2019年高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波第2讲机械波练习

配餐作业配餐作业 机械波机械波 A 组 基础巩固题 1 以下关于波的说法正确的是 A 干涉现象是波的特征 因此任何两列波相遇时都会产生干涉现象 B 因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比 所以声波很容易产生衍射现象 C 声波是横波 D 纵波传播时 媒质中的各质点将随波的传播一直向前移动 解析 干涉现象是波的特征 但是只有频率相同的两列波相遇时才会产生干涉现象 A 项错误 发生衍射的条件是波的波长与障碍物的尺寸差不多 因为声波的波长可以与通 常的障碍物尺寸相比 所以声波很容易产生衍射现象 B 项正确 声波是纵波 C 项错误 纵波传播时 媒质中的各质点不随波向前移动 D 项错误 答案 B 2 多选 如图所示 一小型渔港的防波堤两端MN相距约 60 m 在防波堤后A B两 处有两只小船进港躲避风浪 某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播 则下列说法正确的是 A 假设波浪的波长约为 10 m 则A B两处小船基本上不受波浪影响 B 假设波浪的波长约为 10 m 则A B两处小船明显受到波浪影响 C 假设波浪的波长约为 50 m 则A B两处小船基本上不受波浪影响 D 假设波浪的波长约为 50 m 则A B两处小船明显受到波浪影响 解析 根据题意 A B两处小船明显受到波浪影响的原因是水波发生了明显的衍射现 象 波浪能传播到A B两处 由于只有当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的 时候 才会发生明显的衍射现象 故 A D 项正确 B C 项错误 答案 AD 3 多选 一列沿x轴传播的简谐波 波速为 4 m s 某时刻的波形图象如图所示 此 时x 8 m 处的质点具有正向最大速度 则再过 4 5 s A x 4 m 处质点具有正向最大加速度 B x 2 m 处质点具有负向最大速度 C x 0 处质点一定有负向最大加速度 D x 6 m 处质点通过的路程为 20 cm 解析 据题意 图示时刻x 8 m 处的质点具有正向最大速度 质点正经过平衡位置向 上 则波向x轴负方向传播 则该波的周期T s 2 s 因为n 2T 可知 v 8 4 t T 4 5 2 1 4 图示时刻x 4 m 处质点速度向下 再经过 4 5 s 处于波谷 位移为负向最大 则具有正 向最大加速度 故 A 项正确 图示时刻x 2 m 处质点位于波峰 再经过 4 5 s 处于平衡 位置向下 具有负向最大速度 故 B 项正确 图示时刻x 0 处质点速度向上 再经过 4 5 s 处于波峰位置 具有负向最大加速度 故 C 项正确 再经过 4 5 s x 6 m 处 质点处 于平衡位置 通过的路程为 2 4 A A 18 cm 故 D 项错误 故选 ABC 项 答案 ABC 4 多选 如图所示是一列简谐波在t 0 时的波形图象 波速为v 10 m s 此时波 恰好传到I点 下列说法正确的是 A 此列波的周期为T 0 4 s B 质点B F在振动过程中位移总是相等 C 质点I的起振方向沿y轴负方向 D 当t 5 1 s 时 x 10 m 的质点处于平衡位置处 解析 由波形图可知 波长 4 m 则T s 0 4 s 故 A 项正确 质点 v 4 10 B F之间的距离正好是一个波长 振动情况完全相同 所以质点B F在振动过程中位移 总是相等 故 B 项正确 由图可知 I刚开始振动时的方向沿y轴负方向 故 C 项正确 波传到x 10 m 的质点的时间t s 1 s t 5 1 s 时 x 10 m 的质点已经振 x v 10 10 动 4 1 s 10 T 所以此处处于波谷处 故 D 项错误 故选 ABC 1 4 答案 ABC 5 2017 天津 手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动 带动绳上的 其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播 示意如图 绳上有另一质点P 且O P的平衡位 置间距为L t 0 时 O位于最高点 P的位移恰好为零 速度方向竖直向上 下列判断正 确的是 A 该简谐波是纵波 B 该简谐波的最大波长为 2L C t 时 P在平衡位置上方 T 8 D t 时 P的速度方向竖直向上 3T 8 解析 波传播方向与质点的振动方向垂直 简谐波为横波 故 A 项错误 P点在时 4 此时波长最大 4L 该简谐波的最大波长为 4L 故 B 项错误 t 时 P点速度方向 T 8 向上 向波峰方向移动 此时位置在平衡位置上方 故 C 项正确 t 时 P点经过波峰 3T 8 向平衡位置移动 此时速度方向向下 故 D 项错误 答案 C 6 多选 图甲为一列横波在t 0 时的波动图象 图乙为该波中x 2 m 处质点P的振 动图象 下列说法正确的是 A 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象 则所遇到的波的频率为 0 25 Hz B 若该波能发生明显的衍射现象 则该波所遇到的障碍物尺寸一定比 4 m 大很多 C 再过 0 5 s P点的动能最大 D 波沿x轴正方向传播 解析 从图乙中可知周期为T 1 s 故频率为f 1 Hz 两列波相遇发生稳定干涉现 象的条件是频率相同 故所遇到的波的频率为 1 Hz A 项错误 从甲图中可知该横波的波 长为 4 m 若该波能发生明显的衍射现象 则该波所遇到的障碍物尺寸比 4 m 小或接 近 B 项错误 t 0 5 s P点到达平衡位置 速度最大 动能最大 C 项正确 由振 T 2 动图象上t 0 时刻读出P点的速度方向沿y轴正方向 则由波动图象判断出波沿x轴正方 向传播 D 项正确 答案 CD 7 多选 一列简谐横波沿x轴正方向传播 在x 12 m 处的质点的振动图线如图甲所 示 在x 18 m 处的质点的振动图线如图乙所示 下列说法正确的是 A 该波的周期为 12 s B x 12 m 处的质点在平衡位置向上振动时 x 18 m 处的质点在波峰 C 在 0 4 s 内x 12 m 处和x 18 m 处的质点通过的路程均为 6 cm D 该波的波长可能为 8 m E 该波的传播速度可能为 2 m s 解析 根据题图甲可知 该波的周期为 12 s A 项正确 根据图甲和图乙 x 12 m 处的质点在平衡位置向上振动时 x 18 m 处的质点在波峰 B 项正确 x 18 m 处质点的 振动方程为y 4sint 在 0 4 s 内质点通过的路程为 8 2 cm C 项错误 两质点 63 间的距离 x可能满足 x 6 m 当n 0 时 8 m D 项正确 这列波的 n 3 4 波速v m s m s 无论n取何值 该波的传播速度都不可能为 T 6 n 3 4 12 1 2n 3 2 2 m s E 项错误 答案 ABD 8 2017 全国卷 多选 如图 一列简谐横波沿x轴正方向传播 实线为t 0 时 的波形图 虚线为t 0 5 s 时的波形图 已知该简谐波的周期大于 0 5 s 关于该简谐波 下列说法正确的是 A 波长为 2 m B 波速为 6 m s C 频率为 1 5 Hz D t 1 s 时 x 1 m 处的质点处于波峰 E t 2 s 时 x 2 m 处的质点经过平衡位置 解析 由波形图可知 波长为 4 m A 项错误 实线为t 0 时的波形图 虚线为 t 0 5 s 时的波形图 波沿x轴正方向传播 又该波的周期大于 0 5 s 则 0 0 5 s 时间 内波传播的距离 x T 0 5 s 故周期T s 频率为 1 5 Hz 波速v f 6 3 4 3 4 2 3 m s B C 项正确 由 1 s T t 0 时 x 1 m 处的质点在波峰位置 t 1 时 该质点 3 2 应该在平衡位置向上振动 D 项错误 由 2 s 3T t 0 时 x 2 m 处的质点在平衡位置 t 2 s 时 该质点同样经过平衡位置 E 项正确 答案 BCE B 组 能力提升题 9 多选 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t 0 时刻的波形如图所示 质点P的 x坐标为 3 m 已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0 4 s 下列说法正 确的是 A 波速为 4 m s B 波的频率为 1 25 Hz C x坐标为 15 m 的质点在t 0 6 s 时恰好位于波谷 D x坐标为 22 m 的质点在t 0 2 s 时恰好位于波峰 E 当质点P位于波峰时 x坐标为 17 m 的质点恰好位于波谷 解析 任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0 4 s 可知振动周期 T 0 8 s 频率f 1 T 1 25 Hz B 项正确 从题图中可以看出波长 4 m 根据v f得v 5 m s A 项错误 由于波在传播过程中具有空间周期性 x坐标为 15 m 处的质点运动规律与x 3 m 处相同 从t 0 时刻经过 0 6 s 即经历 周期 质点应位于平衡位置 C 项错误 用同 3 4 样的方法可判断出 D E 正确 答案 BDE 10 一简谐横波沿x轴正向传播 图甲是t 0 时刻的波形图 图乙是介质中某质点的 振动图象 则该质点的x坐标值合理的是 甲 乙 A 0 5 m B 1 5 m C 2 5 m D 3 5 m 解析 由质点振动图象可知 t 0 时刻质点y坐标介于 0 1 0 2 之间 且振动方 向向下 再由波的图象以及波的传播方向和振动方向的关系可知 该质点x坐标的合理值 是x 2 5 m 故 C 项正确 答案 C 11 如图所示为在同一绳上相向传播的甲 乙两列简谐横波某时刻的波形图 其中 a b c是甲波上的三个点 下列说法正确的是 A 这两列波相遇时能发生干涉现象 B 甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大 C 质点a比质点b先回到平衡位置 D 若v甲 20 m s 再经t 0 3 s 质点c运动的路程是 0 3 m 解析 波速是由介质决定的 两列波在同一介质中传播 波速相同 根据f 可知 v 波长不同 频率不同 故不会发生稳定干涉 A B 项错误 根据走坡法 a质点向上振动 b质点向下振动 所以b比a先到达平衡位置 C 项错误 波速由介质决定 所以v甲 v 乙 20 m s 0 3 s 时乙波刚好传到质点c的位置 则在 0 3 s 时间内质点c是由甲波引起 的 质点c运动的路程s 4A 甲波的周期T s 0 4 s 解得s 0 3 m 故 t T v甲 8 20 D 项正确 答案 D 12 2017 全国卷 如图甲 在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源 S1 0 4 和S2 0 2 两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示 两列波的波速均为 1 00 m s 两列波从波源传播到点A 8 2 的路程差为 m 两列波引起的点 B 4 1 处质点的振动相互 填 加强 或 减弱 点C 0 0 5 处质点的振动相 互 填 加强 或 减弱 解析 由几何关系可知AS1 10 m AS2 8 m 所以波程差为 2 m 同理可求 BS1 BS2 0 为波长的整数倍 由振动图象知两振源振动方向相反 故B点为振动减弱点 CS1 CS2 1 m 波长 vT 所以C点振动加强 答案 2 减弱 加强 13 在某介质中形成一列简谐波 t 0 时刻的波形如图中的实线所示 若波向右传播 零时刻刚好传到A点 且再经过 0 6 s P点也开始起振 求 1 该列波的周期T 2 从t 0 时起到P点第一次达到波峰时止 O点对平衡位置的位移y0及其所经过的 路程s0各为多少 解析 1 由图象可知 波长 2 m 振幅A 2 cm 波速v m s 10 m s x t1 6 0 6 由v 可解得 周期T 0 2 s T v 2 波向右传播 所有质点的起振方向向下 由t 0 至P点第一次到达波峰止 经历的时间 t2 t1 T T 3 4 15 4 t 0 时O点在平衡位置向上振动 故经 t2时间 O点运动到波谷 即相对于平衡位置的位移 y0 2 cm 0 02 m 质点O每 通过的路程为一个振幅 经 t2时间 质点O通过的路程 T 4 s0 15A 30 cm 0 3 m 答案 1 0 2 s 2 y0 0 02 m s0 0 3 m 14 如图所示是在竖直方向上振动并沿水平方向传播的简谐波 实线是t 0 时刻的波 形图 虚线是t 0 2 s 时刻的波形图 则 1 若波沿x轴负方向传播 求它传播的速度 2 若波沿x轴正方向传播 求它的最大周期 3 若波速是 25 m s 求t 0 时刻P点的运动方向 解析 1 波沿x轴负方向传播时 传播的可能距离为 x 4n 3 n 3 4 m n 0 1 2 3 传播的