2020届高三物理一轮复习第十四章第2讲机械波课时作业（含解析）.docx

机械波一、选择题1关于机械振动与机械波说法正确的是()A机械波的频率等于振源的振动频率B机械波的传播速度与振源的振动速度相等C质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离E机械波在介质中传播的速度由介质本身决定解析：机械波的频率就是振源的振动频率，故A正确；机械波的传播速度与振源的振动速度无关，故B错误；波分横波和纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，故C错误；由v可知，在一个周期内，沿波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离，故D正确；机械波在介质中传播的速度由介质本身决定，故E正确答案：ADE2(2018百校联盟高考名师6月猜题卷)一列正弦式简谐横波，在t0时刻的波形图如图所示，已知这列波沿x轴正方向传播，M为传播方向上一质点，此时M点的纵坐标为 cm，若经过时间t0.1 s，M点首次到达波峰下列说法中正确的是()A波动方程为y2sin(2x)cmBM点的坐标为(0.3 m， cm)C波的传播速度大小为1.25 m/sD质点的振动周期为1 sE从t0时刻起，再经过t0.5 s质点M的路程为(6)cm解析：根据波形图可知1 m，振幅A2 cm，则波动方程为yAsinx2sin(2x)cm，选项A正确；将M点纵坐标y cm代入波动方程，结合图象解得M点的坐标为( m， cm)，选项B错误；由于经过时间t0.1 s，M点首次到达波峰，即M点左侧相邻的波峰传播到M点，距离等于x()m m，波的传播速度v，代入数据可得v1.25 m/s，选项C正确；波的传播方向上任意质点的振动周期T，代入数据可得T0.8 s，选项D错误；假设质点M在此过程中振动了n个周期，则tnT，代入数据可得n，t0时刻M向上振动，t0.5 s时M点首次到达波谷位置，所以质点M运动的路程s(2)2A(6)cm，选项E正确答案：ACE3(2019河南三门峡高三质检)如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波峰位置，设波的周期为T，波长为，波的传播速度为v，下列说法正确的是()A图中的a点为振动减弱点的位置B图中的b点为振动加强点的位置C从图中时刻开始，波源S1的波峰传播到a、b位置的最短时间均为DvTE波源S1的波经过干涉之后波的性质完全改变解析：由图可以知道，a质点是波峰与波谷相遇，为振动减弱点的位置，故A正确；b点到两波源的距离相等，是波谷与波谷相遇处，为振动加强点的位置，故B正确；波在同一均匀介质中是匀速传播的，从图中时刻开始，波源S1的波峰到a、b平衡位置的距离都是半个波长，所以波源S1的波峰传播到a、b位置的最短时间均为，故C正确；波速公式为v，故D错误；波源S1的波经过干涉之后波的性质不变，故E错误答案：ABC4一列波沿x轴传播，t2 s时刻的波形如图甲所示，图乙是某质点的振动图象，则下列说法正确的是()A波的传播速度为1 m/sB波如果向右传播，则图乙是x0、4 m处质点的振动图象C波如果向右传播，则图乙是x2 m、6 m处质点的振动图象D波如果向左传播，则图乙是x0、4 m处质点的振动图象E波如果向左传播，则图乙是x2 m、6 m处质点的振动图象解析：根据波形图可知该波的波长为4 m，该波的周期为4 s，则v1 m/s，选项A正确；根据振动图象知该质点在t2 s时在平衡位置并且向下振动，根据波的振动方向与波的传播方向间的关系可知，波如果向右传播，图乙应是x0、4 m处质点的振动图象，选项B正确，C错误；如果波向左传播，图乙是x2 m、6 m处质点的振动图象，选项D错误，E正确答案：ABE5如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，则下列说法正确的是()A从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置B从图示时刻开始，经0.01 s时间x2 m处质点通过的路程为0.4 mC若该波波源从x0处沿x轴正方向运动，则在x2 000 m处接收到的波的频率将小于50 HzD若该波传播过程中遇到宽约为3 m的障碍物，则能发生明显的衍射现象Ea质点的振动频率为50 Hz解析：根据“上坡下，下坡上”知，题图所示时刻质点b正向y轴负方向振动，故质点a比质点b先回到平衡位置，选项A错误；根据题图知波长为4 m，由T0.02 s知，f50 Hz，经过0.01 s，x2 m处的质点回到平衡位置，运动的路程为0.4 m，选项B、E正确；由于波源靠近观察者所在处，故接收到的波的频率大于50 Hz，选项C错误；波发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，选项D正确答案：BDE6(2019河南开封质检)图甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处的质点，Q 是平衡位置为x4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则()A波沿x 轴负方向传播Bt0.15 s时，质点Q 的加速度达到负向最大Ct0.15 s时，质点P的运动方向沿y 轴负方向D从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cmE质点Q 的振动方程为 y0.1sin 10t m解析：由振动图象可知，在t0.10 s时刻，x4 m处的质点Q向下运动，结合波动图象可知波沿x轴负方向传播，选项A正确；t0.15 s时，质点Q处于波谷位置，加速度为正向最大，选项B错误；由振动图象可知，周期为0.20 s，故在t0.15 s时，质点P振动了个周期，则质点P位移为正，向平衡位置运动，即运动方向为沿y轴负方向，选项C正确；由于质点P在t0.10 s时刻向正向最大位移处振动，所以从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程小于3个振幅，小于30 cm，选项D错误；质点Q的振动方程为y0.1sin 10t m，选项E正确答案：ACE7(2019山西五校联考)沿x轴传播的一列简谐横波在t0时刻的波形如图所示，两质点M、N的横坐标分别为x11.5 m和x22.5 m，t0时刻质点M的运动方向沿y轴的负方向若从t0时刻开始，经0.25 s质点N第一次到达平衡位置，则()A该列波沿x轴负方向传播B该列波的周期为1 sC该列波的波速为2 m/sD1 s末，质点M的运动方向沿y轴的负方向E01 s内，质点N通过的路程等于8 cm解析：由t0时刻质点M的运动方向沿y轴的负方向，可知该列波沿x轴负方向传播，A项正确因经0.25 s质点N第一次到达平衡位置，结合题图可知此段时间内波沿x轴负方向传播了3 m2.5 m0.5 m，则0.25 s，得T2 s，B项错误由题图知4 m，则波速v2 m/s，C项正确.1 s，这时质点M的运动方向沿y轴的正方向，D项错误.1 s，01 s内，质点N通过的路程sN2A8 cm，E项正确答案：ACE二、非选择题8(1)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_A波速变大B波速不变C频率变高 D频率不变(2)用2106 Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m/s和1 500 m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的_倍用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时_(选填“容易”或“不容易”)发生衍射解析：(1)在同种介质中，超声波的传播速度保持不变，根据多普勒效应可知，频率变高，所以B、C正确(2)根据，在传播过程中，频率保持不变，所以1.5；波长越短越不容易发生衍射，所以超声波遇到结石时，不容易发生衍射答案：(1)BC(2)1.5不容易9(2019湖北武汉调研)如图所示是一列沿x轴负方向传播的机械波图象，实线是t10时刻的波形，虚线是t21 s时刻的波形，求：(1)该列波的周期和波速；(2)从t1时刻起质点P运动至波谷位置的最短时间是多少解析：(1)由题图知，波长4 m波沿x轴负方向传播，在tt2t11 s内传播了x(n)(n0,1,2,3，)即t(n)T(n0,1,2,3，)T s(n0,1,2,3，)波速v(4n3) m/s(n0,1,2,3，)(2)设t1时刻起质点P运动至波谷位置的最短时间为t，此时对应的周期为T sP运动至波谷位置的最短时间tT s答案：(1) s(n0,1,2,3，)(4n3)m/s(n0,1,2,3，)(2) s10如图，平衡位置处于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P点坐标为5 cm，Q点坐标为30 cm，PQ之间的距离介于一倍波长和二倍波长之间已知波源自t0时由平衡位置向上振动，周期T1 s，振幅A4 cm.当波传播到P点时，波源恰好位于波峰位置求：(1)波的传播速度大小；(2)从t0开始到平衡位置位于Q处的质点第一次到达波谷时，波源通过的路程解析：(1)由题意，P点坐标为5 cm，Q点坐标为30 cm，PQ之间的距离介于一倍波长和二倍波长之间得：17.5 cm35 cm当波传播到P点时，波源恰好位于波峰位置则波长为20 cm波速为v0.2 m/s(2)波传到Q点所需的时间为t11.5T，此过程波源通过的路程为s16A，从Q处的质点开始振动到第一次到达波谷所需的时间t2T，此过程波源通过的路程为s23A则波源通过的总路程ss1s29A36 cm.答案：(1)0.2 m/s或20 cm/s(2)36 cm11(2019山西晋城模拟)如图所示为一列简谐横波在t10.05 s时的波形图，已知该简谐横波沿x轴的负方向传播，A、B两点为该简谐波上平衡位置在xA1.0 m、xB1.2 m处的质点经观测可知A点通过的路程为振幅的10倍，所用的时间为t0.5 s，求： (1)该简谐横波的传播周期以及A点的振动方程；(2)由t10.05 s时开始计时，B点回到平衡位置的时间解析：(1)由波形图可知，振幅为A0.8 cm，波长为2 m；A点通过的路程为振幅的10倍，需要的时间为2.5T，即2.5T0.5 s，所以周期T0.2 s，10 rad/s波沿负方向传播，t10.05 s时刻A点在平衡位置，且振动方向向下，0.05 sT，