1、专题突破 第一部分 选修3-4 机械振动与光学(选考)新课标全国卷选修34考查情况题号试卷2019年2018年2017年2016年34(1)卷振 动 图 象 和 波动图象折射定律、光的色散振动与波振动与波卷单 摆 图 象、机械能守恒波的传播、波在不同介质中波的传播速度不同“双缝干涉”实验电磁波卷振动和波波动图像、波的传播与计算振动与波振动与波新课标全国卷选修34考查情况题号试卷2019年2018年2017年2016年34(2)卷光的折射振 动 与 波 动 图像、波动传播光的折射与全反射光 的 折 射 与全反射卷双 缝 干 涉 实验，测 光 的 波长光的折射定律、全反射光的折射与折射率振动与波卷
2、光 的 折 射 定 律和全反射折射定律、光在三棱镜中传播光的折射与全反射光 的 折 射 与全反射摘要：选修34模块在新课标试卷中为选考内容，用1道题目考查该题分两小题，第1小题为填空题或5选3的选择题，第2小题为计算题选择题或填空题主要考查振动与波的知识，难度较小，计算题主要考查光的折射与全反射，难度中等第1讲 机械振动和机械波栏目导航02 热 点 突 破 03 强 化 集 训 01 真 题 再 现 01 真 题 再 现 振动和波1(2019 年新课标卷)一简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 tT2时刻，该波的波形图如图甲所示，P、Q 是介质中的两个质点图乙表示介质中某质点的振动图象下列说法正确
3、的是_A质点Q的振动图象与图乙相同B在t0时刻，质点P的速率比质点Q的大C在t0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图乙所示E在t0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大【答案】CDE【解析】由图乙可知，在 tT2时刻，质点正在向 y 轴负方向振动，而从图甲可知，质点 Q 在 tT2正在向 y 轴正方向运动，故 A 错误由 tT2的波形图推知，t0时刻，质点 P 正位于波谷，速率为零；质点 Q 正在平衡位置，故在 t0 时刻，质点P 的速率小于质点 Q，故 B 错误t0 时刻，质点 P 正位于波谷，具有沿 y 轴正方向最大加速度；质点 Q 在平衡位置
4、，加速度为零，故 C 正确t0 时刻，平衡位置在坐标原点处的质点，正处于平衡位置，沿 y 轴正方向运动，跟乙图吻合，故 D 正确t0 时刻，质点 P 正位于波谷，偏离平衡位置位移最大，质点 Q 在平衡位置，偏离平衡位置位移为零，故 E 正确故本题选 CDE.2(2019年新课标卷)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源两波源发出的波在水面上相遇在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是_A不同质点的振幅都相同B不同质点振动的频率都相同C不同质点振动的相位都相同D不同质点振动的周期都
5、与振动片的周期相同E同一质点处，两列波的相位差不随时间变化【答案】BDE【解析】两列波叠加形成稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同任何质点都在按照相同的频率在振动，不同区域的质点振幅和位移不一定相同，两列波在水面上相遇时发生干涉，有的质点振动加强，有的振动减弱，可知不同的质点的振幅不一定相同，选项A错误；各质点振动的频率与波源频率相同，波源振动频率又与振动片的振动频率相同，不同质点的振动频率相同，都等于振源的频率，选项B正确；因各质点距离振源的距离不一定相同，则各质点振动的相位不一定相同，选项C错误；不同的质点振动的周期都与细杆的振动周期相同，细杆的振动周期与振动片的周期相同，则不同的质点振
6、动的周期都与振动片的振动周期相同，选项D正确；同一质点处因与振源的位置关系一定，则两列波的相位差不随时间变化，选项E正确用单摆车重力加速度实验 3(2019 年新课标卷)如图，长为 l 的细绳下方悬挂一小球 a.绳的另一端固定在天花板上 O 点处，在 O 点正下方34l 的 O处有一固定细铁钉将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(约为 2)后由静止释放，并从释放时开始计时当小球 a 摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡设小球相对于其平衡位置的水平位移为 x，向右为正下列图象中，能描述小球在开始一个周期内的 xt 关系的是()A B C D【答案】A【解析】由 T2lg得 T12lg，T2
7、214lg12T1，故 B、D 错误 很小时，sin.x1lsin 1，x2lsin 2l4sin 2，x1x24sin 1sin 2 412，由能量守恒定律可知，小球先后摆起的最大高度相同，故 llcos 1l4l4cos 2，很小时根据数学规律可得sin 1，平方后化简可得 1cos 22，代入前面式子得1212，故x1x24122，即第一次振幅是第二次振幅的 2 倍，故 A 正确，C 错误02 热 点 突 破 振动与波动的问题是近几年高考的重点和热点，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：1振动和波的关系.2波的多解问题热点1 振动和波例1(2019年贵阳模拟)一列简谐横波沿x轴传
8、播，在t0时刻的波形如图所示，质点M与质点N相距2 m；此时M点速度沿y轴负方向，在t0.3 s时，质点M第一次到达正向最大位移处关于该列简谐波，下列说法正确的是_A此波沿x轴负方向传播B此波的传播速度为5 m/sC此列波的不能和频率为5 Hz的简谐横波发生干涉现象D在t0.4 s时，质点N处在平衡位置，速度沿y轴正方向E从t0时起，经过0.4 s，质点M沿波传播方向移动了4 m【答案】ACD【解析】因 t0 时刻质点 M 的速度沿 y 轴负方向，根据“上下坡法”可知波沿x 轴负方向传播，选项 A 正确；由题意知 4 m，T0.4 s，则波速 vT 40.4 m/s10 m/s，选项 B 错误
9、；此波的频率为 f1T2.5 Hz，则此列波的不能和频率为 5 Hz的简谐横波发生干涉现象，选项 C 正确；在 t0.4sT 时，质点 N 仍处在平衡位置，速度沿 y 轴正方向，选项 D 正确；简谐横波沿 x 轴负方向传播，质点 M 在平衡位置附近振动，并不迁移，选项 E 错误 1波的图象反映了在某时刻介质中的质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图(1)直接读取振幅 A 和波长，以及该时刻各质点的位移.(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小(3)传播方向与各质点振动方向的关系：各位于波峰、波谷的质点速度为零，加速度指向 x 轴；
10、峰前(谷后)质点向上运动则波往 x 轴正向传播，向下运动则往负向传播，峰后(谷前)情况相反2波速与波长、周期、频率的关系：vTf.1简谐运动(多选)(2018 年天津卷)一振子沿 x 轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点t0 时振子的位移为0.1 m，t1 s 时位移为 0.1 m，则()A若振幅为 0.1 m，振子的周期可能为23 sB若振幅为 0.1 m，振子的周期可能为45 sC若振幅为 0.2 m，振子的周期可能为 4 sD若振幅为 0.2 m，振子的周期可能为 6 s【答案】AD2振动和波动的关系(2019年山东菏泽一模)如图所示在x5 cm处有一质点做简谐运动，产生一列沿x轴负方向传播
11、的简谐横波，波长为4 cm.经过一段时间x1 cm处的质点C刚开始振动，振动方向沿y轴正方向，将该时刻作为计时起点t0，经0.3 s时x3 cm处的质点B第一次处在波峰，则下列正确说法正确的是_A该简谐波的波速大小为0.1 m/sBt0时质点B振动方向沿y轴正方向C在t0.3 s时x4 cm处的质点A位于平衡位置且运动方向沿y轴正方D在t0.4 s时x4 cm处的质点A的加速度最大且沿y轴正方向E在t0.5 s时位于x3 cm处的质点D第一次处在波峰【答案】AE3简谐运动、机械波、光现象(2019年湖南常德二模)下列说法正确的是_A简谐运动的周期与振幅无关B在双缝干涉实验中，光的频率越低得到的
12、条纹间距越宽C在纵波的传播方向上，某个质点的振动速度等于波的传播速度D泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相利用了光的相干性E当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的频率变小【答案】ABD振动与波动的问题是近几年高考的重点和热点，分析近几年高考命题，命题规律主要有以下几点：1以选择题的形式考查，一般考查波动图象和振动图象的相互转换与判断2根据波的图象确定波的传播方向、传播时间及波的相关参量热点2 振动图象和波动图象 例 2(2019 年湖北名校三模)沿 x 轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，如图所示，其波速为 200 m/s，则下列说法正确的是_A从图示时刻开始，经 0.01 s
13、 质点 a 通过的路程为40 cm，此时相对平衡位置的位移为零B图中质点 b 的加速度在增大C若产生明显的衍射现象，该波所遇到障碍物的尺寸一般不小于 200 mD从图示时刻开始，经 0.01 s 质点 b 位于平衡位置上方，并向上做减速运动E若此波遇到另一列波，并产生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为 50 Hz【答案】BDE【解析】由波的图象读出振幅 A20 cm，波长 4 m，则该波的周期为 Tv4200 s0.02 s，所以 t0.01 sT2，则知，从图示时刻开始，经 0.01 s 质点 a 通过的路程为 s2A40 cm，此时质点 a 到达波谷，相对平衡位置的位移为20 cm，故 A
14、错误简谐横波沿 x 轴正方向传播，由波形平移法得知此时质点 b 向下运动，位移在增大，则加速度在增大，故 B 正确若产生明显的衍射现象，该波所遇到障碍物的尺寸一般不小于 4 m，故 C 错误从图示时刻开始，经 0.01 s 时质点 b 的振动状态与图示时刻的相反，即质点 b 位于平衡位置上方，并向上做减速运动，故 D 正确因该波的频率为 f1T50 Hz，则若此波遇到另一列波，并产生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为 50 Hz，选项 E 正确求解波动图象与振动图象综合类问题1分清振动图象与波动图象，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象2看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级
15、3振动图象(yt图象)某时刻斜率的正负表示该时刻该质点是往上运动还是往下运动4关键点(1)“找时刻”：在振动图象(yt图象)中找出与波动图象(yx图象)对应时刻的位置，并标记(2)“找质点”：在波动图象(yx图象)中找出与振动图象(yt图象)对应质点的位置，并标记(3)传播方向为“斜率同号为负向，异号为正向”：前面两个位置上，斜率的正负情况相同则波往x轴负方向传播，斜率的正负情况不同则往x轴正方向传播1振动图象与波动图象(2019年湖南益阳模拟)图甲为一列简谐横波在t4 s时的波形图，图乙为x3 m处质点P的振动图象，则该波沿x轴_(填“正方向”或“负方向”)传播，波速大小为_m/s，质点P做
16、简谐运动的位移表达式为_【答案】负方向 1.5 y0.5sin4t m【解析】t4 s 时，x3 m 处的质点 P 向下振动，根据平移法可知该波沿 x 轴负方向传播；根据波的图象可得 12 m，周期 T8 s，则波速 vT128 m/s1.5 m/s.由图乙可知，质点 P 做简谐运动的位移表达式为 yAsin(t)0.5sin4t m.2振动图象与波动图象(2019年江西新余二模)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa2 m和xb6 m，图乙为质点a从该时刻开始计时的振动图象下列说法正确的是_A该波沿x方向传播B波速为2 m/sC质点a经4 s振动的路程为1 mD
17、此时刻质点b的速度沿y方向E质点a在t2 s时速度为零【答案】ACE【解析】由图乙知质点 a 在该时刻的振动方向沿 y 轴正方向，由微平移法可知波向x 轴方向传播，故 A 正确由甲图知波长为 8 m，由乙图知周期为 T8 s，所以波速为 vT1 m/s，故 B 错误质点 a 振动 4 s，是经过了半个周期，质点运动过的路程为振幅的 2 倍，即为 1 m，故 C 正确由波形图可知，此时刻 b 的振动方向是向 y 轴负方向，故 D 错误在 t2 s 时，质点 a 在正的最大位移处，此时 a的速度为零，故 E 正确3振动图象(2018年江苏卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x0 和x0.6 m处的
18、两个质点A、B的振动图象如图所示已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长【答案】2 m/s 0.8 m【解析】由图象可知，周期 T0.4 s，由于波长大于 0.6 m，由图象可知，波从A 到 B 的传播时间 t0.3 s，波速 vxt，代入数据得 v2 m/s,波长 vT，代入数据得 0.8 m.4波动图象(2019年湖南衡阳三模)如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2(t10.2)s时刻的波形图(1)在t1到t2的时间内如果M通过的路程为1 m，那么波的传播方向怎样？波速多大？(2)若波速为55 m/s，求质点在t1时刻的振动方向【答案】(1)沿x轴正方向传播，25 m/s(2)向下振动【解析】(1)由图可得：振幅 A20 cm0.2 mt1 时刻质点 M 在平衡位置，根据在 t1 到 t2 的时间内如果 M 通过的路程为 1 m5A可得 0.2 s54T，解得 T0.16 s由图根据两波形关系，根据波的传播时间和周期关系可得波向右传播，即波沿 x轴正方向传播由图可得波长 4 m，波速 vT25 m/s.(2)若波速 v55 m/s，那么 T 455 s，设 t1 到 t2 的时间t0.2 s，那么 t114 T.可将 t2 时的波形图平移34T，可得在 t1 时质点 M 向下振动03 强 化 集 训 谢谢观看
