2019年高考物理第十五章机械振动机械波第2讲机械波练习.docx

第2讲 机械波板块三限时规范特训时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共12小题，每小题6分，共72分。其中15为单选，612为多选)1关于机械波的形成，下列说法中正确的是()A物体做机械振动，一定产生机械波B机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，做受迫振动C参与振动的质点振动频率各不相同D机械波传播过程中，介质中质点随波迁移，振动能量也随波传递答案B解析有振源没有媒介时不能产生机械波，A错误。机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是在相邻的先振动的质点的作用下做受迫振动，并重复前一质点的振动情况，B正确。参与振动的质点振动频率都相同，C错误。机械波传播过程中，介质中质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移，在振动过程中把能量传递出去，D错误。2.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动。由此可知()A该波沿x轴负方向传播Bc正向上运动C该时刻以后，b比c先到达平衡位置D该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处答案C解析由同侧法可知波沿x轴的正方向传播，A错误；在该时刻，c点正向下振动，B错误；由同侧法可知，b质点先到达平衡位置，c质点先到达离平衡位置最远处，C正确，D错误。3.一列简谐横波沿x轴传播，t0时的波形如图所示，质点a与质点b相距1 m，a质点正沿y轴正方向运动；t0.02 s时，质点a第一次到达正向最大位移处，由此可知 ()A此波的传播速度为25 m/sB此波沿x轴正方向传播C从t0时起，经过0.04 s，质点a沿波传播方向迁移了1 mDt0.04 s时，质点b处在平衡位置，速度沿y轴负方向答案A解析由题意可知波长2 m，周期T4t0.08 s，则v25 m/s，A正确；由“同侧法”知波沿x轴负方向传播，B错误；波传播时，介质中的质点不随波迁移，C错误；t0时，质点b正处在平衡位置，沿y轴负方向运动，从t0到t0.04 s经过了半个周期，质点b回到平衡位置，沿y轴正方向运动，D错误。4一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到P点，t0.6 s时恰好传到Q点，波形如图中虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，下列说法正确的是 ()At0.6 s时，质点a速度沿y轴负方向B质点P在t0到t0.6 s这段时间沿x轴正方向移动了30 mC质点c在t0到t0.6 s这段时间通过的路程为30 cmDt0.5 s时，质点b、P的位移相同答案D解析波是沿x轴正方向传播的，由微平移法可知，t0.6 s时，质点a正沿y轴正方向运动，A错误。波向前传播时，介质中的质点只是在各自的平衡位置上下做简谐运动，并不随波向前传播，B错误。由于t0时波尚未传播到c点，t0.6 s时波前位于质点c右侧半个波长处，故质点c在t0到t0.6 s这段时间振动了半个周期，则其通过的路程为s2A20 cm，C错误。因在0.6 s时间内波向前传播了的距离，可知波的周期T0.8 s，当t0.5 s时，波向前传播的距离，故t0.5 s时每个质点偏离平衡位置的位移与其左侧相距x25 m 处的质点在t0时偏离平衡位置的位移相同，由图中实线知质点b、P左侧25 m处两质点在t0时恰好位于同一波谷左右两侧对称位置上，偏离平衡位置位移相同，故t0.5 s时，b、P两质点的位移也相同，D正确。5利用发波水槽得到的水面波波形如图甲、乙所示，则()A图甲、乙均显示了波的干涉现象B图甲、乙均显示了波的衍射现象C图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象答案D解析波绕过障碍物继续向前传播的现象叫波的衍射现象。波的干涉现象是由频率相同的两列波相遇时叠加产生的，并形成干涉图样，干涉图样的特点是振动加强区与振动减弱区各自都能连成线，且相互间隔地分布。因此题图甲显示了波的衍射现象，题图乙显示了波的干涉现象，D正确。62017吉林梅河口一模如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)；S1的振幅A13 cm，S2的振幅为A22 cm，下列说法正确的是()A质点D是振动减弱点B质点A、D在该时刻的高度差为10 cmC再过半个周期，质点B、C是振动加强点D质点C的振幅为1 cmE质点C此刻将向下运动答案BDE解析由题图知质点A、D到两个波源的波程差为零，故质点A、D都是振动加强点，而质点B、C都是波峰与波谷相遇，都是振动减弱点，A错误；图示时刻，质点A的位移为3 cm2 cm5 cm，质点D的位移为(3) cm(2) cm5 cm，故质点A、D在该时刻的高度差为10 cm，B正确；振动的干涉图样是稳定的，质点A、D一直是振动加强点，而质点B、C一直是振动减弱点，故C错误；质点C是振动减弱点，振幅为3 cm2 cm1 cm，D正确；质点C是振动减弱点，此刻在上方最大位移处，故质点C此刻将向下振动，E正确。7如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波的部分波形图。若该波波速v40 m/s，在t0时刻波刚好传播到x13 m处，下列关于波在t0.45 s时的运动情况分析，其中正确的是()A该波x9 m处的质点的位移为5 cmB该波x11 m处的质点的位移为5 cmC该波x11 m处的质点速度方向沿y轴负向D该波刚好传播到x31 m处E该波刚好传播到x18 m处答案ACD解析根据题中图象可知8 m。根据vT可得，波的周期为T0.2 s，所以在t0.45 s时间内，已传播了2个周期，据波的周期性特点，将t0时的波形图向右平移，即可得t0.45 s时的波形图，则在t0.45 s时，x9 m处的质点的位移为5 cm，x11 m 处的质点的位移为0，A正确，B错误。x11 m处的质点沿y轴负方向运动，C正确。在t0时刻，该波刚传播到x13 m处，在t0.45 s时间内又传播xvt18 m，故t0.45 s时波刚好传播到31 m处，D正确，E错误。8如图a所示，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q、P、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1 m。t0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，O质点振动图象如图b所示，当O点第一次达到正方向最大位移时，P点刚开始振动，则()AP、P两点距离为半个波长，因此它们的振动步调始终相反B当Q点振动第一次达到负向最大位移时，O质点已经通过25 cm路程C当波在绳中传播时，波速为1 m/sD若O质点振动加快，波的传播速度变大答案BC解析依题，向左、向右传播的两列波关于y轴左右对称，关于y轴对称的两个质点的振动步调总是相同的，A错误；振动从O点传到Q点时，O点已经振动了半个周期，Q点起振方向向上，当Q点振动第一次达到负向最大位移时，质点O第二次到达正向最大位移处，共运动了1周期，则通过的路程为s5A25 cm，B正确；t1 s时，O点第一次达到正方向最大位移，P点刚开始振动，即波传播了1 m，故波速v1 m/s，C正确；波速由介质决定，与频率无关，故O质点振动加快，波的传播速度不变，D错误。92018湖北武汉模拟一列简谐横波沿x轴传播。在x12 m处的质点a的振动图线如图甲所示，在x18 m处的质点b的振动图线如图乙所示。下列判断正确的是()A质点a在波谷时，质点b一定在平衡位置向y轴正方向振动B若波沿x方向传播，这列波的最大传播速度为3 m/sC若波沿x方向传播，这列波的最大波长为24 mD若波的传播速度为0.2 m/s，则这列波沿x方向传播E若波的传播速度为1 m/s，则这列波沿x方向传播答案ACD解析由图可知，质点a在波谷时，质点b在平衡位置且向y轴正方向振动，A正确；若波向x方向传播，则sab6 m， m，v右 m/s，n0，1,2，当n0时，最大为8 m，v右最大为1 m/s，当n3时，v右0.2 m/s，B错误，D正确；若波向x方向传播，则sab6 m， m，v左 m/s，n0,1,2，当n0时，最大为24 m，v左最大为3 m/s，当n1时，v左1 m/s，当n1时，v左0.6 m/s，故C正确，E错误。102017兰州一中月考一列沿着x轴正方向传播的横波，在t0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图象如图乙所示。下列说法正确的是()A图乙表示质点L的振动图象B该波的波速为0.5 m/sCt8 s时质点M的位移为零D在4 s内质点K所经过的路程为3.2 mE质点L经过1 s沿x轴正方向移动0.5 m答案ABD解析由题图甲及波沿x轴正方向传播可知，t0时刻质点L经过平衡位置向上振动，与图乙振动图象符合，故A正确；由题图甲读出波长2 m，由题图乙读出周期T4 s，则该波的波速v m/s0.5 m/s，故B正确；t8 s2T，所以t8 s时质点M的位移与t0时的位移相同，都为负的最大值，C错误；由于T4 s，所以在4 s内K质点所经过的路程为4倍的振幅，为3.2 m，故D正确；横波中，各质点振动的方向与波的传播方向垂直，所以不可能沿x轴方向运动，故E错误。112017江西南昌二模一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端点P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示。对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是()A两列波将同时到达中点MB两列波波速之比为12C中点M的振动总是加强的DM点的位移大小在某时刻可能为零E绳的两端点P、Q开始振动的方向相同答案ADE解析波在同种介质传播时波速相同，由于两端点距M点的距离相同，所以两列波将同时到达M点，A正确，B错误；由于两列波波长不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱，C错误；当两列波都刚传到M点时，此时刻M点的位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零，D正确；根据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，根据波形可知，两波源的起振方向都是向上，E正确。12下列选项中利用了多普勒效应的是()A利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况D有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去答案ABD解析凡是波都能发生多普勒效应。利用地球上接收到的遥远天体发出的光波的频率相对于星系谱线上光波频率的变化，进而判断遥远天体相对于地球的运动速度，利用的就是光波的多普勒效应，A正确；被反射的电磁波，相当于运动的汽车发出的电磁波，根据接收到的频率发生的变化得知汽车的速度，利用的是电磁波的多普勒效应，B正确；铁路工人趴在铁轨上听火车运动情况属于利用固体传声较快的特点，不是利用多普勒效应，C错误；炮弹飞行时与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关。利用人耳接收到的炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去，利用的是声波的多普勒效应，D正确。二、非选择题(本题共3小题，共28分)13.(8分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时的波形如图所示，已知振源频率为10 Hz，则该波的波速为_m/s，x1 m处的质点在t0.125 s处于_位置(填“波峰”“波谷”或“平衡”)。答案20波谷解析由图可知2 m，又f10 Hz，则波速vf210 m/s20 m/s，由T0.1 s，故t0.125 s1T，波沿x轴正方向传播，t0时，x1 m处的质点处在平衡位置且向下振动，所以t0.125 s时该质点振动到了波谷。14(8分)如图所示是一列简谐横波在某时刻的图象，从该时刻开始，此波中d质点第一次到达波谷的时间比e质点第一次到达波谷的时间早0.10 s。若b质点的平衡位置为x m，求至少经过多长时间b质点经过平衡位置且向下运动，以及b质点在这段时间内经过的路程。答案 s12.5 cm解析根据题意，利用微平移法可知此波沿x轴正方向传播。根据题图及题中已知条件知4 m，T0.4 s得v10 m/s所求时间等于1 m处的质点在该时刻的振动状态传播到b质点所用的时间，则t s该时刻b质点偏离平衡位置的位移为xbAcos5cos2 cm2.5 cm则这段时间通过的路程s2A|xb|12.5 cm。15(12分)一列简谐横波在x轴上传播，在t10