（通用版）2021版高考物理大一轮复习 课后限时集训40 机械波.doc

课后限时集训40机械波建议用时：45分钟1(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是()a衍射是一切波特有的现象b对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显c只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象d声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大e声波容易发生衍射现象是由于声波波速较大abd波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象。衍射是一切波的特有的现象，不仅仅是机械波，故a项正确，c项错误；对同一列波，缝、孔的宽度越小，障碍物越小衍射现象越明显，故b项正确；声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长，故d项正确，e项错误。2(多选)(2019潍坊二模)一列频率为40 hz的简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图所示，此时m点恰好开始振动。已知波源的平衡位置在o点，则下列判断正确的是()a该波波长为3 mb该波的传播速度为80 m/sct0时刻，平衡位置在x1.8 m的质点向下振动dm点的振动方程为y0.05 sin 80t(m)en点起振后总是和o点同时到达波峰bcd由图象可知，该波波长为2 m，选项a错误；该波的传播速度为vf240 m/s80 m/s，选项b正确；由波形图可知，t0时刻，平衡位置在x1.8 m的质点向下振动，选项c正确；因2f80 rad/s，则m点的振动方程为y0.05 sin 80t(m)，选项d正确；n点和o点相距19 m9，则当o点在波峰时n点到达波谷，选项e错误。3(多选)如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f，相邻两质点之间的距离均为2 m，各质点均静止在各自的平衡位置。t0时刻振源a开始做简谐运动，取竖直向上为振动位移的正方向，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以2 m/s的速度水平向右传播。则下列说法中正确的是()甲乙a波传播到质点c时，质点c开始振动的方向沿y轴正方向b04 s内质点b运动的路程为12 cmc45 s内质点d的加速度正在逐渐减小d6 s时质点e第一次回到平衡位置e各质点都振动起来后，a与c的振动方向始终相同abe由振动图象可知，振动周期为t2 s，波长为vt4 m，质点a开始起振的方向为y轴正方向，故波传播到质点c时，质点c开始振动的方向也沿y轴正方向，选项a正确；振动传到b点需要的时间为1 s，故在剩下的3 s内，质点b通过的路程为s6a12 cm，选项b正确；4 s时振动传到e点，此时d点在平衡位置向下振动，故45 s内质点d的加速度先逐渐增大后逐渐减小，选项c错误；振动传到e点需时间4 s，故6 s时质点e正好振动一个周期第二次回到平衡位置，选项d错误；因ac之间正好相差一个波长的距离，故各质点都振动起来后，a与c的振动方向始终相同，选项e正确。4.(多选)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射。下列措施可能使波发生较为明显衍射的是()a增大波源的振动频率b减小波源的振动频率c增大障碍物的长度d减小障碍物的长度e波源远离障碍物运动bde不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，只要增大波长即可满足题目要求。由知，v不变，减小f，增大，故a、c错，b、d对；波源远离障碍物将产生多普勒效应，等效于增大波长，衍射明显，故e对。5(多选)(2019衡水模拟)如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab6 m，ac8 m。在t10时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t24 s时c点开始振动，则下列说法正确的是()甲乙a该机械波的传播速度大小为2 m/sb该列波的波长是2 mc两列波相遇后，c点振动加强d两列波相遇后，c点振动减弱e两列波相遇后，c点振动先加强后减弱abca点振动产生的机械波最先到达c点，则根据关系式v可知波速v2 m/s，选项a正确；由于v，则vt2 m/s1 s2 m，选项b正确；a波比b波早到达c点的时间t1 s，即两列波到达c点时，使c点振动加强，产生共振，由于两列机械波频率相同相干涉，故c总是振动加强点，选项c正确，选项d、e错误。6(多选)(2019兰州市联考)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象如图乙所示。下列说法正确的是()甲乙a图乙表示质点l的振动图象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 mabd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)一列简谐横波在x轴上传播，如图甲、乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且xab6 m。下列判断正确的是()甲乙a波一定沿x轴正方向传播b波可能沿x轴负方向传播c波长可能是8 md波速一定是6 m/se波速可能是2 m/sbce波的传播方向可能沿x轴正方向或x轴负方向传播，a错，b对；ab之间的距离可能是或(n0,1,2)，周期为4 s，波长可能为8 m，波速可能为2 m/s，d错，c、e对。8(多选)(2019临沂2月检测)如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于x0.2 m和x1.2 m处，振幅均为a2 cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v0.4 m/s，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质点p、q都首先沿y轴负方向运动bt0.75 s时刻，质点p、q都运动到m点ct1 s时刻，质点m相对平衡位置的位移为4 cmd经过1 s后，m点的振幅为4 cme经过1.5 s后，p点的振幅为4 cmacd由题图可知，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均首先沿y轴负方向运动，故a正确；质点不随波迁移，所以质点p、q都不会运动到m点，故b错误；波长为0.4 m，波速为0.4 m/s，则由波长与波速关系可求出，波的周期为t1 s，当t1 s时刻，两波的波谷恰好都传到质点m处，所以m点的位移为4 cm，即以后m点的振幅为4 cm，故c、d正确；当t1.5 s1t，此时q点振动形式传到p点，而此时左侧波在p点的振动形式向上，两列波在p点振动方向向反，叠加后p点的位移始终为0，故e错误。9.(多选)如图所示为一列向左传播的横波的图象，图中实线表示t时刻的波形，虚线表示又经t0.2 s时刻的波形，已知波长为2 m，下列说法正确的是()a波的周期的最大值为2 sb波的周期的最大值为 sc波的速度的最小值为9 m/sd这列波不能发生偏振现象e这列波遇到直径r1 m的障碍物会发生明显的衍射现象bce0.2 m，因波向左传播，则由图象可知波向左传播的距离为(n0、1、2)，所以0.2 st(n0、1、2)，n0时，周期最大，最大值为tm s，波速最小，最小值为vmin9 m/s，所以选项a错误，b、c正确；横波可以发生偏振现象，选项d错误；因为障碍物的直径r1 m2 m，则这列波遇到此障碍物可以发生明显的衍射现象，选项e正确。10(多选)图甲为某一简谐波在t0时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x2 m处的质点b的振动图象，质点c的平衡位置位于x4 m处。则下列说法正确的是()甲乙a该简谐波沿x轴负方向传播，其波速v4 m/sb在03.5 s时间内，质点b运动的路程为3.5 mc在t2 s时刻，质点c恰好经过平衡位置向y轴正方向运动d要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4 me若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为0.5 hzbce由题图乙质点b的振动图象可知，t0时刻，质点b的振动方向为沿y轴负方向，对照题图甲，可知该简谐波沿x轴正方向传播，由题图甲可知简谐波的波长为4 m，由题图乙可知，波的周期为t2 s，其波速v2 m/s，选项a错误；在03.5 s时间内，质点b 运动路程为s7a70.5 m3.5 m，选项b正确；在t2 s时刻，质点c经过一个周期恰好经过平衡位置向y轴正方向运动，选项c正确；要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应小于4 m或与4 m差不多，选项d错误；若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的周期应为2 s，频率为0.5 hz，选项e正确。11(2019平顶山二模)如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t0(实线)和t0.5 s(虚线)时刻的波形图。(1)若t0时刻，x2.5 m处的质点正沿y轴负方向振动，求该质点第一次回到t0时刻的位置所经过的最长时间；(2)若波动的周期t0.5 s2t，则在1 s内波形传播的距离为多少？解析本题根据波动图象和波形平移图分析波的传播问题。(1)已知在t0时刻，x2.5 m处的质点沿y轴负方向运动，波形向左平移，所以该波沿x轴负方向传播。结合图象可知，该质点回到t0时刻的位置波传播的最小距离为x1 m，波传播的速度为v m/s(k0,1,2)，则k0时波速最小，最小速度为v6 m/s；x2.5 m处质点第一次回到t0时刻的位置所用最长时间为t s。(2)由于t0.5 s2t，则0.5 s内波传播距离大于4 m，若波沿x轴正向传播，则0.5 s内波传播的距离为x15 m，波在1 s内传播的距离为10 m；若波沿x轴负向传播，则0.5 s内波传播的距离为x27 m，波在1 s内传播的距离为14 m。答案(1) s(2)10 m或14 m12a、b是一列简谐横波传播路径上的两个质点，a、b两质点的振动图象分别如图甲、乙所示，该波的传播方向由a到b，两质点平衡位置间的距离为0.9 m，t0时刻，a、b两质点之间有四个质点处于平衡位置，质点c的平衡位置位于a、b两质点平衡位置连线的中点处，求：甲乙(1)这列波的传播速度多大；(2