2013届高考物理一轮复习知能演练 12.2 机械波 沪科版

1 20132013 届高考物理一轮复习知能演练届高考物理一轮复习知能演练 12 212 2 机械波机械波 沪科版沪科版 1 2010 高考重庆理综卷 一列简谐波在两时刻的波形如图 12 2 8 中实线和虚线所示 由图可确定这列波的 图 12 2 8 A 周期 B 波速 C 波长 D 频率 解析 选 C 只有题目中提供的图形只能确定振幅和波长 故选项 C 正确 2 2011 高考北京理综卷 介质中有一列简谐机械波传播 对于其中某个振动质点 A 它的振动速度等于波的传播速度 B 它的振动方向一定垂直于波的传播方向 C 它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D 它的振动频率等于波源的振动频率 解析 选 D 机械波传播时 质点是在平衡位置附近做简谐运动 而波在介质中是匀速传播 质点振动的速度与波的传播速度是完全不同的 两者之间没有必然联系 选项 A 错误 在横 波中 质点的振动方向与波的传播方向垂直 而在纵波中 质点的振动方向与波的传播方向 在同一直线上 选项 B 错误 质点在一个周期内走过的路程为四个振幅的长度 而不是一个 波长 选项 C 错误 介质中的质点做受迫振动 其振动频率等于驱动力的频率 选项 D 正确 3 2011 高考四川理综卷 如图 12 2 9 为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t 0 时 的波形图 当Q点在t 0 时的振动状态传到P点时 则 图 12 2 9 A 1 cm x 3 cm 范围内的质点正在向y轴的负方向运动 B Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向 C Q处的质点此时正在波峰位置 D Q处的质点此时运动到P处 解析 选 B 画出将Q点的振动状态传到P点 即t T时的波形图 如图 由波的传播 3 4 方向知 1 cm x 2 cm 范围内的质点沿y轴正向运动 A 错误 此时Q处的质点在波谷 2 具有沿y轴正方向的加速度 所以 B 正确 C D 错误 4 利用发波水槽得到的水面波形如图 12 2 10 a b 所示 则 图 12 2 10 A 图 a b 均显示了波的干涉现象 B 图 a b 均显示了波的衍射现象 C 图 a 显示了波的干涉现象 图 b 显示了波的衍射现象 D 图 a 显示了波的衍射现象 图 b 显示了波的干涉现象 解析 选 D 本题考查波的衍射 干涉 意在考查考生对波的衍射和干涉演示实验的理解能 力 图 a 表示波通过狭缝后发生衍射 图 b 现象出现稳定的振动加强和振动减弱区域 是 波的干涉现象 5 医用 B 超 发出的超声波频率为 7 25 104 Hz 某时刻这种超声波在人体内传播的波形 图如图 12 2 11 所示 该波沿x轴正方向传播 图 12 2 11 1 以该时刻为计时起始时刻 画出x 1 cm 处质点的振动图像 只画一个周期 2 在给患者的病变部位进行检测时 从探头发出的同一超声波脉冲经病变部分反射 回到 探头有两个信号 两个信号时间间隔 20 s 求患者病变部分的尺寸大小 解析 1 由题意可知T s 10 4 s 则质点振动图像如图所示 1 f 1 7 25 104 4 29 2 由波形图可得波长 2 cm 这列波在人体内的传播速度v f 1 45 103 m s 患者病变部分的尺寸大小为 l m 1 45 cm v t 2 1 45 103 20 10 6 2 答案 1 见解析 2 1 45 cm 一 选择题 1 2010 高考上海卷 声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物 这是因为 A 声波是纵波 光波是横波 B 声波振幅大 光波振幅小 C 声波波长较长 光波波长较短 D 声波波速较小 光波波速很大 解析 选 C 根据波产生明显衍射现象的条件 障碍物或小孔的尺寸与波的波长差不多或比 波的波长小可知 声波有明显的衍射现象而光波的衍射现象不明显是因为声波的波长较长 2 如图 12 2 12 表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况 图中的圆表示波峰 观察到 的波的频率最低的点是 3 图 12 2 12 A A点 B B点 C C点 D D点 解析 选 B 由图中可知 波源远离B点运动 1 s 内通过B点的波峰个数最少 频率最低 故选项 B 正确 3 2011 高考重庆理综卷 介质中坐标原点O处的波源在t 0 时刻开始振动 产生的简谐 波沿x轴正向传播 t0时刻传到L处 波形如图 12 2 13 所示 下列能描述x0处质点振动 的图像是 图 12 2 13 图 12 2 14 解析 选 C 因波沿x轴正向传播 由 上下坡法 可知t t0时L处的质点振动方向向下 可知x0处的起振方向向下 故 A B 两项均错 还可判断在t0时刻x0处的质点振动方向也向 下 故 C 项正确 D 项错误 4 2012 浙江温州五校联考 如图 12 2 15 所示为一列在均匀介质中传播的简谐横波在 某时刻的波形图 波速为 2 m s 此时P点振动方向沿y轴负方向 则 图 12 2 15 A 机械波传播的方向沿x轴正方向 B P点的振幅比Q点的小 C 经过 t 4 s 质点P将向右移动 8 m D 经过 t 4 s 质点Q通过的路程是 0 4 m 解析 选 AD 由P点振动方向沿y轴负方向可知波向右传播 选项 A 正确 波传播过程中 各点振幅相同且质点并不随波迁移 选项 B C 错误 周期T s 2 s t 4 s 为 v 4 2 两个周期 Q质点完成两个全振动 路程为 8A 40 cm 0 4 m D 正确 4 5 如图 12 2 16 所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波 实线为t 0 时刻的波形图 虚线为t 0 6 s 时的波形图 波的周期T 0 6 s 则 图 12 2 16 A 波的周期为 2 4 s B 在t 0 9 s 时 P点沿y轴正方向运动 C 经过 0 4 s P点经过的路程为 4 m D 在t 0 5 s 时 Q点到达波峰位置 解析 选 D 波沿x轴负向传播 T 0 6 s 由波形图可知 x 用时间t 0 6 s T 3 4 3 4 T 0 8 s A 错 t 0 9 s T 0 1 s P点沿y轴负方向运动 经 0 4 s P点运动半个周 期 经过的路程为 0 4 m B C 错 t 0 x 10 m 处质点处在波峰 经 0 5 s 波峰向左 传 x 5 m 故 D 正确 6 2010 高考上海卷 如图 12 2 17 一列简谐横波沿x轴正方向传播 实线和虚线分别 表示t1 0 和t2 0 5 s T 0 5 s 时的波形 能正确反映t3 7 5 s 时波形的是图 图 12 2 17 图 12 2 18 解析 选 D 本题考查波动图像 意在考查考生对波动图像的理解能力 由题图可知 T 0 5 s 则波的周期T 又T 0 5 s 即n 0 所以该波的周期T 2 s 1 4 n 2 4n 1 t3 7 5 s 3T 所以 D 正确 3 4 7 2012 武汉调研 一简谐横波沿x轴正方向传播 若在x 1 m 处质点的振动图像如图 12 2 19 所示 则该波在t 0 3 s 时刻的波形曲线为 5 图 12 2 19 图 12 2 20 解析 选 A 由题图可知t 0 3 s 时刻处于x 1 m 处的质点在波谷位置 显然t 0 3 s 时 刻的波形图中只有 A 对应了x 1 m 处的质点处在波谷位置 A 正确 8 2010 高考天津卷 一列简谐横波沿x轴正向传播 传到M点时波形如图 12 2 21 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 12 2 21 A A 1 m f 5 Hz B A 0 5 m f 5 Hz C A 1 m f 2 5 Hz D A 0 5 m f 2 5 Hz 解析 选 D 由图像可知 该简谐横波的振幅A 0 5 m 波的传播速度v f f x t Hz 2 5 Hz 故选项 D 正确 x t 6 0 6 4 9 2011 高考全国理综卷 一列简谐横波沿x轴传播 波长为 1 2 m 振幅为A 当坐标为 x 0 处质元的位移为 A且向y轴负方向运动时 坐标为x 0 4 m 处质元的位移为A 3 2 3 2 当坐标为x 0 2 m 处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时 x 0 4 m 处质元的位移 和运动方向分别为 A A 沿y轴正方向 B A 沿y轴负方向 1 2 1 2 C A 沿y轴正方向 D A 沿y轴负方向 3 2 3 2 解析 选 C 1 2 m 坐标为x 0 4 m 处的质元距坐标原点为 若波沿x轴正方向传 1 3 播 其波形如图所示 6 此时x 0 2 m 处质元在平衡位置且向y轴负方向运动 x 0 4 m 处质元也向y轴负方向运 动 当x 0 2 m 处质元在平衡位置且向y轴正方向运动时 需经t T 此时x 0 4 m 处 n 2 质元应在平衡位置之下y A 沿y轴正方向 C 正确 3 2 若波沿x轴负方向传播 如图所示位移为A处的质元距O点大于 故本题选 C 3 2 1 3 二 非选择题 10 2011 高考上海单科卷 两列简谐波沿x轴相向而行 波速均为v 0 4 m s 两波源分 别位于A B处 t 0 时的波形如图 12 2 22 所示 当t 2 5 s 时 M点的位移为 cm N点的位移为 cm 图 12 2 22 解析 2 5 s 内两波传播的距离为s vt 0 4 2 5 m 1 m t 2 5 s 时的波形图如图所示 由波的叠加规律可知 N M两点的位移为 0 和 2 m 答案 2 0 11 2010 高考课标全国理综卷 波源S1和S2振动方向相同 频率均为 4 Hz 分别置于均匀 介质中x轴上的O A两点处 OA 2 m 如图 12 2 23 所示 两波源产生的简谐横波沿x 轴相向传播 波速为 4 m s 已知两波源振动的初始相位相同 求 图 12 2 23 1 简谐横波的波长 2 OA间合振动振幅最小的点的位置 解析 1 设简谐横波波长为 频率为f 波速为v 7 则 v f 代入已知数据得 1 m 2 以O为坐标原点 设P为OA间的任意一点 其坐标为x 则两波源到P点的波程差 l 为 l x 2 x 0 x 2 其中x l以m为单位 合振动振幅最小的点的位置满足 l k为整数 k 1 2 联立 式 得x 0 25 m 0 75 m 1 25 m 1 75 m 答案 1 1 m 2 0 25 m 0 75 m 1 25 m 1 75 m 12 某时刻的波形图如图 12 2 24 所示 波沿x轴正方向传播 质点P的坐标x 0 32 m 从此时刻开始计时 图 12 2 24 1 若每间隔最小时间 0 4 s 重复出现波形图 求波速 2 若P点经过 0 4 s 第一次达到正向最大位移 求波速 3 若P点经过 0 4 s 到达平衡位置 求波速 解析 1 从波的图像可以看出波长为 0 8 m 由题意