【步步高】高考物理大一轮复习 12.2 机械波.doc

12.2机械波1一列简谐横波沿x轴正向传播，传到m点时波形如图1221所示，再经0.6 s，n点开始振动，则该波的振幅a和频率f为()图1221aa1 mf5 hz ba0.5 mf5 hzca1 mf2.5 hz da0.5 mf2.5 hz解析由题干图可知振幅a0.5 m波从m传到n的过程，波速v m/s10 m/s.由图可知4 m，所以t0.4 s，f2.5 hz.d正确答案d2在o点有一波源，t0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波t14 s时，距离o点为3 m的a点第一次达到波峰；t27 s时，距离o点为4 m的b点第一次达到波谷则以下说法正确的是 ()a该横波的波长为2 mb该横波的周期为4 sc该横波的波速为1 m/sd距离o点为5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末解析由题意可知，a点从开始振动到第一次到达波峰的时间为，故波传到a点的时间为t14 s，由波的传播公式xvt得3 mv；同理，b点从开始振动到第一次到达波谷的时间为，故波传到b点的时间为t27 s，由波的传播公式xvt得4 mv；联立解得：t4 s，v1 m/s，故b、c正确；波长vt1 m/s4 s4 m，故a错误距离o点为5 m的质点第一次向上振动的时刻为5 s，d错误答案bc图12223如图1222所示是一列简谐波在t0时的波形图，介质中的质点p沿y轴方向做简谐运动的表达式为y10sin 5t cm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是 ()a这列简谐波的振幅为20 cmb这列简谐波的周期为5.0 sc这列简谐波在该介质中的传播速度为25 cm/sd这列简谐波沿x轴正向传播解析本题主要考查考生对波形图的正确认识由图可知，质点偏离平衡位置的最大距离即振幅为10 cm，a错；由该质点p振动的表达式可知这列简谐横波的周期为t s0.4 s，b错；由题图可知，该波的波长为4 m，波速v m/s10 m/s，c错；由质点p做简谐运动的表达式可知，t0时刻质点p正在向上运动，由此可判断波沿x轴正向传播，d正确答案d4如图1223是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端t0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动下列判断正确的是()图1223a质点6开始振动时的运动方向向下bt时质点6的加速度方向向下ct时质点10的运动方向向上dtt时质点16开始运动解析介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同，a不对；经过t质点1回到平衡位置，质点9开始向上振动，质点6在平衡位置上方，所以加速度的方向向下，b对；t时质点1振动到负的最大位移处，质点13开始振动，513之间的质点在平衡位置上方，913之间的质点处于“下坡路”上，振动方向都向上，c正确；tt时质点17开始运动，d不对答案bc图12245一列简谐横波沿x轴正方向传播，o为波源，如图1224所示是波源开始振动后0.1 s时的波形图，则下列判断正确的是 ()a这列波的周期为0.4 s，振幅为20 cmb这列波的波速为40 m/s，波长为4 mc再经过0.15 s，x6 m处质点的位置坐标为(x6 m，y0 cm)d再经过0.55 s，x24 m处的质点第一次到达波峰解析本题考查机械波的相关问题，意在考查学生对波形图的理解能力观察振动0.1 s时的波形图可知周期为0.2 s，波长为8 m，振幅为10 cm，可算出波速为40 m/s，选项a、b错误再经过0.15 s，波继续向前传播四分之三个周期，x6 m处的质点正经过平衡位置向下振动，选项c正确.0.1 s时的波峰在2 m处，x24 m处的质点离它有22 m，这个波峰传播到x24 m处所需的时间为t s0.55 s，选项d正确答案cd6如图1225为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t0时的波形图，当q点在t0时的振动状态传到p点时，则 ()a1 cmx3 cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动图1221bq处的质点此时的加速度沿y轴的正方向cq处的质点此时正在波峰位置dq处的质点此时运动到p处解析由波沿x轴负方向传播知，当q点在t0时的振动状态传到p点时，波形如图中虚线所示，所以此时1 cmx2 cm范围内的质点正在向y轴正方向运动，因此选项a错误；q处质点此时正在波谷位置，加速度沿y轴的正方向，故选项b正确、选项c错误；波传播的是振动的形式和能量，质点并不随波迁移，故选项d错误答案b7如图1226所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图像，乙是在x6 m处的质点从该时刻开始计时的振动图像，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是 ()图1226a这列波沿x轴的正方向传播b这列波的波速是2 m/scb比a先回到平衡位置da、b两质点的振幅都是10 cm解析本题考查波动图像和振动图像的综合应用由振动图像得x6 m处的质点该时刻向y轴正向运动，对照波动图像可知，波的传播方向为x轴负向，a错误；此刻b向平衡位置运动，a远离平衡位置运动，b先回到平衡位置，c正确；由振动图像得t4 s，由波动图像得8 m，故v2 m/s，b正确；所有质点的振幅都为5 cm，d错误答案bc8如图1227所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔a、b和c.假想有一列车沿ac方向以接近光速行驶，当铁塔b发出一个闪光，列车上的观测者测得a、c两铁塔被照亮的顺序是 ()图1227a同时被照亮 ba先被照亮cc先被照亮 d无法判断解析由多普勒效应知，c先被照亮，a、b、d错，c对答案c9如图1228所示，为一列沿水平方向传播的简谐横波在t0时的波形图，图1229是这列波中质点p的振动图线，那么：图1228图1229(1)该波的传播速度为_ m/s；(2)该波的传播方向为_(填“向左”或“向右”)；(3)图1232中q点(坐标为x2.25 m处的点)的振动方程为：y_ cm.解析(1)波的周期t2 s，波长1 m，波速v0.5 m/s.(2)p点向上运动，不难判断波是向左传播(3)q点此时从最大位移开始向平衡位置运动，振动图像是一条余弦曲线，a0.2 cm， rad/s，q点的振动方程为y0.2cos t cm或者y0.2sin cm.答案(1)0.5(2)向左(3)0.2cos t cm10如图12210所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形图，已知波的传播速度v2 m/s.试回答下列问题图12210(1)写出x0.75 m处质点的振动函数表达式；(2)求出x0.25 m处质点在04.5 s内通过的路程及t4.5 s时的位移解析(1)波长2.0 m，周期t1.0 s，振幅a5cm，则y5sincm.(2)n4.5，则x0.25 m处的质点经4.5个周期后的路程s90 cm，经4.5个周期后的位移y2.5 cm.答案(1)y5sincm(2)90 cm2.5 cm11一列简谐波沿x轴正方向传播，t0时波形如图12211甲所示，已知在0.6 s末，a点恰第四次(图中为第一次)出现波峰，求：(1)该简谐波的波长、波速分别为多少？(2)经过多长时间x5 m处的质点p第一次出现波峰？(3)如果以该机械波传到质点p开始计时，请在图1234乙中画出p点的振动图像，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图像图12211解析(1)2 mt s0.2 sv10 m/s.(2)波峰传到p点：t s0.45 s(3)如下图所示答案(1)2 m10m/s(2)0.45 s(3)图见解析12一列简谐横波，某时刻的波形图像如图12212甲所示，从该时刻开始计时，波上a质点的振动图像如图12212乙所示，则：图12212(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？(2)若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸有什么要求？(3)从该时刻起，再经过t0.4 s，p质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少？(4)若t0时振动刚刚传到a点，从该时刻起再经多长时间坐标为45 m的质点(未画出)第二次位于波峰？解析(1)由振动图像可以看出，此波的周期为0.8 s，所以频率为1.25 hz.因为发生稳定干涉的条件是两列波的频率相等，所以另一列波的频率为1.25 hz.(2)由波动图像可以看出，此波的波长为20 m，当障碍物的尺寸小于等于20 m时能够发生明显的衍射现象(3)因为t0.4 s，