高考物理总复习巩固练习 机械波及波的图像（提高）

【巩固练习】一、选择题1、(2014 天津卷)平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s.平衡位置在x轴上的P、 Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP3.5m、xQ3m当S位移为负且向y方向运动时，P、Q两质点的()A位移方向相同、速度方向相反B位移方向相同、速度方向相同C位移方向相反、速度方向相反D位移方向相反、速度方向相同2、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3、（2014 福建卷）在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图像如图所示，则该波在第一个周期末的波形图是()4、（2014 四川卷）如图所示，甲为t1s时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点x0.5m处质点的振动图像可能是()5、一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为 ( )AA=1m f=5Hz BA=0.5m f=5HzCA=1m f=2.5Hz DA=0.5m f=2.5Hz6、在O点有一波源，t0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波。t1=4s时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；t2=7s时，距离O点为4m的B点第一次达到波谷。则以下说法正确的是（ ）A该横波的波长为2m B该横波的周期为4s C该横波的波速为1m/sD距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末7、一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5t）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是（ ） A周期为4.0s B振幅为20cm C传播方向沿轴正向 D传播速度为10m/s8、用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（ ）Aa、b两点之间的距离为半个波长Ba、b两点开始时刻相差半个周期 Cb点完成全振动的次数比a点多一次Db点完成全振动的次数比a点少一次9、位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动，A刚好完成一次全振动时，在介质中形成的简谐横波的波形如图所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则（ ）A波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向B此后周期内回复力对波源A一直做负功C经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长D在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零10、如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为，波速为，在波的传播方向上两质点的平衡位置相距（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点在轴下方与轴相距的位置，则( )A此波的周期可能为B此波的周期可能为C从此时刻起经过，点可能在波谷位置D从此时刻起经过，点可能在波峰位置二、填空题1、某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s，由此可知 波长=_m；当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是_cm。 2、运动周期为T，振幅为A，位于=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿轴正向传播，波速为，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点p，关于质点p振动的说法正确的是_。A. 振幅一定为A B. 周期一定为TC. 速度的最大值一定为 D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决与它离波源的距离E.若p点与波源距离，则质点p的位移与波源的相同3、如图所示，实线是一列简谐横波在t1 = 0时的波形图，虚线为t2=0.5s时的波形图，已知0t2t1T，t1 = 0时，=2m处的质点A正向y轴正方向振动。x/my/cm12345055A（1）质点A的振动周期为 ； （2）波的传播方向是 ；（3）波速大小为 ；（4）从t2时刻计时，=1m处的质点的振动方程是 。三、计算题1、渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率为10105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。（1）从该时刻开始计时，画出=7510-3m处质点做简谐运动的振动图象（至少一个周期）。（2）现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）。2、地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0km/s的P波，一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3min。假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2s，求震源与监测点之间的距离及S波的波长。3、一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图所示，介质中质点、分别位于、处。从时刻开始计时，当时质点刚好第4次到达波峰。（1）求波速。（2）写出质点做简谐运动的表达式（不要求推导过程）。4、一列横波在x轴线上传播，在t1=0时和t2=0.005s时的波形图象如图所示， A、由图中读出波的振幅和波长。 B、设周期大于（t2-t1），如果波向右传播，波速是多大？如果波向左传播，波速是多大？ C、设周期小于（t2-t1），并且波速为6000m/s，求波的传播方向。【答案与解析】一、选择题1、【答案】D【解析】 本题是对机械振动和机械波的综合考查，根据波速和频率之间的关系v=f 得该波的波长为2m可知，当S经过平衡位置向负方向运动时，距离S为1.75个波长的P点从最大的负位移处向平衡位置运动，距离S为1.5个波长的Q点经平衡位置向正方向运动，所以两质点的位移方向相反，速度方向相同，D正确2、D解析：简谐机械波介质中的各质点都做简谐动，其速度按照正弦或余弦规律变化，与波的传播速度是两码事，A错误；横波的振动方向垂直于波的传播方向，而纵波的振动方向与波的传播方向在一条直线上，B错误；简谐机械波介质中的质点一个周期内走过的路程等于四个振幅，波一个周期传播的距离等于一个波长，C错误；机械波介质中的各质点做简谐运动的频率都相等，都等于波源的振动频率，所以D正确。3、【答案】D【解析】由振动图像可知，波源的起振方向是沿y轴负方向的，由题干可知该波沿x轴正方向传播，由质点的振动方向与波的传播方向的关系可知，该波在第一个周期末的波形图如图D所示4、【答案】A【解析】从甲图可以得到波长为2m，从乙图可以得到周期为2s，即波速为1m/s；由乙图的振动图像可以找到t1s时，该质点位移为负，并且向下运动，距该质点x0.5m处的质点与该质点的振动情况相差T/4，即将乙图中的图像向左或右平移1/4周期即可得到距该质点x0.5m处质点的振动图像，故只有A正确5、D解析：由题图的振幅A=0.5m，波长=4m。经0.6s，N点开始振动的波速，所以频率，D正确。（或者：M点到N点距离为6米，即，时间相差，由，所以，频率。）6、BC解析：由得：解得，波长振动从O传到距离O点为1m的质点所需时间7、CD解析：由振动方程 ，周期为，A错。由波的图像得，振幅、波长，故波速为，B错D对。p点在t=0时振动方向为正y方向，波向正方向传播，C对。故选CD。8、D解析：ab两点是波上相邻两波峰，其间距为一个波长，波在传播是在一个周期里传播一个波长，所以波的前端从a到b需要一个周期的时间，a质点比b质点提前一个周期起振，所以b比a完成的全振动少多一次。 9、ABD解析：由A刚好完成一次全振动时的图线可知波源A的起振方向沿y轴负方向，A选项正确；经过周期之内质点A将向负向最大位移运动，回复力做负功，B正确；质点不随波迁移，C选项错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零，D选项正确。10、ACD解析：对AB选项，根据题意有两种情况：第一种情况：时刻的波形如图1，米。根据，A正确。第二种情况：时刻的波形如图，如图2，根据，B错误。对CD选项，根据以上两种情况，也有两种对应的情况：第一种情况是波长米的波，在波的图像如图3，波沿轴正方向传播了=1.0m，波峰传播到=1.0m处，再确定几个特殊点（如0.1m、0.7m、1.3m在平衡位置），0.4m处的B点在波谷，C正确。第二种情况是波长 的波，在时波的图像如图4，波沿轴正方向传播了，波峰传播到=1.0m处，0.4m处的B点在波峰，D正确。故正确选项为ACD。注意：本题出现了非和非的整数倍的情况，有新意、难度较大，但只要把基础知识学扎实，这类题还是能得分的。二、填空题1、；6cm。解析：（1）由题意可知波速，周期，波长，A、B相差10米即半个波长，振动情况完全相反，故B点位移为+6cm时，A点位移为6cm。2、ABE解析：由波的形成与传播可知，振幅、周期与波源的相同，AB对。振动速度与传播速度是两回事，C错。开始振动的方向与波源的起振方向相同，D错。p点与波源距离，正好等于波长，振动情况与波源完全相同，E对。故正确选项为ABE。3、（1）2s （2）沿着轴的正方向 （3） （4）解析：t1 = 0时，=2m处的质点A正向y轴正方向振动，所以波向右传播，波形向右传播了四分之一个周期，则，周期。由图知波长为4米，波速大小为。从t2时刻计时，=1m处的质点在平衡位置向下振动，初相位为零，,所以振动方程为。三、计算题1、（1）如图。（2）3000米。解析：（1）如图。（2）从图读出，求出，。2、，S波的波长解析：设P波的传播时间为，则解得代入数据得，由，解得。3、（1）1m/s （2） 。解析：（1）设简谐横波的波速为，波长为，周期为，由图像知，。由题意时刻在平衡位置向下振动