2019版高考物理大第十四章振动和波光相对论课时达标38机械波.docx

课时达标第38讲 机械波解密考纲主要考查机械波的特点、分类、波的干涉和衍射的条件、多普勒效应、分析波的图象，以及波速、波长和频率的关系1下列物理现象：(1)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)闻其声而不见其人；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高分别属于波的(A)A反射、衍射、干涉、多普勒效应B折射、衍射、多普勒效应、干涉C反射，折射、干涉、多普勒效应D衍射、折射、干涉、多普勒效应解析在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；闻其声而不见其人，属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应选项A正确2(2017湖北襄阳调研)(多选)一列简谐横波沿x轴的正方向传播，振幅为2 cm，周期为T，已知在t0时刻波上相距40 cm的两质点a、b的位移都是1 cm但运动方向相反，其中质点a沿y轴负方向运动如图所示，下列说法正确的是(BCD)A该列简谐横波波长可能为150 cmB该列简谐横波波长可能为12 cmC当质点b的位移为2 cm时，质点a的位移为负D在t时刻，质点b速度最大解析根据题意，质点a、b在波的图象中的位置可能情况如图所示有0.4 m，可得 m，其中k为大于等于0的整数，波长最长为1.2 m，选项A错误；当k3时，12 cm，选项B正确；质点b再经过T时间位移为2 cm(波峰位置)，质点a再经过T到平衡位置，之后再经过T到波谷位置，选项C正确；再经过T质点b经过平衡位置，速度最大，选项D正确3一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为(C)A4 m、6 m和8 m B6 m、8 m和12 mC4 m、6 m和12 m D4 m、8 m和12 m解析根据题意，可能的波形有三种，如图所示则6 m，112 m，26 m，36 m，34 m因此选项C正确4(多选)一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为x0，xxb (xb0)a点的振动规律如图所示已知波速为v10 m/s，在t0.1 s时b的位移为0.05 m，则下列判断可能正确的是(BC)A波沿x轴正向传播，xb0.5 mB波沿x轴正向传播，xb1.5 mC波沿x轴负向传播，xb0.5 mD波沿x轴负向传播，xb1.5 m解析由振动图象可知，振动周期T0.2 s，所以vT100.2 m2 m；由题意可知在t0.1 s时，a向上振动，b在最大位移处，这时如果波沿x轴正向传播，根据“同侧法”，a、b之间的距离为(n0,1,2,3)，所以xb(2n1.5)m(n0,1,2,3)；这时如果波沿x轴负向传播，根据“同侧法”，a、b之间的距离为(n0,1,2,3)，所以xb(2n0.5) m(n0,1,2,3)选项B、C正确5(2017江苏启东模拟)(多选)一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图所示，下列描述该波的图象可能正确的是(AC)解析由振动图象可知，在t0时，质点a处在波峰位置，质点b处在平衡位置且向下运动，若简谐横波沿直线由a向b传播，有n9 m，解得波长的表达式：m(n0,1,2,3,4)，其波长可能值为12 m,5.14 m选项C正确；若简谐横波沿直线由b向a传播，有n9 m，解得波长的表达式：m(n0,1,2,3,4)，其波长可能值为36 m，7.2 m,4 m选项A正确6介质中坐标原点O处的波源在t0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图所示下列能描述x0处质点振动的图象是(C)解析由波动图象知，L处质点的振动方向沿y轴负方向，故x0处质点起振方向沿y轴负方向，选项A、B错误；又由波动图象知，t0时刻x0处质点沿y轴负方向运动，选项C正确，D错误7一列简谐横波沿x轴正方向传播，某一时刻的波形图如图所示，此时质点P、S跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反由图可知，在此后的任一时刻(D)A质点P和S的振动加速度大小和方向总相同B质点P和Q的振动位移大小总相同、方向总相反C质点P和S的振动速度大小和方向总相同D质点P和R的振动加速度大小总相同、方向总相反解析由波动图象可得，P、R两点相隔半个波长，所以在振动过程中的位移、加速度总是大小相等、方向相反，故只有选项D正确8如图甲所示，一列机械横波沿ab直线向右传播，已知a、b两点间的距离为1 m，a、b两点的振动情况如图乙所示，下列说法中正确的是 (C)A波速可能是 m/s B波速可能大于1 m/sC波长可能是 m D波长可能大于4 m解析由振动图象可知，T4 s，由题意结合a、b两点的振动情况可得，(n)1 m，解得 m(n0,1,2)，选项C正确，D错误；波速可能值v m/s(n0,1,2)，选项A、B错误9如图所示，一束激光频率为0，传播方向正对卫星飞行方向，已知真空中光速为c，卫星速度为u，则卫星上观测到激光的传播速度为_c_，卫星接收到激光的频率_大于_(选填“大于”“等于”或“小于”)0解析由光速不变原理可知，卫星上观测到激光的传播速度是c.由多普勒效应可知，卫星与激光靠近时，卫星接收到激光的频率大于010一列简谐横波在t0时刻的波形图如图所示，波速的大小是1 m/s，此时x1 m处的质点振动方向沿y方向，则波的传播方向为_x_(选填“x”或“x”)方向；x0处的质点在8 s内运动的路程是_0.8_m_解析根据“上坡下坡”法或“波形微平移”法可得出波沿x轴方向传播；由图可知波长2 m，根据T s2 s，x0处的质点在8 s内运动的路程为sn4A45 cm80 cm0.8 m11空间中有相距1 m的两质点a、b，当a处于波峰时，b质点恰处于平衡位置且向上振动，已知振动周期为2 s，求该波的波速解析当波向右传播时，由波的传播方向和质点的振动方向可知，a、b之间平衡位置的距离最少相差，如图所示，则有x1 mn， m(n0,1,2)，v m/s(n0,1,2)，同理当波向左传播时，xn，v m/s(n0,1,2)答案 m/s或 m/s12如图所示实线是一列简谐横波在t10时刻的波形图，虚线是这列波在t20.5 s时刻的波形图，这列波的周期T符合：3Tt2t14T.问：(1)若波速向右，波速多大？(2)若波速向左，波速多大？(3)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？解析(1)波向右传播时，传播距离x满足xk (k0,1,2,3)，由t知传播时间满足tkTT，(k0,1,2,3)由于3Tt2t14T，因此k取3，故t3TT由波形图知8 m，波速v，解得v54 m/s(2)波向左传播时，传播距离x满足xk