2020版高考物理第十五章第2课时机械波限时规范训练（含解析）新人教版.docx

机械波基础巩固题组(20分钟，50分)1(多选)下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是()A相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别在该点引起的位移的矢量和D几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰E相遇之后，振动加强区域内质点的位移始终最大解析：选BCD.两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动情况由两列波共同作用的结果决定，故A错误，B、C正确；几个人在同一房间内说话，发出的声波在空间中相互叠加后，每列波的振幅和频率并不改变，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故选项D正确；两列波相遇后，振动加强区域内质点的振幅最大，振动的位移仍随时间发生周期性变化，故E错误2(多选)下列关于多普勒效应的说法中，正确的是()A只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应B如果声源静止，就观察不到多普勒效应C当声源朝靠近观察者方向运动时，声源的频率不变D当声源远离观察者方向运动时，观察者接收到的频率变低E当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低解析：选CDE.波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，A错；声源静止时，若观察者向声源运动，能发生多普勒效应，B错；声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率增大，相反，声源远离观察者方向运动时，观察者接收到的频率减少，C、D对，声源相对观察者运动时，二者距离可能增大，也可能减小，故观察者接收到的频率可能变低，也可能变高，E对3(2019贵州遵义航天高级中学模拟)(多选)一简谐横波沿x轴负向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻()A质点A的速度向下B质点B的动能为零C从该时刻经过半个周期，质点C将移动到质点B的位置D从该时刻经过个周期，质点D的加速度达到最大EB、D两质点的振动情况总相反解析：选ADE.根据“上下坡”法可得质点A向下振动，选项A正确；该时刻质点B正通过平衡位置向下振动，故动能不为零，选项B错误；简谐横波在传播过程中波上的各个质点只在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，选项C错误；t时刻质点D正通过平衡位置向上振动，从该时刻经过个周期，质点D到达波峰，故加速度最大，选项D正确；B、D两质点相隔半个波长，所以属于反相点，即振动步调相反，选项E正确4(多选)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A14 cm，S2的振幅A23 cm，则下列说法正确的是()A质点D是振动减弱点B质点A、D在该时刻的高度差为14 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此刻以后将向下振动解析：选BDE.由图象可知，D点为两波谷相遇，应该是加强点，选项A错误；此时A点在加强后的最高点，D点在加强后的最低点，由波的叠加可知AD的高度差为14 cm，选项B正确；由于两波的频率相等，叠加后会形成稳定的干涉图象，所以A、D点始终是加强点，B、C点始终是减弱点，选项C错误；质点C为减弱点，振幅为两波源振幅之差，为1 cm，选项D正确；由题意可知此时刻以后质点C将向下振动，选项E正确5(多选)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射下列措施可能使波发生较为明显衍射的是()A增大波源的振动频率B减小波源的振动频率C增大障碍物的长度D减小障碍物的长度E波源远离障碍物运动解析：选BDE.不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，只要增大波长或减小障碍物的长度可满足题目要求由知，v不变，减小f，增大，故A、C错，B、D对；波源远离障碍物将产生多普勒效应，等效于增大波长，衍射明显，故E对6(多选)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象下列说法正确的是()A这列波的传播方向是沿x轴正方向B这列波的传播速度是20 m/sC经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向传播了3 mD经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向E经过0.35 s, 质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离解析：选ABE.由题中甲、乙两图可知，该波向x轴正方向传播，A正确；由题图甲知波长4 m，由题图乙知周期T0.2 s，则波速v m/s20 m/s，B正确；质点不随波迁移，只在其平衡位置附近振动，C错误；经过0.1 sT，质点Q的运动方向沿y轴负方向，D错误；经过0.35 s1T，质点P到达波峰，而质点Q在波谷与平衡位置之间，故E正确7一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x2 m、x4 m处从t0时刻开始计时，当t15 s时质点Q刚好第4次到达波峰(1)求波速；(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)解析：(1)设简谐横波的波速为v，波长为，周期为T，由图象知4 m由题意知t15 s3TT又v联立式，代入数据得v1 m/s(2)质点P做简谐运动的表达式为y0.2sin(0.5t)m答案：(1)1 m/s(2)y0.2sin(0.5t)m能力提升题组(25分钟，50分)1(多选)如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab6 m，ac8 m在t10时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t24 s时c点开始振动，则()A该机械波的传播速度大小为2 m/sBc点的振动频率先是与a点相同，两列波相遇后c点的振动频率增大C该列波的波长是2 mD两列波相遇后，c点振动加强E两列波相遇后，c点振动先加强后减弱解析：选ACD.因为经过4 s，振动由a点传到c点，则波的传播速度v m/s2 m/s，选项A正确；c点的振动频率先是与a点相同，两列波相遇后c点的振动频率仍然是不变的，选项B错误；该波的波长为vT21 m2 m，选项C正确；因为bcac2 m，故两列波相遇后， c点振动加强，选项D正确、E错误2(多选)一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.8 m的圆周(圆心为O点)做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到()A声源在A点时发出声音的频率大于600 HzB声源在B点时发出声音的频率等于600 HzC声源在C点时发出声音的频率等于600 HzD声源在C点时发出声音的频率小于600 HzE声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz解析：选ABD.根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率大于声源的频率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，将声源运动至A、B、C、D四个点时相对于观察者的速度方向标出来，A点有接近观察者的趋势，C点有远离观察者的趋势，声源在B、D两点的速度方向垂直O点与观察者的连线，故选项A、B、D正确，C、E错误3(多选)设x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点，OAABBCCDDEEFFG1 m，质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，沿x轴方向传播形成横波t0时刻，O点开始向上运动，经t0.2 s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开始运动那么在t2.5 s时刻，以下说法中正确的是()AB点位于x轴下方BA点与E点的位移相同CD点的速度最大 DC点正向上运动E这列波的波速为5 m/s解析：选ABE.由题可知，0.2 s，周期T0.8 s，1 m，波长4 m，由v得波速v5 m/s，则可判断E项正确；当t2.5 s时，波源O已振动了3个周期，此时O位于x轴上方，向上振动，B点与O点之间相距半个波长，可判断B点位于x轴下方，A项正确；2.5 s时E点已经振动了一段时间，A点与E点间距1个波长，两点振动情况完全一样，则B项正确；O点与D点间距1个波长，两点的振动情况完全一样，此时，O点已经离开平衡位置向上振动，D点也一样，则D点的速度不是最大，C项错误；O点与C点间距为波长，2.5 s时，C点已振动了2个周期，又因C起振方向向上，则C点应向下振动，则D项错误4(2019河北唐山一模)(多选)如图所示为一列向左传播的横波的图象，图中实线表示t时刻的波形，虚线表示又经t0.2 s时刻的波形，已知波长为2 m，下列说法正确的是()A波的周期的最大值为2 sB波的周期的最大值为 sC波的速度的最小值为9 m/sD这列波不能发生偏振现象E这列波遇到直径r1 m的障碍物会发生明显的衍射现象解析：选BCE.0.2 m，因波向左传播，则由图象可知波向左传播的距离为(n0、1、2)，所以0.2 sT(n0、1、2)，n0时，周期最大，最大值为Tm s，波速最小，最小值为vmin9 m/s，所以选项A错误，B、C正确；横波可以发生偏振现象，选项D错误；因为障碍物的直径r1 m2 m，则这列波遇到此障碍物可以发生明显的衍射现象，选项E正确5(2019武汉市模拟)(多选)如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x0与x75 m处的A、B两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示则这列波的()AA点处波长是10 cm，B点处波长是5 cmB周期一定都是2102 sCt0.012 5 s时刻，两质点的振动速度方向相反D传播速度一定是600 m/sEA质点的振幅是B质点的振幅的2倍解析：选BCE.由A、B两质点的振动图象可知两质点的周期均为2102 s，所以选项B正确；再由振动图象知t0时，质点A在平衡位置且向上振动，B处在波峰，则有75 mn(n0、1、2)，解得 m(n0、1、2、3)，所以选项A错误；在t0.012 5 sT时，质点A向下振动，B向上振动，所以选项C正确；波的传播速度v m/s(n0、1、2、3)，有多种可能，选项D错误；由图可知质点A的振幅为10 cm，质点B的振幅为5 cm，所以选项E正确6有两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正方向和负方向传播两列波在t0时刻的波形曲线如图所示，已知a波的周期Ta1 s求：(1)两列波的传播速度；(2)从t0时刻开始，最短经过多长时间x1.0 m的质点偏离平衡位置的位移为0.16 m?解析：(1)由题图可知a、b两列波的波长分别为a2.5 m，b4.0 m两列波在同种介质中的传播速度相同，为v2.5 m/s.(2)要使x1.0