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【与名师对话】(新课标)2016高考物理一轮复习 课时跟踪训练41 机械波一、选择题1下述关于机械波的说法中,正确的是()a产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化b发生干涉现象时,介质中振动加强的质点,振动的振幅最大,减弱点振幅可能为零c在一个周期内,介质的质点所走过的路程等于波长d某一频率的声波,从空气进入水中时,波长和频率均增大解析:产生多普勒效应的原因是波源相对于观察者发生了变化,a错误;发生干涉现象时,介质中振动加强的质点振幅相加,振动的振幅最大,减弱点振幅相减可能为零,b正确;在一个周期内,介质的质点在平衡位置往复运动,所走过的路程等于4个振幅,c错误;某一频率的声波,从空气进入水中时,频率不变,由vf,声速增加,波长变大,d错误答案:b2如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象,从图象可知()ab侧波是衍射波ba侧波速与b侧波速相等c减小挡板间距离,衍射波的波长将减小d增大挡板间距离,衍射现象将更明显解析:b侧波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后发生衍射,a侧水波是衍射波,选项a错误;同种机械波在相同介质中的传播速度相同,选项b正确;减小挡板间距离,衍射现象会更明显,但是衍射波的波速不变,频率不变,故波长不变,选项c错误;因为只有当挡板间距跟波长差不多,或者比波长更小时,衍射现象才明显,所以当增大挡板间距离时,衍射现象将变得不明显,选项d错误本题答案为b.答案:b3(2014福建卷)在均匀介质中,一列沿x轴正向传播的横波,其波源o在第一个周期内的振动图象如右图所示,则该波在第一个周期末的波形图是()解析:由yt图象可知,波源的起振方向沿y轴负方向,该波沿x轴正方向传播,a、c错误根据质点振动时,沿y轴正方向离开平衡位置的距离大于沿y轴负方向离开平衡位置的距离,可知d正确答案:d4(多选)(2014山东卷)一列简谐横波沿直线传播以波源o由平衡位置开始振动为计时零点,质点a的振动图象如图所示,已知o、a的平衡位置相距0.9 m以下判断正确的是()a波长为1.2 mb波源起振方向沿y轴正方向c波速大小为0.4 m/sd质点a的动能在t4 s时最大解析:由质点a在yt图象可知,质点a经t3 s才开始振动,所以波速v m/s0.3 m/s,c错误由yt图象可知,波的周期t4 s,由v得,波长vt1.2 m,a正确振源的起振方向与t3 s时质点a的振动方向相同,沿y轴正方向,b正确质点a在t4 s时位移最大,动能为零,d错误答案:ab5(2014天津卷)平衡位置处于坐标原点的波源s在y轴上振动,产生频率为50 hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播,波速均为100 m/s.平衡位置在x轴上的p、q两个质点随波源振动着,p、q的x轴坐标分别为xp3.5 m、xq3 m当s位移为负且向y方向运动时,r、q两质点的()a位移方向相同、速度方向相反b位移方向相同、速度方向相同c位移方向相反、速度方向相反d位移方向相反、速度方向相同解析:根据题目可知t0.02 s,vt2 m,s位移为负向y方向运动时的图象如图所示根据图象可知,xq0,xq向上xp0,vp向上,故d正确答案:d6.(多选)(2014江西省九所重点中学高三联考)如图所示,实线与虚线分别表示振幅(a)、频率均相同的两列波的波峰和波谷此刻,m是波峰与波峰相遇点,下列说法中正确的是()a该时刻质点o正处于平衡位置bp、n两质点始终处在平衡位置c随着时间的推移,质点m将向o点处移动d从该时刻起,经过四分之一周期,质点m到达平衡位置,此时位移为零eom连线中点是振动加强的点,其振幅为2a解析:由图知o点是波谷和波谷叠加,是振动加强点,不是平衡位置,a错误;p、n两点是波谷和波峰叠加,由于振幅相同,位移始终为零,即处于平衡位置,故b正确;振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动,不会“随波逐流”,所以c错误;此时m点在波峰位置,从该时刻起,经过四分之一周期,质点m到达平衡位置,d正确;因为om是振动加强点,所以om连线中点也是振动加强的点,其振幅为2a ,选项e正确答案:bde7(多选)(2014陕西省五校高三第二次联考)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t秒与(t0.2)秒两个时刻,x轴上(3 m,3 m)区间的波形完全相同,如图所示并且图中m、n两质点在t秒时位移均为,下列说法中不正确的是()a该波的最大波速为20 m/sb(t0.1)秒时刻,x2 m处的质点位移一定是ac从t秒时刻起,x2 m处的质点比x2.5 m的质点先回到平衡位置d从t秒时刻起,在质点m第一次到达平衡位置时,质点n恰好到达波峰e该列波在传播过程中遇到宽度为d3 m的狭缝时会发生明显的衍射现象 解析:由题意知,0.2 snt,传播速度v20n m/s,所以该波的最小波速为20 m/s,故a错误;由0.2 snt,当n2时,t0.1 s,所以(t0.1)秒时刻,x2 m处的质点位移是a,故b错误;由t时刻波形图知,x2 m处的质点在波谷向上振动,x2.5 m的质点向下运动,所以x2 m处的质点先回到平衡位置,故c正确;由于质点的振动是非匀变速运动,所以当质点m第一次到达平衡位置时,质点n还没有到达波峰,故d错误;该波的波长等于4 m大于狭缝的尺寸,故能发生明显的衍射现象,所以e正确,所以本题错误的选择abd.答案:abd8.(2014浙江省“六市六校”联盟高考模拟)一质点以坐标原点o为中心位置在y轴上做简谐运动,其振动图象如右图所示,振动在介质中产生的简谐波沿x轴正向传播,波速为1.0 m/s,0.3 s后,此质点立即停止振动,再经过0.1 s后波形是下列图中的()解析:由振动图象知,该波的周期等于0.4 s,由于波速为1.0 m/s,故0.3 s后,振动形式传播到x0.3 m处,此时振源停止振动,但振动的形式会继续向前传播,再经过0.1 s,根据xvt0.1 m,知传播到x0.4 m处,由振动图象知,振动开始向上振动,故所有质点开始都是向上运动,所以x0.4 m处质点在平衡位置向上振动,再根据上下坡法可知,d正确;a、b、c错误答案:d9(多选)(2014天津市七校高三联考)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象由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是()a. m b. m c1 m d. m解析:t0时刻图(b)中的质点正处于正向最大位移处,与之相对应的波形图中xn的质点,图(c)中的质点正在负向处向负方向振动,根据振动方程asin可得x2n(n0,1,2)或x2n(n0,1,2),所以这两质点平衡位置之间的距离可能是xn,当n0时,x,选项b对也有可能是xn,当n0时,x,选项d对当n0,选项中没有符合的选项答案:bd10(多选)(2014锦州市高三模拟)如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x0.2 m和x1.2 m处,两列波的速度均为v0.4 m/s,两波源的振幅均为a2 cm.图示为 t0时刻两列波的图象(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x0.2 m和x0.8 m的p、q两质点刚开始振动质点m的平衡位置处于x0.5 m处,关于各质点运动情况判断正确的是()a两列波相遇后振幅仍然为2 cmbt1 s时刻,质点m的位移为4 cmct1 s时刻,质点m的位移为4 cmdt0.75 s时刻,质点p、q都运动到m点e质点p、q的起振方向都沿y轴负方向解析:两列波相遇后各个质点同时参加两列波的振动,位移为两列波振动位移的矢量和,但对两列波没有影响,各自振幅不变,选项a对t1 s时刻,两列波的传播距离均等于xvt0.4 m,左边的波向右平移0.4 m,x0.1 m处的波谷刚好平移到m点,同理,右边波向左平移0.4 m,x0.9 m处的波谷刚好平移到m点,m点为两列波位移的矢量和即2 cm(2 cm)4 cm,选项b对c错t0.75 s,pq都在自己平衡位置振动,不会随波迁移,沿传播方向传递的是振动形式和能量,选项d错根据传播方向和振动方向都在波形图同一侧,可判断t0时pq都在向y轴负方向振动,选项e对答案:abe二、非选择题11.(2014衡水中学高三模拟)有频率相同、振动方向相同的两个声源s1和s2,如图所示一人站在声源北方的a点,此人此时听到的声音很响,这个人向东慢慢移动,声音逐渐减弱,到b点时几乎听不到声音,测得a、b间距离为1.5 m则:(1)s1、s2声波的波长为多少?(2)若此人由b点再向正南方向移动,声音逐渐变响,那么,此人沿正南方向至少走多远,声音又变得很响?解析:(1)依题意,a在s1s2的中垂线上,s1as2a,此点为声波叠加振动加强处,走到b点几乎听不到声音,b点是声波叠加振动减弱处,则s1bs2b由几何关系知s1b5 m,2 m.(2)设人沿bs2走到c点,振动又一次加强s1cs2c2 m ,s2c2(s2c2)2s1s得s2c1.25 m,bcbs2s2c(41.25) m2.75 m.答案:(1)2 m(2)2.75 m12(2014吉林省九校联合摸底)如图甲所示,在某介质中波源a、b相距d20 m,t0时两者开始上下振动,a只振动了半个周期,b连续振动,所形成的波的传播速度都为v1.0 m/s,开始阶段两波源的振动图象如图乙所示(1)求距a点1米处的质点,在t0到t22 s内所经过的路程?(2)求在t0到t16 s内从a发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数?解析:(1)距a点1米处的质点在先经过左边的a波路程为s124 cm8 cmb波22秒传播的距
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