【高效课堂】2011高考物理总复习 课堂45分钟精练 第2节 机械波（含详细答案）新人教版选修3-4

第第 2 2 节节 机械波机械波 1 2009 全国 下列关于简谐振动和简谐波的说法 正确的是 A 媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B 媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C 波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D 横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍 2 2009 北京 一简谐机械波沿x轴正方向传播 周期为T 波长为 若在x 0 处质 点的振动图象如图所示 则该波在t T 2 时刻的波形曲线为 3 2009 浙江 一列波长大于 1 m 的横波沿着 x 轴正方向传播 处在x1 1 m 和x2 2 m 的两质点 A B 的振动图象如图所示 由此可知 A 波长为 4 3 m B 波速为 1 m s C 3 s 末A B两质点的位移相同 D 1 s 末A点的振动速度大于B点的振动速度 4 有 1 2 两列完全相同的横波 分别从波源两点A B 沿直线相向传播 t 0 时刻的图象 如图所示 如果两列波的波速都为 1 m s 则 A t 0 2 s 时 C D之间只有点F的位移最大 B t 0 2 s 时 C D之间点E F G的位移最大 C t 0 5 s 时 C D之间只有点F的位移最大 D t 0 5 s 时 C D之间点E G的位移最大 5 2009 山东 图为一简谐波在t 0 时刻的波形图 介质中的质点P做简谐运动的表达 式为y Asin 5 t 求该波的波速 并画出t 0 3 s 时的波形图 至少画出一个波长 6 如图所示 甲为某一波在t 1 0 s 时的图象 乙为参与该波动的 P 质点的振动图象 1 说出两图中AA 的意义 2 说出甲图中OA B图线的意义 3 求该波速v 4 在甲图中画出再经3 5 s 时的波形图 5 求再经过 3 5 s 时P质点的路程 s 和位移 7 如图中的实线是某时刻的波形图象 虚线是经过 0 2 s 时的波形图象 1 假定波向左传播 求它传播的可能距离 2 若这列波向右传播 求它的最大周期 3 假定波速是 35 m s 求波的传播方向 8 有两列简谐横波a b在同一媒质中沿 x 轴正方向传播 波速均为v 2 5 m s 在t 0 时 两列波的波峰正好在x 2 5 m 处重合 如图所示 1 求两列波的周期Ta和Tb 2 求t 0 时 两列波的波峰重合处的所有位置 3 辨析题 分析并判断在t 0 时是否存在两列波的波谷重合处 某同学分析如下 既然两列波的波峰存在重合处 那么波谷与波谷重合处也一定存在 只要 找到这两列波半波长的最小公倍数 即可得到波谷与波谷重合处的所有位置 你认为该同学的分析正确吗 若正确 求出这些点的位置 若不正确 指出错误处并通过计 算说明理由 9 一根弹性绳沿x轴方向放置 左端在原点O 用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期 为 1 s 的简谐运动 于是在绳上形成一列简谐波 如图所示 求 1 若从波传到平衡位置在x 1 m 处的M质点时开始计时 那么经过的时间 t等于多少 时 平衡位置在x 4 5 m 处的 N 质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置 在图中准确画 出当时弹性绳上的波形 2 从绳的左端点开始做简谐运动起 当它通过的总路程为 88 cm 时 N质点振动通过的 总路程是多少 10 公路巡警开车在高速公路上以 100 km h 的恒定速度巡查 在同一车道上巡警车向前方 的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波 如果该电磁波被那辆轿车反射回来时 1 巡警车接收到的电磁波频率比发出的低 2 巡警车接收到的频率比发出的高 以上两种情况说明了什么问题 11 2009 海南 有一种示波器可以同时显示两列波形 对于这两列波 显示屏上横向每 格代表的时间间隔相同 利用此种示波器可以测量液体中的声速 实验装置的一部分如图甲 所示 管内盛满液体 音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出 被 接收器所接收 图乙为示波器的显示屏 屏上所显示的上 下两列波形分别为发射信号与接 收信号 若已知发射的脉冲信号频率为f 2000 Hz 发射器与接收器的距离为s 1 30 m 求 管内液体中的声速 已知所测声速应在 1300 1600 m s 之间 结果保留两位有效数字 第第 2 2 节节 机械波机械波 1 解析 本题考查机械波和机械振动 媒质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致 质点振动一周期 波向前传播一周期 A 正确 而各质点做简谐运动速度随时间周期性变化 但 波在媒质中是匀速向前传播的 所以不相等 B 错误 对于横波而言传播方向和振动方向是垂 直的 C 错误 根据波的特点 D 正确 答案 AD 2 解析 从振动图上可以看出 x 0 处的质点在 t T 2 时刻处于平衡位置 且正在向下振动 四个选项中只有 A 图符合要求 故 A 正确 答案 A 3 解析 x x2 x1 1 m 由于波沿 x 正方向传播 所以 A 先振动 又由于波长大于 1 m 且 t 3 s 3 T 4 所以 x 3 4 4 3 m A 正确 波速 v x t 1 3 m s B 错 误 由振动图象知 在 3 s 末 A B 两质点的位移不同 C 错误 1 s 末 A 点速度为零 B 点速度最大 D 错误 答案 A 4 解析 经 t 0 2 s 两列波各自向前传播了 0 2 m 恰好在 F 点相遇 在其他各点还没 有叠加 故 A B 均错误 经 t 0 5 s 两列波各自向前传播了 0 5 m 两列波的波峰恰好都 传播到 F 点 故 C D 之间只有 F 点位移最大 C 正确 D 错误 答案 C 5 解析 由简谐运动的表达式可知 5 rad s t 0 时刻质点 P 向上运动 故波沿 x 轴 正方向传播 由波形图读出波长 4 m T 2 由波速公式 v T 联立以上两式代入 数据可得 v 10 m s T 0 4 s 故 t 0 3 s 时的波形图如图所示 6 解析 1 甲图中 AA 表示 A 质点的振幅或 1 0 s 时 A 质点的位移大小为 0 2 m 方向为 负 乙图中 AA 表示 P 质点的振幅 也是 P 质点在 0 25 s 时位移大小为 0 2 m 方向为负 2 甲图中 OA B 段图线表示 O 到 B 之间所有质点在 1 0 s 时的位移 由乙图看出 P 质点在 1 0 s 时向 y 方向振动 所以甲图中波向左传播 则 OA 间各质点正向远离平衡位置方向 振动 A B 间各质点正向靠近平衡位置方向振动 3 该同学的分析不正确 要找两列波的波谷与波谷重合处 必须从波峰重合处出发 找到这两列波半波长的奇数倍 恰好相等的位置 设距离 x 2 5 m 为 L 处两列波的波谷与波谷相遇 并设 L 2m 1 a 2 L 2n 1 b 2 式中 m n 均为正整数 只要找到相应的 m n 即可 将 a 2 5 m b 4 0 m 代入并整理 得 2m 1 2n 1 b a 85 由于上式中 m n 在正整数范围内无解 所以不存在波谷与波 谷重合处 9 解析 1 由波的传播特性和波动图象知 波长 2 m 波从 x 1 m 传至 x 4 5 m 处的 N 质点需要的时间 t 7 T 4 此时 x 4 5 m 处的质点正向 y 轴负方向运动 x 4 5 m 处的 N 质点恰好第一次沿 y 轴正向通过平衡位置此时波形如图所示 2 由图知 振幅 A 8 cm 质点在一个周期内通过的路程为 4A 32 cm O 质点通过 88 cm 的路程共经过的时间为 t 11 T 4 从 x 0 传至 x 4 5 m 处的 N 质点需要 时间 t1 为 9 T 4 质点 N 运动的时间为 1 T 2 所以质点 N 振动通过的总路程为 s 1 2 4A 2A 16 cm 10 解析 1 如果警车接收到的电磁波频率比发出时低 由多普勒效应可知 警车与轿 车在相互远离 又由于警车在后且车速恒定 所以轿车的速度大于 100 km h 2 如果警车接收到的电磁波频率比发出时高 由多普勒效应可知 警车与轿车在相互靠 近 同理可知 轿车的速度小于 100 km h 11 解析 设脉冲信号的周期为 T 从显示的波形可以看出 图乙