高考物理一轮复习 课时跟踪检测（四十三）第十三章 波与相对论 第2节 机械波（选修34）.doc

课时跟踪检测（四十三） 机械波对点训练：机械波的传播与图像1(多选)(2015四川高考)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运动。测得两小木块每分钟都上下30次。甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，这列水面波()a频率是30 hzb波长是3 mc波速是1 m/s d周期是0.1 se波长是2 m解析：选ce由题意知甲、乙两小木块间的距离x3 m，故波长2 m，b错误，e正确；又知两小木块都是每分钟上下振动30次，故周期t2 s，频率f0.5 hz，则波速v1 m/s，a、d错误，c正确。2(多选)(2017淄博莱芜联考)一列简谐横波从左向右以v2 m/s的速度传播，某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是()aa质点再经过一个周期t将迁移到d点bb点再经过t回到平衡位置c该波的周期t0.05 sdc点再经过t将到达波峰的位置解析：选cd质点不随波迁移，a错；b点向上振动靠近平衡位置的平均速度大，所用时间小于t，b错；由t可知周期为0.05 s，c对；c点此时正经平衡位置向下运动，所以经过t到波峰，d对。3(多选) (2016上海高考)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源m、n两点沿x轴相向传播，波速为2 m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则()a甲乙两波的起振方向相反b甲乙两波的频率之比为32c再经过3 s，平衡位置在x7 m处的质点振动方向向下d再经过3 s，两波源间(不含波源)有5个质点位移为零解析：选abd根据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向左传播，起振方向向上，故选项a正确；据题图可知甲波波长为4 m，甲波周期为：t2 s，频率f hz，乙波波长为6 m，周期为：t3 s，频率为：f hz，故选项b正确；再经过3 s，甲波波谷到达x7 m处，乙波是平衡位置与波峰之间某一振动到达x7 m处，所以该质点应该向上振动，选项c错误；此时除了波源还有x9 m处、x78 m处、x6 m处、x45 m处、x23 m处共5个质点位移为零，故选项d正确。4(多选) (2016全国丙卷)由波源s形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 hz，波速为16 m/s。已知介质中p、q两质点位于波源s的两侧，且p、q和s的平衡位置在一条直线上，p、q的平衡位置到s的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m。p、q开始振动后，下列判断正确的是()ap、q两质点运动的方向始终相同bp、q两质点运动的方向始终相反c当s恰好通过平衡位置时，p、q两点也正好通过平衡位置d当s恰好通过平衡位置向上运动时，p在波峰e当s恰好通过平衡位置向下运动时，q在波峰解析：选bde简谐横波的波长 m0.8 m。p、q两质点距离波源s的距离ps15.8 m19，sq14.6 m18。因此p、q两质点运动的方向始终相反，a错误，b正确；当s恰好通过平衡位置向上运动时，p在波峰的位置，q在波谷的位置。当s恰好通过平衡位置向下运动时，p在波谷的位置，q在波峰的位置。c错误，d、e正确。对点训练：振动图像与波动图像的综合应用5(多选)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点p以此时刻为计时起点的振动图像。则()a质点p振动的周期t0.2 sb该波的波速v20 m/sc因一个周期内质点p运动0.8 m，所以波长0.8 md从该时刻起经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 me从该时刻起经过0.25 s时，质点q的加速度大于质点p的加速度解析：选abd由题图甲可知波长4 m，由题图乙可知周期t0.2 s，波速v20 m/s，故a、b正确，c错误；由题图乙可知质点p开始时向下振动，结合题图甲知波沿x轴正方向传播，经过0.15 s，传播距离svt200.15 m3 m，故d正确；因为周期为0.2 s，经过0.25 s，质点运动了1周期，p点到达负方向最大位移处，q点在平衡位置上方，但不到最大位移处，质点q的加速度小于质点p的加速度，故e错误。6(多选)(2017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像如图乙所示。下列说法正确的是()a图乙表示质点l的振动图像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解析：选abd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，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的位移与开始时的位移相同，为负的最大值，故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。7(多选)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质点振动图像如图(b)所示，当o点第一次达到正方向最大位移的时刻，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，波的传播速度变大解析：选bc依题，向左、向右传播的两列波关于y轴左右对称，关于y轴对称质点的步调总是相同，a错误；振动从o点传到q时，o点已经振动了半个周期，q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，通过的路程为s5a25 cm，b正确；t1 s时刻，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。对点训练：波的多解问题8(多选)(2017衡水冀州中学模拟)如图所示，实线和虚线分别为一列沿x轴传播的简谐横波在t10、t20.02 s两个时刻的波形图像，已知t2t1(t为该波的周期)，下列说法正确的是()a波沿着x轴负方向传播b波的传播速度是100 m/sc在t2t10.02 s时间内，x24 m的质点运动的路程为5 cmd在t0.4 s时刻，x4 m的质点的速度最大e在t1.6 s时刻，x64 m的质点加速度为零解析：选bce由题图知波长为16 m，由t2t10.04 s，由波形平移的距离易知，波沿x轴正方向传播，故a错误；由题意知0.02 st，所以t0.16 s，波速v m/s100 m/s，故b正确；t0.16 s，0.02 st，则x24 m的质点运动的路程为sa5 cm，故c正确；t0.4 s2.5t，x4 m的质点在波谷，速度为零，d错误；t1.6 s10t，x64 m的质点在平衡位置，质点加速度为零，e正确。9(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图(a)是t0时刻的波形图，图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是()a. mb. mc1 md. m解析：选bd题图(b)所示质点在t0时在正向最大位移处，题图(c)所示质点在t0时，x0.05 m(振幅的一半)，运动方向沿y轴负方向，结合波形图找到对应的点，若图(c)所示质点在图(b)所示质点的左侧，有nn，当n0时，b正确；若图(c)所示质点在图(b)所示质点的右侧，有nn，当n0时，d正确。10(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x2 m处的质点的振动图像如图1所示，在x8 m处的质点的振动图像如图甲所示。下列说法正确的是()a该波的周期为12 sbx2 m处的质点在平衡位置向y轴正方向振动时，x8 m处的质点在波峰位置c在04 s内x2 m处和x8 m处的质点通过的路程均为6 cmd该波的波长可能为8 me该波的传播速度可能为2 m/s解析：选abd由题图可知，该波的周期为12 s，故a正确；该波沿x轴正方向传播，x2 m处的质点在平衡位置向y轴正方向振动时(如t3 s时)，x8 m处的质点在波峰位置，故b正确；由题图可知，在04 s内x2 m处的质点通过的路程为6 cm，而x8 m处的质点通过的路程小于6 cm，故c错误；简谐横波沿x轴正方向传播，由图可知，t0时刻，x2 m处的质点位于波谷，x8 m处的质点在t9 s时刻才位于波谷，时间相差t，结合波形得(82)m6 m(n0,1,2，)，得到波长 m，当n0时，8 m，故d正确；该波的波速v m/s，当n0时，v m/s，当n1时，v m/s，可知该波的传播速度不可能为2 m/s，故e错误。11一列横波在x轴上传播，a、b是x轴上相距xab6 m的两质点，t0时，b正好到达正方向最大位移处，且b到x轴的距离为4 cm，而此时a恰好经过平衡位置向上运动。已知这列波的频率为25 hz。(1)求经过时间1 s，a运动的路程；(2)若a、b在x轴上的距离大于一个波长，求该波的波速。解析：(1)a在一个周期内运动的路程s04a0.16 m1 s内的周期数是n251 s内运动的路程sns04 m。(2)由题意可知，若波由a传向b，xab(n1,2,3，)vf m/s(n1,2,3，)若波由b传向a，xab(n1,2,3，)vf m/s(n1,2,3，)。答案：(1)4 m(2)见解析12(2017哈尔滨第三中学模拟)一列横波在x轴上传播，在t10时刻波形如图中实线所示，t20.05 s时刻，波形如图中虚线所示。若周期大于(t1t2)，则最小波速和最大波速分别是多少？传播方向如何？解析：由题图可知，8 m。当波沿x轴正方向传播时，有tnt，且n0或1，当波沿x轴负方向传播时，有tnt，且n0或1，由波速公式v可知，当速度最小时，周期最大，当速度最大时，周期最小。分析上面两类情况可知当周期最大时，波沿x轴正方向传播，且在tnt中取n0，即t，则t大0.2 s，最小速度v小40 m/s，方向为沿x轴正方向。当v最大时，波沿x轴负方向传播，且在tnt中取n1，即tt，则t小 s，最大速度v大280 m/s，方向为沿x轴负方向。答案：最小波速40 m/s，方向为沿x轴正方向；最大波速280 m/s，方向为沿x轴负方向对点训练：波的干涉、衍射、多普勒效应13.(多选)如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此刻，m是波峰与波峰的相遇点。设这两列波的振幅均为a，则下列说法正确的是()a此时刻位于o处的质点正处于平衡位置bp、n两处的质点始终处在平衡位置c随着时间的推移，m处的质点将向o处移动d从此时刻起，经过四分之一周期，m处的质点到达平衡位置，此时位移为零eo、m连线的中点是振动加强的点，其振幅为2a解析：选bde此时刻位于o处的质点正处于波谷与波谷的相遇点，不在平衡位置，选项a错误；p、n两处的质点处于波峰和波谷的相遇点，两列波在这两处的位移始终相反，合位移为0，选项b正确；质点并不随波迁移，选项c错误；从此时刻起，经过四分之一周期，两列波在m点的振动均达到平衡位置，合位移为零，选项d正确；o、m连线的中点是振动加强区的点，其振幅为2a，选项e正确。14(多选)(2017广州模拟)振源s在o点做沿竖直方向的简谐运动，频率为10 hz，t0时刻向右传播的简谐横波如图所示(向左传播的简谐横波图中未画出)。则以下说法正确的是()a该横波的波速大小为20 m/sbt0时，x1 m处的质点振动方向向上ct0.175 s时，x1 m处的质点处在波峰位置d若振源s向右匀速运动，在振源s右侧静止的接收者接收到的频率小于10 hze传播过程中该横波遇到小于2 m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象解析：选abe由题图可知，该波的波长为2 m，波速大小为vf20 m/s，a正确；x1 m处的质点在t0时振动方向向上，故b正确；该波的周期t0.1 s，所以t0.175 s1t时，x1 m处的质点在波谷，那么与x1 m关于0点对称的x1 m的质点也处在波谷位置，c错误；若振源s向右匀速运动，在振源s右侧静止的接收者接收到的频率大于10 hz，d错误；根据发生明显衍射现象的条件可知，选项e正确。15.(多选)(2017开封二模)如图所示，空间同一平面内有a、b、c三点，ab5 m，bc4 m，ac3 m。a、c两点处有完全相同的波源做简谐振动，振动频率为1 360 hz，波速为340 m/s。下列说法正确的是()ab点的位移总是最大ba、b间有7个振动加强的点c两列波的波长均为0.25 mdb、c间有8个振动减弱的点e振动减弱点的位移总是为零解析：选cde波的波长 m0.25 m，b点到两波源的路程差x1 m4，该点为振动加强点，但位移不总是最大，故a错误，c正确；ac的垂直平分线交ab于o点，侧点o到a、c