（浙江專版）2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 機(jī)械振動與機(jī)械波、光、電磁波與相對論 2 第二節(jié) 機(jī)械波課后達(dá)標(biāo)能力提升 新人教版.doc

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2 第二節(jié) 機(jī)械波 (建議用時：60分鐘) 一、選擇題 1．一簡諧橫波沿x軸正向傳播，圖甲是t＝0時刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動圖象，則該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值合理的是(　　) A．0．5 m　　　　　　　 B．1．5 m C．2．5 m D．3．5 m 解析：選C．由y－t圖象知，t＝0時質(zhì)點(diǎn)位移為負(fù)值，且向y軸負(fù)方向運(yùn)動，由y－x圖象知，x＝0．5 m和x＝3．5 m處的質(zhì)點(diǎn)此時刻位移為正值，故A、D錯誤；由傳播方向與振動方向關(guān)系可判定，x＝1．5 m的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動，x＝2．5 m處質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動，故C正確，B錯誤． 2． 如圖所示，當(dāng)波源和障礙物都靜止不動時，波源發(fā)出的波在障礙物處不能發(fā)生明顯衍射．下列措施可能使波發(fā)生較為明顯衍射的是(　　) A．增大波源的振動頻率　　 B．減小波源的振動頻率 C．增大障礙物的長度 D．減小障礙物的長度 解析：選BD．不能發(fā)生明顯衍射的原因是障礙物的長度遠(yuǎn)大于波長，只要增大波長可滿足題目要求．由λ＝知，v不變，減小f，λ增大，故A、C錯，B、D對． 3． 周期為2．0 s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時刻的圖象如圖所示，此時質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，則該波(　　) A．沿x軸正方向傳播，波速v＝20 m/s B．沿x軸正方向傳播，波速v＝10 m/s C．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝20 m/s D．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝10 m/s 解析：選B．由質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，根據(jù)振動方向與波的傳播方向的關(guān)系，可判定該波沿x軸正方向傳播．由波的圖象可知λ＝20 m，根據(jù)v＝得波速v＝10 m/s．選項(xiàng)B正確． 4．如圖甲所示，在水平面內(nèi)，有三個質(zhì)點(diǎn)a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點(diǎn)上，已知ab＝6 m，ac＝8 m．在t1＝0時刻a、b同時開始振動，振動圖象均如圖乙所示，所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播，在t2＝4 s時c點(diǎn)開始振動，則(　　) A．該機(jī)械波的傳播速度大小為2 m/s B．c點(diǎn)的振動頻率先是與a點(diǎn)相同，兩列波相遇后c點(diǎn)的振動頻率增大 C．該列波的波長是2 m D．兩列波相遇后，c點(diǎn)振動加強(qiáng) 解析：選ACD．因?yàn)榻?jīng)過4 s，振動由a點(diǎn)傳到c點(diǎn)，則波的傳播速度v＝ m/s＝2 m/s，選項(xiàng)A正確；c點(diǎn)的振動頻率先是與a點(diǎn)相同，兩列波相遇后c點(diǎn)的振動頻率仍然是不變的，選項(xiàng)B錯誤；該波的波長為λ＝vT＝21 m＝2 m，選項(xiàng)C正確；因?yàn)閎c－ac＝2 m＝λ，故兩列波相遇后，c點(diǎn)振動加強(qiáng)，選項(xiàng)D正確． 5．一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3 m．已知任意振動質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0．4 s，下列說法正確的是(　　) A．波速為4 m/s B．波的頻率為1．25 Hz C．x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0．6 s時恰好位于波谷 D．x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0．2 s時恰好位于波峰 解析：選BD．任意振動質(zhì)點(diǎn)連續(xù)兩次通過平衡位置的時間間隔為0．4 s，則T＝0．4 s，解得T＝0．8 s，f＝＝1．25 Hz，選項(xiàng)B正確；由題圖知：該波的波長λ＝4 m，波速v＝＝5 m/s，故選項(xiàng)A錯誤；畫出t＝0．6 s時的波形圖如圖所示，因15 m＝3λ＋λ，故x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)與x＝3 m處的質(zhì)點(diǎn)振動情況一樣，即在平衡位置向下振動，選項(xiàng)C錯誤；畫出t＝0．2 s時的波形圖如圖所示， 因22 m＝5λ＋ λ，故x＝22 m處的質(zhì)點(diǎn)與x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動情況一樣，即在波峰位置，選項(xiàng)D正確． 6．如圖甲所示，一列機(jī)械波沿直線ab向右傳播，ab＝2 m，a、b兩點(diǎn)的振動情況如圖乙所示，下列說法中正確的是(　　) A．波速可能是 m/s B．波長可能是 m C．波速可能是 m/s D．波速可能是 m/s 解析：選ABD．由振動圖象可看出t＝0時刻，點(diǎn)a在波谷，點(diǎn)b在平衡位置且向上振動，所以ab＝2 m＝λ＋nλ(n＝0、1、2、3…)，解得λ＝ m(n＝0、1、2、3…)①，所以波速v＝＝ m/s(n＝0、1、2、3…)②，②式中當(dāng)n＝10時，A項(xiàng)正確；①式中當(dāng)n＝0時，B項(xiàng)正確；②式中當(dāng)n＝1時，D項(xiàng)正確． 7．簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v．若某時刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個波谷，則從該時刻起，下列四幅波形圖中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是(　　) 解析：選D．根據(jù)機(jī)械波傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向之間的關(guān)系可知，A、C選項(xiàng)中的質(zhì)點(diǎn)a此時刻沿y軸正方向振動，a點(diǎn)要到達(dá)波谷至少還需個周期，B、D選項(xiàng)中的質(zhì)點(diǎn)a此時刻沿y軸負(fù)方向振動，只需再經(jīng)過個周期即可第一次到達(dá)波谷．已知a、b兩質(zhì)點(diǎn)間的距離為s，則A選項(xiàng)中λ＝2s，B、C選項(xiàng)中λ＝s，D選項(xiàng)中λ＝s，因波速均為v，則由T＝可知，A選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時為T＝＝＝，B選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時為T＝＝＝，C選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時為T＝＝，D選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時為T＝＝＝，經(jīng)比較可知，D選項(xiàng)中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷． 8．如圖所示，有一列減幅傳播的簡諧橫波，x＝0與x＝75 m處的A、B兩個質(zhì)點(diǎn)的振動圖象分別如圖中實(shí)線與虛線所示．則這列波的(　　) A．A點(diǎn)處波長是10 cm，B點(diǎn)處波長是5 cm B．周期一定都是210－2 s C．t＝0．012 5 s時刻，兩質(zhì)點(diǎn)的振動速度方向相反 D．傳播速度一定是600 m/s 解析：選BC．由A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖象可知兩質(zhì)點(diǎn)的周期均為210－2 s，所以B項(xiàng)正確；再由振動圖象知t＝0時，質(zhì)點(diǎn)A在平衡位置且向上振動，質(zhì)點(diǎn)B處在波峰位置，則有75 m＝λ＋nλ(n＝0、1、2、3…)，解得λ＝ m(n＝0、1、2、3…)，所以A項(xiàng)錯誤；在t＝0．012 5 s＝T時，質(zhì)點(diǎn)A向下振動，B向上振動，所以C項(xiàng)正確；波的傳播速度v＝＝ m/s(n＝0、1、2、3…)，有多種可能，D項(xiàng)錯誤． 二、非選擇題 9． (2018南京高三模擬考試)P、Q是一列簡諧橫波中的兩質(zhì)點(diǎn)，相距30 m，各自的振動圖象如圖所示．如果P比Q離波源近，且P與Q平衡位置間的距離小于1個波長，則該列波的波長λ＝______m，波速v＝______m/s． 解析：P質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過T即可成為Q質(zhì)點(diǎn)的振動形式， 故λ＝30 m，λ＝40 m，波速v＝＝10 m/s． 答案：40　10 10．(2018江蘇沖刺卷(二))在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0．1 m，如圖甲所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t＝0時到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動，振幅為0．2 m，經(jīng)過時間0．6 s第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形． 該列橫波傳播的速度為________ m/s；此0．6 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)1的運(yùn)動路程為________ m． 解析：由題圖知該波的波長λ＝0．8 m，質(zhì)點(diǎn)9向上運(yùn)動，由題意知，t＝0．6 s時，該波傳播到質(zhì)點(diǎn)9后處，則該波的波速v＝＝ m/s＝2 m/s；質(zhì)點(diǎn)1在0．6 s內(nèi)運(yùn)動的路程s＝4A＝1．2 m． 答案：2　1．2 11．(2018江蘇三市高三模擬考試)圖甲為某列簡諧波在t＝0．2 s時的波動圖象，圖乙是這列波上質(zhì)點(diǎn)P的振動圖象，求： (1)波的傳播速度； (2)x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動方程． 解析：(1)從圖中可讀出λ＝2 m，T＝0．4 s，則 波的傳播速度v＝解得v＝5 m/s． (2)由P點(diǎn)的振動圖象可知該列波向左傳播t＝0時，x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動方程與P點(diǎn)從t＝0．2 s時計時的振動方程相同，ω＝，代入數(shù)據(jù)得x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動方程y＝10sin 5πt(cm)． 答案：見解析 12． 如圖所示為一列簡諧橫波在t1＝0．05 s時的波形圖，已知該簡諧橫波沿x軸的負(fù)方向傳播，A、B兩點(diǎn)為該簡諧波上平衡位置在xA＝1．0 m、xB＝1．2 m處的質(zhì)點(diǎn)．經(jīng)觀測可知A點(diǎn)通過的路程為振幅的10倍，所用的時間為t＝0．5 s，求： (1)該簡諧橫波的傳播周期以及A點(diǎn)的振動方程； (2)由t1＝0．05 s時開始計時，B點(diǎn)回到平衡位置的時間． 解析：(1)由波形圖可知，振幅為A＝0．8 cm，波長為λ＝2 m；A點(diǎn)通過的路程為振幅的10倍，需要的時間為2．5T，即2．5T＝0．5 s， 所以周期T＝0．2 s，ω＝＝10π rad/s 設(shè)A點(diǎn)的振動方程為y＝Asin(ωt＋φ) 由波形圖可知，A點(diǎn)在t1＝0．05 s時刻經(jīng)過平衡位置且向下振動，可得φ＝π則振動方程為y＝0．8sin (10πt＋π)＝－0．8sin 10πt (cm)． (2)波速v＝＝10 m/s 從t1＝0．05 s時刻開始，B點(diǎn)第一次回到平衡位置時，波向x軸負(fù)方向傳播的距離為Δs＝2．0 m－1．2 m＝0．8 m 所用的時間Δt＝＝0．08 s 所以B點(diǎn)回到平衡位置的時間為 t＝Δt＋＝(0．1n＋0．08) s(n＝0，1，2，3…)． 答案：(1)0．2 s　y＝－0．8sin 10πt (cm) (2)t＝(0．1n＋0．08) s(n＝0，1，2，3…)