷 离相等，因两列波传播速率相等，故将同一时刻在 E 点叠加，故 E 点振动减弱，B 错；B、D 两点均为加强点其振幅均为 4此时两点的高度差8 错。 波的周期 T=t=，t=0 时，E 点处于平衡位置，经 T/4 周期，其位移大小为 4 D 错。 应选 A。 评析 此题重点考查波的干涉中加强与减弱的条件，即波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇是加强，波峰与波谷相遇是 8、减弱，应切实抓住这一点。 第 4 页 第八讲 作图一、特别提示解答物理问题通常有解析、论述、作图和列表等基本方法。 作图是最重要的数学工具之一，也是考查的能力范围。 在解答作图题时，要特别注意：（1 ）仔细审题，按要求作图。 例如，在平面镜成像作图时，为快速准确作图，通常采用对称性作图，一般不直接根据光的反射定律作图；（2 ）具体作图时，每一步骤都要有依据。 例如，物体运动时速度、合外力和轨迹三者间必须满足一定的位置关系，而不能随意乱画；（3 ）在读图时要善于发现图中的隐含条件。 例如，物理图象的纵、横截距、斜率和面积以及曲线间平行、相交、重合的关系，有时几个不同的物理图象从不同侧面描述同一物理过程时更 9、要理解它们之间的联系和区别；（4 ）作图时还要注意规范性要求，不要随意。 例如，是实线还是虚线，是否应标明箭头方向，还是用斜线表示特殊的区域；并注意特殊符号（如电学元件）的正确运用；（5 ）用作图法处理实验数据时，要理解所谓“拟合曲线 ”的意义，如何筛选、描线直接影响结果的准确性，同时也是能力具体体现之一。 二、典型例题题 1 一辆汽车在恒定的功率牵引下，在平直公路上由静止出发，经 4时间行驶 在 4汽车的速度（ ）A、等于 s B、大于 s C、等于 15m/s D、15m/汽车在恒定功率下由静止启动是加速度越来越小的变加速运动，很难通过运动方程求瞬时速度，一般的方法是由动能定理求出动能、再求速 10、度但这必须要知道牵引力、阻力所做的功。 而现在这些条件都未知，但在恒定功率下，其 4的平均速度，由于加速度变小，所以末速度 ，同时由于位移关系 ，其vt象如图，为一上凸的曲线。 打斜线部分“面积”相等，即位移为，如果 ，则位移 ；.7位移 ，故 ，正确选项是 2 电路如图 8、 、 分别为理想的电流表和电压表， A 别为定值电阻和可变电阻，电池 E 内阻不计， A、R 1 不变时， 读数与 读数之比等于 1 2 不变时， 读数与 读数之比等于 1 变 一 定 量 时 ， 读 数 的 变 化 量 与 读 数 变 化 量 之 比 的 绝 对 值 等 于 2 改 变 一 定 量 时 ， 读 数 的 变 11、化 量 与 读 数 变 化 量 之 比 的 绝 对 值 等 于 A 第 5 页 解析：由题高， 、 分别测出 2 两端电压， 测出通过 2 的电流，因此： A、12，E1当 某一值时，伏安特性曲线如图（a ）所示（如 2） ，在图中， 的关系很难表示出来，如果，将 伏安21特性曲线的横轴反向，即 U 轴向左，如（b）图，再把 、b 两图按 的关系画1在（2 ）图中，那末电流、电压关系就非常直观了。 特别是可变电阻 变一定量时（如增大为 ）2R；电流变为 ，增大 ，如图1122 II（C ）所示，显然，满足。 故正确选项是 把一个“10V、5W”的用电器 B（纯电阻）接到这一电源上，A 消耗的功率是 12、2W；换另一个 “10V、5W”的用电器 B（纯电阻）接到这一电源上，B 实际消耗的功率可能小于 2W 吗。 若有可能则条件是什么。 解析：用电器 A、B 的电阻分别为50220所以 B 接入电路时，电压 ，P （2 ）其中 、 为两球间距离最小时，A 、B 球的速度；s A、 两球间距离从 L 变至最 、B 球通过的路程。 设 为 A 球的初速度，由动量守恒定律得： （3）0 由动能定律得 （4）2201（5）)(析 本题的关键是正确找出两球“不接触”的临界状态，为 且此时 3 如图 12示，一带电质点，质量为 ，电量为 ，以平行于 轴的速度上的 点射入图中第一象限所示的区域。 为了使该质点上的 点以垂直于 轴的速度 射出，可在适当的地面、磁感应强度为 B 的匀强磁场。 若此磁求这圆形磁场区域的最小半径。 重力忽略不计。 解析 质点在磁场中作半径为 R 的圆周运动，得 （1）点在磁场区域。