高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第2讲 机械波课时作业 新人教版.doc

机械波一、选择题(15题为单选题，610题为多选题)1(2014北京理综)一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为，周期为t。t0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是()at0时质点a的速度比质点b的大bt0时质点a的加速度比质点b的小c图2可以表示质点a的振动d图2可以表示质点b的振动答案：d解析：该题考查波动图象和振动图象的关系，解题的关键要明确波的传播方向与质点振动方向的关系。t0时刻a在波峰，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速度最大，a、b错。根据“上下坡”法可以判断，t0时刻b点在平衡位置且向下运动，c错d对。2一列简谐横波在t0时刻的波形如图中的实线所示，t0.02s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期t大于0.02s，则该波的传播速度可能是()a2 m/sb3 m/sc4 m/sd5 m/s答案：b解析：由于该波的周期大于0.02s，则波沿传播方向传播的距离小于一个波长，即x8cm，若波向右传播，则x2cm，v1m/s，若波向左传播，则x6cm，v3m/s故b正确，a、c、d错误。3a、b两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图甲、乙所示，经过时间t(t小于a波的周期ta)，这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示，则a、b两列波的波速va、vb之比不可能的是()a11b12c13d31答案：d解析：从图中可得a波波长为a24cm，周期ta2t；b波波长为b12cm，周期tb，波速va，vb，得到vavb1n，所以a、b两列波的波速va、vb之比不可能的是d。4(2014福建理综)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下图所示，则该波在第一个周期末的波形图是()答案：d解析：本题考查了波动图象与振动图象。解答关键是理解振动图象和波动图象的物理意义。第一个周期末，振源t10时的振动形式传播到离波源一个波长的质点，依次t2，t3，t4t，t5t时刻，振源的振动形式已传播到离振源，0的质点，因此波源各个时刻0，t，t的振动形式依次对应于波动图象上的1,2,3,4,5质点所在位置，如图甲、乙所示，因此选项d正确。易错提醒：本题由于对波的形成过程不清楚，越早的振动形式传播的距离离波源越远，极易错选a。5(2014四川高考)如图所示，甲为t1 s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点x0.5 m 处质点的振动图象可能是()答案：a解析：由甲图知波长为2 m，由乙图知振动周期为2 s、该质点不在平衡位置且开始时向上振动，与乙图质点相距0.5 m处的质点不在平衡位置，则d错误；根据图象平移法无论波向右传播还是向左传播与乙图质点相差四分之一周期的质点再振动时位移都是减小的，则b、c错误，a正确。6(2015江苏物理)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比()a波速变大b波速不变c频率变高d频率不变答案：bc解析：波速由传播的介质决定，故反射回来的波速不变，a错，b对；根据多普勒效应知，鱼群向渔船靠近时，超声波的频率将变高，c对，d错。7(2014大纲全国)两列振动方向相同、振幅分别为a1和a2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是()a波峰与波谷相遇处质点的振幅为|a1a2|b波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为a1a2c波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移d波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅答案：ad解析：本题考查波的干涉，解题的关键要明确振幅和振动位移的区别，振动加强点的振幅为a1a2，减弱点的振幅为|a1a2|，但质点始终振动，因此所有质点的位移可以为零，a、d正确。本题的易错点是认为振动加强点的位移始终等于振幅。8如图所示，s1、s2是两个周期为t的相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示波的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是()a图示时刻质点a的位移为零b质点b和c振动都最强c质点d振动最弱d再过后b点振动减弱答案：ab解析：图示时质点a处是波峰与波谷相遇，两列波引起的位移正负叠加的结果是总位移为零，a正确，质点b是波峰与波峰相遇，c点是波谷与波谷相遇，振动都增强，振幅最大，振幅是一列波振幅的两倍，振动最强 ，b正确。振动增强点意味着振幅最大，与位移变化无关，且总是振动增强的，再过后b点振动位移变化，振幅不变，d不正确。质点d处于振动加强区域，振幅最大，c不正确。9(2014山东理综)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0.9m。以下判断正确的是()a波长为1.2mb波源起振方向沿y轴正方向c波速大小为0.4m/sd质点a的动能在t4s时最大答案：ab解析：据质点a的振动图象知，波由振源o到a的时间为3s，振动周期为4s。波速为v0.3m/s，选项c错误；波长vt1.2m，选项a正确；质点a的起振方向沿y轴正方向，故波源的起振方向也沿y轴的正方向，选项b正确；由图象知，质点a在4s时处于波峰位置，动能最小，选项d错误。10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各为2cmbt1 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轴负方向答案：abe解析：两列波相遇后不改变波的性质，所以振幅不变，振幅仍然为2cm，a正确；由图知波长0.4m，由v得，波的周期为t1s，两质点传到m的时间为t，当t1s时刻，两波的波谷恰好传到质点m，所以位移为4cm，b正确，c错误；质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，所以质点p、q都不会运动到m点，c错误；由波的传播方向根据波形平移法可判断出质点的振动方向：两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点p、q均沿y轴负方向运动，故e正确。二、非选择题11(2015南昌模拟)如图所示实线是一列简谐横波在t10时刻的波形，虚线是这列波在t20.5s时刻的波形，这列波的周期t符合：3tt2t14t，问：(1)若波速向右，波速多大？(2)若波速向左，波速多大？(3)若波速大小为74m/s，波速方向如何？答案：(1)54m/s(2)58m/s(3)波向左传播解析：(1)波向右传播时，传播距离x满足xk(k0,1,2,3)由t知传播时间满足tktt(k0,1,2,3)由于3tt2t14t因此k取3故t3tt由波形图知8m波速v解得v54m/s(2)波向左传播时，传播距离x满足xk(k0,1,2,3，)传播时间满足tktt(k0,1,2,3，)由3tt2t14t可知k取3故t3tt波速v解得v58m/s(3)波速大小为74m/s时，波在t时间内传播的距离为xvt740.5m37m(45)m，所以波向左传播。12如图所示是一列简谐横波上a、b两点的振动图象，a、b两点相距8m。求：(1)这列波可能的波长；(2)这列波可能的波速。答案：(1)m(n0,1,2,3，)或者m(n0,1,2,3，)(2)vm/s(n0,1,2,3，)或者波速vm/s(n0,1,2,3，)解析：若波由a传向b时，由图有xabn8m(n0,1,2,3，)解得：m(n0,1,2,3，)此时的波速vm/s(n0,1,2,3，)当波由b向a传播时有：n8m(n0,1,2,3，)得波长m(n0,1,2,3，)此时的波速vm/s(n0,1,2,3，)13一列沿x方向传播的简谐横波，在t0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm。p、q两点的坐标分别为(1,0)和(9,0)，已知t0.7s时，p点第二次出现波峰。试计算：(1)这列波的传播速度多大？(2)从t0时刻起，经过多长时间q点第一次出现波峰？(3)当q点第一次出现波峰时，p点通过的路程为多少？答案：(1)10m/s(2)1.1s(3)0.9m解析：(1)由题意可知该波的波长为4m，p点与最近波峰的水平距离为3m，距离下一个波峰的水平距离为7m所以v10m/s(2)q点与最近波峰的水平距离为11m故q点第一次出现波峰的时间为t11.1s(3)该波中各质点振动的周期为t0.4sq点第一次出现波峰时质点p振动了t20.9s则t22tt质点每振动经过的路程为10cm当q点第一次出现波峰时，p点通过的路程s0.9m14(2015新课标全国卷)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v25cm/s。两列波在t0时的波形曲线如图所示。求：(1)t0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标；(2)从t0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm的质点的时间。答案：(1)x(50300n)cmn0，1，2，(2)0.1s解析：(1)根据两列波的振幅都为8cm，偏离平衡位置位移为16cm的质点即为两列波的波峰相遇。设质点坐标为x，根据波形图可知，甲乙的波长分别为乙60cm，甲50cm，则甲乙两列波的波峰坐标分别为甲50k150(k