高考物理一轮复习 专题56 机械波 横波的图象（测）（含解析）(1).doc

专题56 机械波 横波的图象【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1比较机械波和电磁波，下面结论正确的是： （ ）a它们都可发生反射、折射、干涉和衍射现象b它们在本质上是相同的，只是频率不同而已c机械波的传播速度取决于介质，电磁波的传播速度取决于频率d机械波和电磁波的传播都需要介质【答案】a【名师点睛】本题考查对机械波和电磁波特性的理解能力，既要抓住共性，更要抓住区别机械波在介质中传播速度大，而电磁波在真空中传播速度最大；电磁波是横波，而机械波有横波，也有纵波只有横波才能发生波的偏振现象2在平静的湖面上漂着一块小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈的向外传播，当波传播到小木条处时，小木条将： （ ）a随波纹漂向湖岸b不动c向波源处漂动 d在原来位置上下振动【答案】d【解析】向湖中央扔一石子，圆形水波一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条在原来位置附近上下振动，则不向前移动，故选项d正确。【名师点睛】本题考查机械波最基本的特点：机械波向前传播的过程中，介质中质点不随波向前迁移，概括为不“随波逐流”。3沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，m为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t=1/40s 时： （ ）a质点m对平衡位置的位移一定为负值b质点m的速度方向与对平衡位置的位移方向相同c质点m的加速度方向与速度方向一定相同d质点m向右平移1m【答案】c【名师点睛】由图读出波长求出周期，根据时间与周期的关系及时刻p点的速度方向，分析在时刻，质点m的位置，确定速度和加速度的变化，以及速度、加速度的方向4一列简谐横波沿x轴传播，t=0时的波形如图所示，质点a与质点b相距lm，a点速度沿y轴正方向；t=0.02s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25msb此波沿x轴正方向传播c从t=0时起，经过0.04s，质点a沿波传播方向迁移了1md在t=0.04s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=2m，t=0.08s，则波速故a正确a点速度沿y轴正方向，则波沿x轴负方向传播故b错误简谐横波沿x轴传播，质点a沿波传播方向并不迁移故c错误此时b向下，t=0.04s时，b向上故d错误，故选a。【名师点睛】对于波的图象问题往往需要研究波的传播方向和质点的振动方向之间的关系，必须熟练运用；一般判断质点振动方向的方法是用“同侧法”.5在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为： （ ）a2 b4 c6 d8【答案】b【名师点睛】本题关键明确振动加强和振动减弱的条件，当同学到两个声源的间距为波长整数倍时，振动加强，听到声音是加强的；当同学到两个声源的间距为半波长的奇数倍时，振动减弱，听到声音是减弱的，可以结合图表分析，不难。6如图所示为一列简谐横波t时刻的图象，已知波速为0.2ms，以下结论正确的是： （ ）a经过0.5s，质点a、b、c通过的路程均为75cmb若从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置， 则波沿x轴正方向传播c图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为213d振源的振动频率为0.4hz【答案】c【解析】由图知，=8cm=0.08m，则该波的周期，时间质点在一个周期内通过的路程是4a，则知质点c通过的路程为5a=515cm=75cm若此刻质点a、b的振动方向向下，a的速度增大，通过的路程大于75cmb的速度减小，通过的路程小于75cm，反之，a、b的振动方向向上，a的速度减小，通过的路程小于75cmb的速度增大，通过的路程大于75cm，故a错误从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，说明此刻a、b向下运动，由波形平移法可知，波沿x轴负方向传播，故b错误由图知a、b、c的位移大小分别为10cm、5cm和15cm，三个质点都做简谐运动，由f=-kx，k相同，则得回复力大小之比等于位移大小之比，为：2：1：3故c正确振源的振动频率为，故d错误故选c。【名师点睛】本题考查基本的读图能力，要抓住做简谐运动的质点在一个周期内通过的路程是4a，只有在平衡位置或最大位移处出发的质点，经过t/4 时间通过的路程才是a7如图所示为一列简谐横波在t0时刻的图象，质点b的振动方程为y0.04sin2t （m），以下说法正确的是： （ ）a该波向x轴正方向传播b经过0.25 s，质点c的位移为0.5 mc从t0时刻起，质点a比质点c先回到平衡位置d质点b在t0.125s和t0.25s的加速度大小之比为1【答案】d【名师点睛】质点的振动方向与波的传播方向的互判方法：1上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”如图所示2带动法如图所示，在质点p靠近波源一方附近的图象上另找一点p，若p在p上方，则p向上运动，若p在p下方，则p向下运动3微平移法原理：波向前传播，波形也向前平移方法：作出经微小时间t后的波形，如图虚线所示，就知道了各质点经过t时间到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了，图中p点振动方向向下8如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，则： （ ）a再经过0.01 s，图中质点a的速度方向与加速度方向相同b图中质点b此时动能正在减少，其加速度正在减小c若发生稳定干涉现象，该波所遇到的波的频率为50 hzd若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一定不大于2 m【答案】c【名师点睛】根据波传播方向知道质点的振动的方向，从而知道质点速度和加速度的变化；比较波的波长与障碍物的尺寸，因为只有当波长比障碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射；读出波长，由波速公式求出波的频率发生干涉的条件是频率相同，看两列波的频率是否相同。9一列简谐横波沿x轴传播，周期为t，t=0时刻的波形如图所示此时平衡位置位于x3 m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa2.5 m、xb5.5 m，则： （ ）a当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷btt/4时，a质点正在向y轴正方向运动ct3t/4时，b质点正在向y轴负方向运动d在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同【答案】bc【名师点睛】本题考查识别、理解波动图象的能力，根据波动图象，分析质点的振动过程是应具备的能力10质点o振动形成的简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻的波形图如图甲所示，当波传到x3 m处的质点p时开始计时，质点p的振动图象如图乙所示，则： （ ）a该波的频率为25 hzb该波的传播速度为2 m/sc质点o开始振动时沿y轴正方向d从t时刻起，经过0.015 s，质点p将回到平衡位置【答案】ad【解析】由图乙读出该波的周期为，则频率，故a正确；由图甲读出波长为，则波速为，故b错误；由图乙读出t=0时刻质点p的振动方向沿y轴负方向，即质点p起振方向沿y轴负方向，则质点o开始振动时也沿y轴负方向，故c错误；根据波形平移法得知：当处波峰传到处时，质点p回到平衡位置，则波传播的距离为，所用时间为，即从t时刻起，经过0.015s，质点p将回到平衡位置，故d正确【名师点睛】本题关键要抓住振动图象和波动图象之间的联系简谐运动传播过程中各质点的起振方向都相同波形平移法是研究波动图象经常用的方法11水平面上两列横波发生干涉，用实线表示波峰，虚线表示波谷，画出t=0时刻的俯视图，如图所示，已知两波的波长都是0.2m，波速为1m/s，振幅为1cm，则： （ ）a图示时刻，a、b两点间的竖直高度差为2cmb图示时刻，c点正在向下运动ct=0.05s时，a点处于平衡位置dt=0.05s时，b点处于平衡位置【答案】cd【名师点睛】频率相同的两列水波的叠加：当波峰与波峰、当波谷与波谷相遇时振动是加强的；当波峰与波谷相遇时振动是减弱的12如图所示，两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同，虚线波的频率为2hz，沿x轴负方向传播；实线波沿x轴正方向传播，某时刻两列波在如图所示区域相遇，以下判断正确的是： （ ）a实线波与虚线波的周期之比为1：2b两列波在相遇区域会发生干涉现象c平衡位置为x=6m处的质点此时刻速度为零d平衡位置为x=4.5处的质点此刻位移y20cm【答案】ad【名师点睛】解决本题时要抓住在同一介质中传播的同一类波波速相等，知道干涉的条件和波的叠加原理二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13（10分）两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v=0.4m/s，振幅均为a=2cm。两波源分别位于a、b处，t=0时的波形如图所示。m、n两质点的横坐标分别为x1=0.40m和x2=0.45m，在t=3.25s时，质点m、n的位移分别为多少？【答案】，【解析】根据题意，根据公式，可得：，mn附近的波动图像如图虚线所示：可得， 。【名师点睛】本题要理解波的叠加原理，知道当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零。14（10分）如图所示，位于原点o处的波源在t=0时刻，从平衡位置（在x轴上）开始沿y轴正方向做周期t=0.4s，振幅a=3cm的简谐振动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为（6m，0）的质点p刚开始振动时波源刚好位于波谷。（1）质点p在开始振动后的=2.5s内通过的路程是多少？（2）该简谐横波的最大波速是多少？【答案】（1）75 cm（2）20 m/s【名师点睛】利用机械波的基本特点进行分析，根据距离与波长的关系确定p与波源状态关系；机械波的特点：简谐横波传播过程中，介质中各个质点振动的周期都等于波源的振动周期，起振方向都与波源的起振方向相同；本章一定要善于画波形图，据波形图分析找各质点的振动关系和距离关系15（15分）一列波沿x轴正向传播，在t0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为5.0cm，p点处于x=40.5m处，已知t8.8s时，p点恰好第二次到达波峰。试计算： （1）这列波的传播速度多大？（2）当p点第一次出现波谷时，原点o点通过的路程为多少？x/my/cmp5.040.5o-1-2-5.0第16题图【答案】（1）5m/s （2）4.1m【解析】（1）由题意可知该波的波长为2m，p点与最近波峰的水平距离为s1=42m，距离下一个波峰的水平距离为44m，所以v=5m/s（2）质点振动的周期为t0.4s，p点与最近波谷的水平距离为s2=41m，p点第一次出现波谷时质点o振动了t2s则t2，质点每振动经过的路程为5cm，p点第一次出现波谷时，质点o通过的路程s4.1m【名师点睛】此题是机械波的传播问题；明确波形图与振动的关系是解题的关键，灵活应用波速、波长、路程、周期和频率间的关系16（15分）已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时