2014高考物理一轮复习专练12.2机械波(精)

1、12.2 机械波1一列简谐横波沿 X 轴正向传播，传到 M 点时波形如图 12-2-1 所示，再经 0.6 s, N 点开始 振动，则该波的振幅 A 和频率 f 为（）.A . A= 1 m f= 5 HzB.A = 0.5 m f= 5 HzC.A = 1 m f= 2.5 HzD.A= 0.5 m f= 2.5 Hzx 11 5解析由题干图可知振幅 A= 0.5 m .波从 M 传到 N 的过程，波速 v= t = o 6 m/s= 10 m/s.J1由图可知 4 m，所以 T = V = 0.4 s, f =2.5 Hz.D 正确.答案 D2 .在坐标原点的波源产生一列沿 x 轴正方向传

2、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（图图 12-2-2 中未画出）, 则下列说法正确的是（）图 12-2-2A .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 mC.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

3、波源初始时刻的振动方向.由于T = v = 0.1 s, f =133T = 10 Hz.从 t= 0 开始经 0.15 s, x = 40 m 的质点振动了 t= 2T,通过的路程为 s= 2 用A =0.6 x40040m.此波传到接收器所需时间为 = V= 200s= 1.8 s.由多普勒效应可知，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 B3.如图 12-2-3 所示是一列简谐波在 t = 0 时的波形图，介质中的质点 P 沿 y 轴方向做简谐运 动的表达式为 y= 10sin 5ncm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是（）.A .这

4、列简谐波的振幅为 20 cmB 这列简谐波的周期为 5.0 sC.这列简谐波在该介质中的传播速度为25 cm/sD 这列简谐波沿 x 轴正向传播解析 本题主要考查考生对波形图的正确认识.由图可知，质点偏离平衡位置的最大距离即2n2n振幅为 10 cm , A 错；由该质点 P 振动的表达式可知这列简谐横波的周期为T =亍冗 s=2_4_0.4 s, B 错；由题图可知，该波的波长为2=4 m,波速 v =T= 0.4 m/s = 10 m/s, C 错；由 质点 P做简谐运动的表达式可知， t = 0 时刻质点 P 正在向上运动，由此可判断波沿 x 轴正 向传播，D 正确.答案 D4.介质中有

5、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解析 机械波在传播过程中，振动质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近做简 谐运动，选项 A、C 错误机械波可能是横波，也可能是纵波，故振动质点的振动方向不一 定垂直于波的传播方向，选项B 错误振动质点的振动是由波源的振动引起的是受迫振动，故质点的振动频率等于波源的振动频率，选项D 正确.答案 D5.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，O 为波源，如图 12-2-5 所示是波源开始振动后0.1 s时的波

6、形图，则下列判断正确的是（）A .这列波的周期为 0.4 s,振幅为 20 cmB. 这列波的波速为 40 m/s，波长为 4 mC.再经过 0.15 s, x= 6 m 处质点的位置坐标为（x= 6 m, y= 0 cm）D .再经过 0.55 s, x= 24 m 处的质点第一次到达波峰解析本题考查机械波的相关问题，意在考查学生对波形图的理解能力.观察振动0.1 s 时的波形图可知周期为 0.2 s,波长为 8 m，振幅为 10 cm,可算出波速为 40 m/s，选项 A、B 错误.再经过0.15 s,波继续向前传播四分之三个周期，x= 6 m 处的质点正经过平衡位置向下振动，选项 C 正

7、确.0.1 s 时的波峰在 2 m 处，x= 24 m 处的质点离它有 22 m ,这个波峰传22播到 x= 24 m 处所需的时间为At= 40 s= 0.55 s,选项 D 正确.答案 CD6.列简谐横波沿 x 轴负方向传播，图 12-2-6a 是 t= 1 s 时的波形图，图 b 是某振动质点的位移随时间变化的图象，则图12-2-6b 可能是图 a 中哪个质点的振动图象（图 12-2-6A . x= 0 处的质点B . x= 1 m 处的质点C. x= 2 m 处的质点D . x = 3 m 处的质点解析 由题图 b 知，t= 1 s 时，质点的位移为零，振动方向向下，由于波向左传播，故

8、图b应是 x= 0、x= 4 m、x= 8 m 等处的质点的振动图象，正确选项为A.答案 A7.如图 12-2-7 所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在x= 6 m 处的质点从该时刻开始计时的振动图象，a、b 是介质中两个质点，下列说法正确的是（）.-*-P24 x/mZx /A45H图 12-2-5Ly/c m时的波形图，则下列判断正确的是（）图 12-2-7A .这列波沿 x 轴的正方向传播B .这列波的波速是 2 m/sC.b 比 a 先回到平衡位置D.a、b 两质点的振幅都是 10 cm解析 本题考查波动图象和振动图象的综合应用.由振动图象得x=6 m 处的质点该时刻向y 轴

9、正向运动，对照波动图象可知，波的传播方向为x 轴负向，A 错误；此刻 b 向平衡位置运动，a 远离平衡位置运动，b 先回到平衡位置，C 正确；由振动图象得 T= 4 s,由波动图 入象得k=8 m,故 v= T= 2 m/s, B 正确；所有质点的振幅都为 5 cm, D 错误.答案 BC&一简谐机械波沿 x 轴正方向传播，周期为 T,波长为入若在 x= 0 处质点的振动图象如图T12-2-8 所示，则该波在 t= 2 时刻的波形曲线为（）.AV0/T图 12-2-8yA/ /0yJ0WA JyAA厂、_y厂BVV I w”cD图12-2-9T解析 从振动图象上可以看出 x= 0 处的

10、质点在 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 A9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./图 12-2-10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 t= 8 s 时质

11、点在平衡位置向上振动； 波传播到 B 点，x 16需要时间 t1 =v= 2 s= 8 s,1故 t= 9 s 时，质点又振动了 1 s(4 个周期),处于正向最大位移处，位移为 10 cm.答案 4 正 1010如图 12-2-11 所示是一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在t= 0 时刻的波形图，已知波的传播速度 v= 2 m/s.试回答下列问题.(1) 写出 x= 0.75 m 处质点的振动函数表达式；求出 x= 0.25 m 处质点在 04.5 s 内通过的路程及 t = 4.5 s 时的位移.解析(1)波长匕 2.0 m ,周期 T =v= 1.0 s,振幅 A = 5cm,(n则

12、y=5sin 2n+4cm.i(2) n =T= 4.5,则 x= 0.25 m 处的质点经 4.5 个周期后的路程 s= 90 cm ,经 4.5 个周期后的位移 y= 2.5 2 cm.答案(1)y= 5sin 2n+ 4 cm (2)90 cm 2.5 2 cm11. 一列简谐波沿 x 轴正方向传播，t = 0 时波形如图 12-2-12 甲所示，已知在 0.6 s 末，A 点 恰第四次(图中为第一次)出现波峰，求：(1) 该简谐波的波长、波速分别为多少？(2) 经过多长时间 x= 5 m 处的质点 P 第一次出现波峰?明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象.0.6T= 3 s=

13、0.2 s v=T= 10 m/s.(2) 波峰传到 P 点：Ax 50.5t = v =10 s= 0.45 s(3) 如下图所示答案 (1)2 m 10m/s(2)0.45 s(3)图见解析12. 一列简谐横波，某时刻的波形图象如图12-2-13 甲所示，从该时刻开始计时，波上A 质点的振动图象如图 12-2-13 乙所示，则：(3)如果以该机械波传到质点P 开始计时，请在图12-2-12 乙中画出 P 点的振动图象，并标解析图 12-2-13(1) 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？(2) 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有什么要求？从该时刻起，再经过At= 0.4 s, P 质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少？(4)若 t= 0 时振动刚刚传到 A 点，从该时刻起再经多长时间坐标为45 m 的质点(未画出)第二次位于波峰？解析(1)由振动图象可以看出，此波的周期为 0.8 s,所以频率为 1.25 Hz因为发生稳定干涉的条件是两列波的频率相等，所以另一列波的频率为1.25 Hz.(2)由波动图象可以看出， 此波的波长为 20 m，当障碍物的尺寸小于等于20 m 时能够发生明显的衍射现象.T因为At= 0.4 s=2,故经 0.4 s P 质点回到平衡位置，位移为0;质点 P