2019-2020年高中物理 2.3機(jī)械波的案例分析自我小測(cè) 滬科版選修3-4.doc
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2019-2020年高中物理 2.3機(jī)械波的案例分析自我小測(cè) 滬科版選修3-4 1簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示,P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn),下列說法中正確的是( ) A.若該波沿x軸正方向傳播,則質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的加速度方向沿y軸正方向 B.若該波沿x軸正方向傳播,則質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的速度方向沿y軸正方向 C.從該時(shí)刻開始再經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的距離為a D.從該時(shí)刻開始再經(jīng)過半個(gè)周期時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位移為負(fù)值 2如圖所示是一列簡(jiǎn)諧波某一時(shí)刻波的圖像,下列說法正確的是( ) A.波一定沿x軸正方向傳播 B.a(chǎn)、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向相反 C.若a點(diǎn)此時(shí)的速度方向沿y軸正方向,那么波的傳播方向是沿x軸的正方向 D.若波沿x軸的負(fù)方向傳播,則b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向沿y軸的負(fù)方向 3一機(jī)械波相隔時(shí)間t的兩個(gè)時(shí)刻的波形圖像分別如圖中實(shí)線和虛線所示,若波速為1 m/s,那么t值可能是( ) A.1 s B.2 s C.3 s D.4 s 4如圖一列簡(jiǎn)諧橫波沿一直線向左傳播。直線上某質(zhì)點(diǎn)a向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移時(shí),a點(diǎn)右方相距0.15 m的b點(diǎn)剛好向下運(yùn)動(dòng)到最大位移處。則這列波的波長(zhǎng)可能是( ) A.0.6 m B.0.3 m C.0.2 m D.0.1 m 5一列沿x軸正方向傳播的橫波,其振幅為A,波長(zhǎng)為λ,某一時(shí)刻波的圖像如圖所示。在該時(shí)刻,某一質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為(λ,0),經(jīng)過1/4周期后,該質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為 ( ) A.(λ,0) B.(λ,-A) C.(λ,A) D.(λ,A) 6在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波。一質(zhì)點(diǎn)由平衡位置豎直向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)0.1 s到達(dá)最大位移處,在這段時(shí)間內(nèi)波傳播了0.5 m。則這列波( ) A.周期是0.2 s B.波長(zhǎng)是0.5 m C.波速是2 m/s D.經(jīng)1.6 s傳播了8 m 7一漁船停泊在岸邊,若海浪的兩相鄰波峰的距離是12 m,海浪的速度是6 m/s,則漁船搖晃的周期是 … ( ) A.2 s B.0.5 s C.1 s D.條件不足,無法判定 8由原點(diǎn)O處的波源發(fā)出的一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播,在t=0時(shí)刻的波形曲線如圖所示。已知這列波的質(zhì)點(diǎn)P連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰的時(shí)間間隔為0.4 s,則( ) A.這列波的波長(zhǎng)為5 m B.這列波的傳播速度為10 m/s C.當(dāng)t=0.7 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰 D.質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波峰時(shí),質(zhì)點(diǎn)P恰好到達(dá)波谷 9如圖所示,實(shí)線為一列橫波在t時(shí)刻的波形圖,虛線為經(jīng)過Δt=0.2 s時(shí)的波形圖。已知這列波的波長(zhǎng)為2 m,那么( ) A.若波向右傳播,則波的最大周期為2 s B.若波向左傳播,則波的最大周期為2 s C.若波向左傳播,則波的最小波速為9 m/s D.若波速為19 m/s,則波的傳播方向向右 10沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形如圖所示,P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于x=3.5 m和x=6.5 m處。在t1=0.5 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P恰好第二次處于波峰位置。則t2=__________ s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q第二次處在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng);當(dāng)t3=0.9 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位移為__________ cm。 11在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波,t=0時(shí)刻的波形如圖所示,若波沿x軸正方向傳播,零時(shí)刻剛好傳到A點(diǎn),且再經(jīng)過0.6 s,P點(diǎn)也開始振動(dòng)。 (1)求該列波的周期T。 (2)從t=0時(shí)起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)為止,O點(diǎn)所經(jīng)過的路程sO為多少? 12一列橫波在x軸上傳播,如圖所示,t1=0和t2=0.005 s時(shí)的波形分別為圖中的實(shí)線和虛線。 (1)設(shè)周期大于(t2-t1),求波速; (2)設(shè)周期小于(t2-t1),并且波速為6 000 m/s,求波的傳播方向。 答案 1解析:無論波沿x軸哪個(gè)方向傳播,此時(shí)P點(diǎn)的加速度方向一定沿y軸負(fù)方向,A錯(cuò)。若波沿x軸正方向傳播,據(jù)“下坡上”的方法可以確定此時(shí)P點(diǎn)正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),B對(duì)。由于無法確定此時(shí)P點(diǎn)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng),故從此時(shí)起經(jīng)周期,質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的距離可能比a大,也可能比a小,C錯(cuò)。再經(jīng)過半個(gè)周期時(shí),P所在的位置與它現(xiàn)在的位置關(guān)于x軸對(duì)稱,故那時(shí)P點(diǎn)的位移一定為負(fù)值,D對(duì)。 答案:BD 2解析:x軸表示在波的傳播方向上一系列質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,但x軸的指向與波的傳播方向沒有關(guān)系,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。不管波向哪個(gè)方向傳播,a、b兩質(zhì)點(diǎn)都在兩個(gè)不同的“坡”上,其振動(dòng)方向此時(shí)一定相反,選項(xiàng)B正確;若質(zhì)點(diǎn)a速度方向沿y軸正方向,則波源在左側(cè),波沿x軸正方向傳播,選項(xiàng)C正確;若波沿x軸負(fù)方向傳播,波源在右側(cè),b質(zhì)點(diǎn)應(yīng)在其右側(cè)質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)下振動(dòng),由圖知b應(yīng)向y軸正方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故正確答案為B、C。 答案:BC 3解析:由波形圖知,λ=4 m,T==4 s,波傳至虛線所示位置時(shí),若波向右傳播,傳播的距離為x=(n+)λ(n=0,1,2…),傳播時(shí)間為t==(n+)=(n+)4 s(n=0,1,2…),故A正確;若波向左傳播,傳播距離x=(n+)λ(n=0,1,2…),傳播時(shí)間t==(n+)=(n+)4 s(n=0,1,2…),故C正確。由以上兩式可以得出無論n取什么值,都不可能使t=2 s或t=4 s,故選擇A、C。 答案:AC 4解析:根據(jù)波的周期性,以及兩點(diǎn)的振動(dòng)情況,ab之間是(n+1/2)個(gè)波長(zhǎng)。 答案:BD 5解析:各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置兩側(cè)往復(fù)振動(dòng),并不隨波遷移。 答案:B 6解析:T=0.1 s,T=0.4 s;λ=0.5 m,λ=2.0 m,Δt=1.6 s時(shí),Δx=vΔt=Δt=1.6 m=8.0 m,v=5 m/s,D正確,A、B、C均錯(cuò)。 答案:D 7解析:由波速公式v=,得T== s=2 s。 答案:A 8解析:從波形圖像可知此波的波長(zhǎng)是4 m;根據(jù)題意可知周期為0.4 s,則波速為10 m/s;t=0時(shí)刻平衡位置在x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)正處于波峰。因此,使質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰所需經(jīng)過的時(shí)間,即波峰從x=2 m處推進(jìn)到x=9 m處所需時(shí)間為Δt= s=0.7 s;P、Q兩質(zhì)點(diǎn)相距8 m,即兩個(gè)波長(zhǎng);當(dāng)兩者均已振動(dòng)時(shí),對(duì)平衡位置的位移總是相同的(包括大小和方向)。由以上分析可知,正確選項(xiàng)為B和C。 答案:BC 9解析:假設(shè)波向右傳播,則Δt內(nèi)波在介質(zhì)中推進(jìn)的距離為 Δx=nλ+=λ(n+)=2(n+) m(n=0,1,2,…)。 因?yàn)棣=0.2 s,所以v====(10n+1) m/s(n=0,1,2,…)。 由題意得Δt=nT+=T(n+)(n=0,1,2,…),則T= s(n=0,1,2,…)。 當(dāng)n=0時(shí),Tmax=2 s。 假定波向左傳播,則 Δx=nλ+(λ-0.2)=2n+1.8(n=0,1,2,…)。 所以v===(10n+9) m/s(n=0,1,2,…)。 當(dāng)n=0時(shí),vmin=9 m/s,令v=19 m/s得n=1,這說明若波速等于19 m/s,則波的傳播方向向左。 答案:AC 10解析:由波向x軸正方向傳播,可以判定t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)方向向上,Q點(diǎn)由平衡位置向下振動(dòng)。由t1=0.5 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P恰好第二次處于波峰位置,即=t1,得T=0.4 s。質(zhì)點(diǎn)Q第二次處在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是:t2==0.6 s。經(jīng)過0.9 s,即,質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)最高點(diǎn),P點(diǎn)的位移是2 cm??疾椴ㄉ腺|(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。 答案:0.6 2 11解析:(1)由圖像可知,λ=2 m,A=2 cm。由波向右傳播知A點(diǎn)的起振方向豎直向下,包括P點(diǎn)在內(nèi)的各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均為豎直向下。波速v== m/s=10 m/s 由v=,得T==0.2 s。 (2)由t=0時(shí)起至P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰時(shí)為止,經(jīng)歷的時(shí)間Δt2=Δt1+T=0.75 s=(3+)T,得O點(diǎn)經(jīng)過的路程sO=n4A=(3+)0.08 m=0.3 m。 答案:(1)0.2 s (2)0.3 m 12解析:當(dāng)波傳播時(shí)間小于一個(gè)周期時(shí),波沿傳播方向前進(jìn)的距離小于一個(gè)波長(zhǎng),當(dāng)波傳播的時(shí)間大于一個(gè)周期時(shí),波沿傳播方向前進(jìn)的距離大于一個(gè)波長(zhǎng)。這時(shí)從波形的變化上看出的傳播距離加上n個(gè)波長(zhǎng)才是波實(shí)際傳播的距離。 (1)因Δt=(t2-t1)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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