【优化探究】2012高考物理一轮复习 基础巩固演练12-2

用心 爱心 专心 1 1 2011 年福州模拟 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波 波速 v 200 m s 已知t 0 时 波刚好传播到x 40 m 处 如图所示 在x 400 m 处有一接收 器 图中未画出 则下列说法正确的是 A 波源开始振动时方向沿y轴正方向 B 从t 0 开始经 0 15 s x 40 m 的质点运动的路程为 0 6 m C 接收器在t 2 s 时才能接收到此波 D 若波源向x轴正方向运动 接收器接收到波的频率可能为 9 Hz 解析 t 0 时 波刚好传播到x 40 m 处 由质点振动的滞后性可以断定 x 40 m 处 的质点的起振方向是向下的 这显然也是波源初始时刻的振动方向 由于T 0 1 v s f 10 Hz 从t 0 开始经 0 15 s x 40 m 的质点振动了t T 通过的路程为 1 T 3 2 s 4 A 0 6 m 此波传到接收器所需时间为 t s 1 8 s 由多普勒效 3 2 x v 400 40 200 应可知 当波源向x轴正方向运动时 接收器接收到波的频率会大于 10 Hz 所以正确选项为 B 答案 B 2 2009 年高考福建卷 图甲为一列简谐横波在t 0 10 s 时刻的波形图 P是平衡位 置为x 1 m 处的质点 Q是平衡位置为x 4 m 处的质点 图乙为质点Q的振动图象 则 A t 0 15 s 时 质点Q的加速度达到正向最大 B t 0 15 s 时 质点P的运动方向沿y轴负方向 C 从t 0 10 s 到t 0 25 s 该波沿x轴正方向传播了 6 m D 从t 0 10 s 到t 0 25 s 质点P通过的路程为 30 cm 解析 由y t图象知 周期T 0 20 s 且在t 0 10 s 时Q点在平衡位置沿y轴负方 用心 爱心 专心 2 向运动 可以推断波沿x轴负方向传播 所以 C 错 从t 0 10 s 到t 0 15 s 时 t 0 05 s T 4 质点Q从图甲所示的位置振动T 4 到达负最大位移处 又加速度方向与 位移方向相反 大小与位移的大小成正比 所以此时Q的加速度达到正向最大 而P点从图 甲所示位置运动T 4 时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中 速度沿y轴负方向 所 以 A B 都对 振动的质点在t 1 T内 质点运动的路程为 4 A t T 2 质点运动的路程 为 2A 但t T 4 时 质点运动的路程不一定是 1 A t 3T 4 时 质点运动的路程也不一定 是 3 A 本题中从t 0 10 s 到t 0 25 s 内 t 0 15 s 3T 4 P点的起始位置既不是 平衡位置 又不是最大位移处 所以在 3T 4 时间内的路程不是 30 cm 答案 AB 3 2009 年高考北京卷 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 解析 从振动图象上可以看出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 项正确 答案 A 4 2009 年高考广东卷 如图为声波干涉演示仪的原理图 两个 U 形管A和B套在一起 A 管两侧各有一个小孔 声波从左侧小孔传入管内 被分 成两列频率 的波 当声波分别通过A B传播到右侧小孔时 若两列波传播的路程 相差半个波长 则此处声波的振幅 若传播的路程相差一个波长 则此处声波的振 幅 用心 爱心 专心 3 解析 声波从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同的波 若两列波传播的 路程相差半个波长 则振动相消 所以此处振幅为零 若传播的路程相差一个波长 振动加 强 则此处声波的振幅为原振幅的二倍 答案 相等 等于零 等于原振幅的二倍 5 探究创新 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 巡警车接收到的电磁波频率比发出的高 以上两种情况说明了什么问题 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 答案 1 轿车的速度大于 100 km h 2 轿车的速度小于 100 km h 6 如图所示表示两个相干波源S1 S2产生的波在同一种均匀介质中相遇 图中实线表 示波峰 虚线表示波谷 c和f分别为ae和bd的中点 则 1 在a b c d e f六点中 振动加强的点是 振动减弱的点是 2 若两振源S1和S2振幅相同 此时刻位移为零的点是 3 画出此时刻ace连线上 以a为原点的一列完整波形 标出ce两点 解析 1 a e两点分别是波谷与波谷 波峰与波峰相交的点 故此两点为振动加强点 c处在a e连线上 且从运动的角度分析a点的振动形式恰沿该线传播 故c点是振动加强 点 同理b d是减弱点 f也是减弱点 2 因为S1 S2振幅相同 振动最强区的振幅为 2A 最弱区的振幅为零 该时刻a e的 中点c正处在平衡位置 所以位移为零的是b c d f 3 图中 用心 爱心 专心 4 对应的时刻a处在两波谷的交点上 即此刻a在波谷 同理e在波峰 故a e中点c 在平衡位置 所以所对应的波形如右图 答案 见解析 7 2009 年高考江苏卷 在t 0 时刻 质点A开始做简谐运动 其振动图象如图所示 质点A振动的周期是 s t 8 s 时 质点A的运动沿y轴的 方向 填 正 或 负 质点B 在波的传播方向上与A相距 16 m 已知波的传播速度为 2 m s 在t 9 s 时 质点B偏离 平衡位置的位移是 cm 解析 题图为波的振动图象 由图象可知周期为 4 s 波源的起振方向与各个质点起振 方向相同且向上 t 6 s 时质点在平衡位置向下振动 故 8 s 时质点在平衡位置向上振动 波传播到B点 需要时间t1 s 8 s 故t 9 s 时 质点又振动了 1 s 个周期 x v 16 2 1 4 处于正向最大位移处 位移为 10 cm 答案 4 正 10 8 思维拓展 如图所示为一单摆的共振曲线 已知重力加速度g 10 m s2 求 1 该单摆的摆长约为多少 2 共振时摆球的最大速度大小是多少 解析 1 由题意知 当单摆共振时频率f 0 5 Hz 即f固 0 5 Hz 由T 2 得 L 1 0 m L g g 4 2f2 2 由题意知 当单摆共振时振幅A 8 cm 0 08 m 根据机械能守恒定律可得 mv mgL 1 cos m 1 22 m 用心 爱心 专心 5 且 1 cos m 2sin2 m 2 A2 2L2 解得 vm A 0 25 m s g L 答案 1 1 0 m 2 0 25 m s 9 2011 年莱芜模拟 如图 所示 实线为某时刻的波形图 虚线是 0 2 s 后的波形图 1 若波向左传播 请在实线波形图上标出此时刻图中P点的振动方向并求出位移 2 若波向右传播 求它的最大周期 3 若