（全国通用）高考物理一轮复习 第十三章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第2讲 机械波练习.doc

第2讲机械波 一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2015北京朝阳区期末检测)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是x=0处质点的振动图象,图乙是该波t=0.15 s时的波形图,则(c)a.该波的周期是2 sb.该波的波长是0.2 mc.该波沿x轴负方向传播d.该波的波速是10 m/s【解析】由图甲可知波的周期为0.2 s,a项错误;由图乙可知波的波长为0.02 m,b项错误;图甲中,在t=0.15 s时质点处于平衡位置,向y轴正方向运动,在图乙中,顺着波的传播方向看,根据“上坡下,下坡上”可知波沿x轴负方向运动,c项正确;该波波速v= m/s=0.1 m/s,d项错误。2.(2015天津河西区期末检测)(多选)如图所示,在一条直线上两个振源a、b相距6 m,振动频率相等,从t0时刻a、b开始振动,且都只振动一个周期,振幅相等,振动图象a为甲,b为乙。若a向右传播的波与b向左传播的波在t1=0.3 s 时相遇,则(ad)a.两列波在a、b间的传播速度均为10 m/sb.两列波的波长都是4 mc.在两列波相遇过程中,中点c为振动加强点d.t2=0.7 s时刻b点经过平衡位置且振动方向向下【解析】因为两列波在同种介质中传播,所以两列波的波速相等,故有2vt1=6 m,解得v=10 m/s,a项正确;由题图可知,两振源的周期均为t=0.2 s,故两机械波的波长均为=vt=2 m,b项错误;因为两波源的振动情况总相反,且两列波同时到达c点,故c点为振动减弱点,c项错误;左侧波源发出的机械波经0.6 s到达b点,b点开始振动,起振方向向上,经0.1 s(半个周期)b点回到平衡位置且振动方向向下,d项正确。3.(多选)a、b、c是某弹性绳上的三个质点,沿绳建立x坐标轴。一简谐横波正在沿x轴的正方向传播,振源的周期t=0.4 s,t=0.2 s时的波形如图所示,则(acd)a.波速为10 m/sb.质点b开始振动时,速度方向沿y轴正方向c.t=0.6 s时,质点b处于波峰d.0到0.5 s内,质点c通过的路程为0.3 m【解析】由题图可知=4 m、a=0.3 m,则v=0.2 s,质点c开始振动,t=0.5 s时质点c恰好振动0.1 s,从平衡位置第一次运动到波谷,故通过的路程为一个振幅,d项正确。4.如图所示是一列简谐横波在t=0时的波形图,若波的传播速度为2 m/s,此时质点p向上振动。下列说法正确的是(b)a.质点p的振动周期为0.25 sb.经过任意时间,质点q和p的振动情况总是相同的c.经过t=0.4 s,质点p向右移动0.8 md.经过t=0.4 s,质点p将在平衡位置,它通过的路程为0.2 m【解析】根据波形图可知,波长=0.4 m,振幅a=5 cm,已知v=2 m/s,所以t=0.2 s,a项错误;质点q和p间的距离刚好是一个波长,所以它们的振动情况总是相同的,b项正确;在机械波的传播过程中,各质点并不随波迁移,而是在自己的平衡位置附近振动,c项错误;经过t=0.4 s=2t,质点p回到初始位置,并不在平衡位置,它通过的路程是8a=40 cm=0.4 m,d项错误。5.(多选)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v=40 m/s,在t=0时刻波刚好传播到x=13 m处,下列关于波在t=0.45 s时的运动情况分析,其中正确的是(ac)a.该波x=9 m处的质点的位移为-5 cmb.该波x=11 m处的质点的位移为5 cmc.该波x=11 m处的质点速度方向沿y轴负向d.该波刚好传播到x=18 m处【解析】根据图象可知=8 m,根据=vt可得波的周期t=t=18 m,故t=0.45 s时波传播到31 m处,d项错误。6.(2015湖北八市联考)(多选)在t=0时刻向平静水面的o处投下一块石头,水波向东西南北各个方向传播开去,当t=1 s时水波向西刚刚只传到m点(图中只画了东西方向,南北方向没有画出),om的距离为1 m,振动的最低点n距原水平面15 cm,如图,则以下分析正确的是(ac)a.t=1 s时o点的运动方向向上b.振动后原来水面上的m点和n点永远不可能同时出现在同一水平线上c.t=1.25 s时刻m点和o点的速度大小相等方向相反d.t=2 s时刻n点处于平衡位置【解析】根据上下坡法,波向西传播,则t=1 s时o点向上运动,a项正确;t=1 s时,m点向下振动,n点向上振动,当两者的位移向下且相等时,处于同一水平线上,b项错误;o点和m点相距半个波长,振动情况相反,但速度大小相等,c项正确;由题意可知t=2 s,所以t=2 s时n点处于波谷位置,d项错误。7.(2015天津高考)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为xa=2 m和xb=6 m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是(d)a.该波沿+x方向传播,波速为1 m/sb.质点a经4 s振动的路程为4 mc.此时刻质点a的速度沿+y方向d.质点a在t=2 s时速度为零【解析】由图乙可知,该时刻b质点在平衡位置向y轴正向运动,根据逆向走坡法可知,波沿x轴负方向传播,a项错误;由图乙可知,周期为8 s,则a经4 s振动的路程为2a=1 m,b项错误;由逆向走坡法可知,此时此刻a的速度沿-y方向,c项错误;经过2 s即四分之一个周期,a运动到波谷,速度为零,d项正确。8.(2015河南六校联考)(多选)在某一均匀介质中由波源o发出的简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形如图所示,其波速为5 m/s,则下列说法正确的是(ab)a.此时p(-2 m,0 cm)、q(2 m、0 cm)两点运动方向相同b.再经过0.5 s质点n刚好在(-5 m,20 cm)位置c.能与该波发生干涉的横波的频率一定为3 hzd.波的频率与波源的振动频率无关【解析】由同侧法可得p、q两点振动方向均为y轴负方向,a项正确;由题图知=2 m,由v=2.5 hz,所以频率为3 hz的横波不满足干涉条件,c项错误;因波源振动一个周期波传播一个波长,故波的频率必与波源的振动频率相同,d项错误。9.(多选)如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图象,乙图是x=2 m处质点p的振动图象,下列判断正确的是(ad)a.该波的传播速率为4 m/sb.该波沿x轴正方向传播c.经过0.5 s,质点p沿波的传播方向移动2 md.若遇到3 m的障碍物,该波能发生明显的衍射现象【解析】由题图可知,机械波的波长为=4 m,周期为t=1 s,则v=4 m/s,该波的传播速率为4 m/s,a项正确;由题图乙可知,t=0时刻质点p经平衡位置往下振动,由甲图可知,该波沿x轴负方向传播,b项错误;质点p只在平衡位置附近振动,不沿波的传播方向移动,c项错误;由于波长大于障碍物尺寸,该波能发生明显的衍射现象,d项正确。10.(2015海南高考)(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点p的x坐标为3 m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s。下列说法正确的是(bd)a.波速为4 m/sb.波的频率为1.25 hzc.x坐标为15 m的质点在t=0.6 s时恰好位于波谷d.当质点p位于波峰时,x坐标为17 m的质点恰好位于波谷【解析】任意振动质点连续两次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s,所以,振动情况完全相反,所以当p点位于波峰时,x=17 m处的质点位于波谷,d项正确。二、计算题(每小题20分,共40分)11.(2015洛阳五校联考)一列简谐横波沿x方向传播,如图所示,其中实线和虚线分别为t=0和t=0.5 s两时刻的波形图,坐标为x=8 m处的质点在t=0时刻运动方向沿y轴负方向。(1)判断这列波的传播方向;(6分)(2)如果t0.5 s,求波速大小;(6分)(3)如果t0.5 s),该波的波长=8 m,根据题目所给信息可得t=0.5 s根据公式v=可得v=4 m/s(3)若t0.5 s,则t=t=0.5 s(n=1,2,3)解得t= s(n=1,2,3)因v=则波速的所有可能值为v=4(4n+1) m/s(n=1,2,3)12.(2015河南三市联考)如图所示,一列水平向右传播的简谐横波,波速大小为v=0.6 m/s,p质点的平衡位置坐标为x=0.96 m。从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距o点0.24 m的位置),求:(1)经过多长时间,p质点第一次到达波峰?(8分)(2)经过多长时间,p质点第二次到达波谷?p质点第二次到达波谷时,p质点通过的路程及该时刻的位移为多少?(12分)解:由波形图可知,波长=0.24 m,波上质点振动的振幅为a=5 cm波上质点振动的周期t=0.4 s(1)p质点第一次到达波峰所需的时间,就是初始时刻x=0.06 m处的质点的振动状态传到p点所需的时间,由图可知:x1=0.96 m-0.06 m=0.90 m则t1=1.5 s(2)为了求p质点第二次到达波谷所需的时间,可选取初始时刻x=0.18 m