【同步】高中物理一轮复习课后习题-第八章第43课时　机械波a

第43课时机械波课时精练[A](分值：60分)1~6题每小题5分，共30分1.“水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。这一过程其实就是机械波的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是()A.介质中质点沿波的传播方向移动B.介质中质点的振动速度等于波速C.横波是传递能量的一种方式D.横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化答案C解析介质中质点不会沿波的传播方向移动，只在自己平衡位置附近振动，故A错误；介质中质点的振动速度不等于波速，波速与介质有关，振动的速度与距平衡位置的远近有关，故B错误；横波和纵波都能传递能量，故横波是传递能量的一种方式，故C正确；频率由波源决定，与介质无关，故横波由一种介质进入另一种介质时频率不发生变化，故D错误。2.(2024·江苏卷·7)如图所示，水面上有O、A、B三点共线，OA=2AB，t=0时刻在O点的水面给一个扰动，t1时刻A开始振动，则B开始振动的时刻为()A.t1 B.3t12 C.2t1答案B解析机械波的波速v不变，设OA=2AB=2L，可得t1=2Lv，tAB=Lv=12t1，故B开始振动的时刻为t=t1+tAB=323.(2023·北京卷·4)位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为y=Asin(2πTt)，则t=T答案D解析由于t=0时波源从平衡位置开始振动，由振动方程可知，波源起振方向沿y轴正方向，且t=T时波源处质点的位移和振动方向应与t=0时相同，根据“上坡下，下坡上”可知t=T时的波形图为选项D图，故选D。4.(2024·安徽卷·3)某仪器发射甲、乙两列横波，在同一均匀介质中相向传播，波速v大小相等。某时刻的波形图如图所示，则这两列横波()A.在x=9.0m处开始相遇B.在x=10.0m处开始相遇C.波峰在x=10.5m处相遇D.波峰在x=11.5m处相遇答案C解析由题意可知两列波的波速相同，所以相同时间内传播的距离相同，故两列横波在x=11.0m处开始相遇，故A、B错误；甲波峰的横坐标为x1=5.0m，乙波峰的横坐标为x2=16.0m，由于两列波的波速相同，所以波峰在x'=5.0m+16.0−5.02m=10.5m处相遇，故C正确，D5.(2024·湖南卷·2)如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6m，t0时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是()A.波长为3mB.波速为12m/sC.t0+0.25s时刻，B点速度为0D.t0+0.50s时刻，A点速度为0答案D解析由题可知xAB=32λ=6解得λ=4m，A错误；波源的振动频率为f=6060Hz=1故波速为v=λf=4m/s，B错误；质点的振动周期为T=1f=1s，因为0.25s=T4，故B点在t0+0.25s时刻运动到平衡位置，速度最大，0.50s=T2，故A点在t0+0.50s运动到波峰，速度为0，D6.(多选)(2023·全国乙卷·34(1)改编)一列简谐横波沿x轴传播，图(a)是t=0时刻的波形图；P是介质中位于x=2m处的质点，其振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是()A.波速为2m/sB.波向左传播C.x=3m处的质点在t=7s时位于平衡位置D.质点P在0~7s时间内运动的路程为70cm答案ABD解析由题图(a)可知波长为4m，由题图(b)可知波的周期为2s，则波速为v=λT=42m/s=2m/s，故A正确；由题图(b)可知t=0时，P点向下运动，根据“上下坡”法结合题图(a)可知波向左传播，故B正确；根据题图(a)可知t=0时x=3m处的质点位于波谷处，由于t=7s=3T+12T，可知在t=7s时x=3m处的质点位于波峰处；质点P在0~7s内运动的路程为s=3×4A+12×4A=70cm，故7、8题每小题6分，9题11分，共23分7.(2022·北京卷·6)在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a，t=0时，x=0处的质点P0开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。t=34TA.t=0时，质点P0沿y轴负方向运动B.t=34T时，质点P4C.t=34T时，质点P3和P5D.该列绳波的波速为8答案D解析由t=34T时的波形图可知，波刚好传到质点P6，根据“上下坡”法，可知此时质点P6沿y轴正方向运动，故波源起振的方向也沿y轴正方向，则t=0时，质点P0沿y轴正方向运动，故A错误；由题图可知，在t=34T时，质点P4处于正的最大位移处，速度为零，故B错误；由题图可知，在t=34T时，质点P3沿y轴负方向运动，质点P5沿y轴正方向运动，故两个质点的相位不相同，故C错误；由题图可知λ4=2a，解得λ=8a，故该列绳波的波速为v=λT8.(多选)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为0.4m/s，其中P质点的平衡位置坐标x=0.6m。从图中状态开始计时，则下列说法正确的是()A.这列简谐横波的周期为0.4sB.0.5s时刻，P质点振动的方向沿y轴正方向C.1.0s时刻，P质点受到的回复力为零D.在0~1.0s这段时间内，P质点经过的路程为4cm答案BCD解析由题图可知，波长λ=0.4m，周期T=λv=0.40.4s=1.0s，故A错误；由t=0.5s=12T，可知0.5s时刻，波形向右平移的距离为12λ=0.2m，所以0.5s时刻P质点正要开始振动，振动的方向沿y轴正方向，故B正确；1.0s时刻，P质点恰好回到平衡位置，向y轴负方向振动，受到的回复力为零，故C正确；在0~1.0s这段时间内，P质点振动的时间为12T，经过的路程为s=2A=49.(11分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t1=0时刻恰好传播到x=-2m处，此时波形如图所示。a、b两质点的坐标分别为(3m，0)和(7m，0)，已知t2=3s时，质点a第一次出现在波峰位置。(1)(5分)求这列波的传播速度和周期；(2)(6分)当质点b第二次出现在波谷位置时，求质点a通过的路程。答案(1)2m/s2s(2)55cm解析(1)根据题图可知，该波的波长为λ=4m质点a与t1=0时刻的最近波峰的水平距离为Δx=6m当该波峰传到质点a时，a质点第一次出现在波峰位置，则该波的传播速度为v=Δxt2=63这列波的周期为T=λv=42s=2(2)质点a开始振动的时刻为t3=3+22s=2.5质点b开始振动的时刻为t4=7+22s=4.5简谐横波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知质点b向上起振，从开始振动到第二次出现在波谷位置时，经历的时间为t5=74T=3.5则当质点b第二次出现在波谷位置时，质点a振动的时间为Δt=t4+t5-t3=5.5s=114质点a通过的路程为s=114×4A=11A=55cm(7分)10.(多选)(八省联考·河南·9)某简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示。x=0处质点的位移为y=-4cm，x=0.7m处的质点P位于平衡位置且振动方向向下。已知该波的周期为1.2s，则()A.该波的波长为1.2mB.该波的波速为2m/sC.该波沿x轴正方向传播D.t=0.1s时刻，x=0处的质点位于平衡位置答案AD解析设该简谐横波的波动方程为y=Asin(2πλx+φ将A=8cm和坐标(0，-4cm)代入，解得φ=-π所以该简谐横波的波动方程为y=8sin(2πλx-π6将(0.7m，0)代入波动方程，解得该波的波长为λ=