2019-2020年高中物理 2.3機(jī)械波的案例分析自我小測 滬科版選修3-4.doc

2019-2020年高中物理 2.3機(jī)械波的案例分析自我小測 滬科版選修3-41簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，下列說法中正確的是()A若該波沿x軸正方向傳播，則質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的加速度方向沿y軸正方向B若該波沿x軸正方向傳播，則質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的速度方向沿y軸正方向C從該時(shí)刻開始再經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的距離為aD從該時(shí)刻開始再經(jīng)過半個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為負(fù)值2如圖所示是一列簡諧波某一時(shí)刻波的圖像，下列說法正確的是()A波一定沿x軸正方向傳播Ba、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動速度方向相反C若a點(diǎn)此時(shí)的速度方向沿y軸正方向，那么波的傳播方向是沿x軸的正方向D若波沿x軸的負(fù)方向傳播，則b質(zhì)點(diǎn)的振動速度方向沿y軸的負(fù)方向3一機(jī)械波相隔時(shí)間t的兩個(gè)時(shí)刻的波形圖像分別如圖中實(shí)線和虛線所示，若波速為1 m/s，那么t值可能是()A1 s B2 s C3 s D4 s4如圖一列簡諧橫波沿一直線向左傳播。直線上某質(zhì)點(diǎn)a向上運(yùn)動到達(dá)最大位移時(shí)，a點(diǎn)右方相距0.15 m的b點(diǎn)剛好向下運(yùn)動到最大位移處。則這列波的波長可能是()A0.6 m B0.3 m C0.2 m D0.1 m5一列沿x軸正方向傳播的橫波，其振幅為A，波長為，某一時(shí)刻波的圖像如圖所示。在該時(shí)刻，某一質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為(，0)，經(jīng)過1/4周期后，該質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為 ()A(，0) B(，A)C(，A) D(，A)6在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡諧橫波。一質(zhì)點(diǎn)由平衡位置豎直向上運(yùn)動，經(jīng)0.1 s到達(dá)最大位移處，在這段時(shí)間內(nèi)波傳播了0.5 m。則這列波()A周期是0.2 s B波長是0.5 mC波速是2 m/s D經(jīng)1.6 s傳播了8 m7一漁船停泊在岸邊，若海浪的兩相鄰波峰的距離是12 m，海浪的速度是6 m/s，則漁船搖晃的周期是 ()A2 s B0.5 sC1 s D條件不足，無法判定8由原點(diǎn)O處的波源發(fā)出的一列簡諧波沿x軸正方向傳播，在t0時(shí)刻的波形曲線如圖所示。已知這列波的質(zhì)點(diǎn)P連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰的時(shí)間間隔為0.4 s，則()A這列波的波長為5 mB這列波的傳播速度為10 m/sC當(dāng)t0.7 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰D質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好到達(dá)波谷9如圖所示，實(shí)線為一列橫波在t時(shí)刻的波形圖，虛線為經(jīng)過t0.2 s時(shí)的波形圖。已知這列波的波長為2 m，那么()A若波向右傳播，則波的最大周期為2 sB若波向左傳播，則波的最大周期為2 sC若波向左傳播，則波的最小波速為9 m/sD若波速為19 m/s，則波的傳播方向向右10沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時(shí)的波形如圖所示，P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于x3.5 m和x6.5 m處。在t10.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好第二次處于波峰位置。則t2_ s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q第二次處在平衡位置且向上運(yùn)動；當(dāng)t30.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為_ cm。11在某介質(zhì)中形成一列簡諧波，t0時(shí)刻的波形如圖所示，若波沿x軸正方向傳播，零時(shí)刻剛好傳到A點(diǎn)，且再經(jīng)過0.6 s，P點(diǎn)也開始振動。(1)求該列波的周期T。(2)從t0時(shí)起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)為止，O點(diǎn)所經(jīng)過的路程sO為多少？12一列橫波在x軸上傳播，如圖所示，t10和t20.005 s時(shí)的波形分別為圖中的實(shí)線和虛線。(1)設(shè)周期大于(t2t1)，求波速；(2)設(shè)周期小于(t2t1)，并且波速為6 000 m/s，求波的傳播方向。答案1解析：無論波沿x軸哪個(gè)方向傳播，此時(shí)P點(diǎn)的加速度方向一定沿y軸負(fù)方向，A錯(cuò)。若波沿x軸正方向傳播，據(jù)“下坡上”的方法可以確定此時(shí)P點(diǎn)正沿y軸正方向運(yùn)動，B對。由于無法確定此時(shí)P點(diǎn)向哪個(gè)方向運(yùn)動，故從此時(shí)起經(jīng)周期，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的距離可能比a大，也可能比a小，C錯(cuò)。再經(jīng)過半個(gè)周期時(shí)，P所在的位置與它現(xiàn)在的位置關(guān)于x軸對稱，故那時(shí)P點(diǎn)的位移一定為負(fù)值，D對。答案：BD2解析：x軸表示在波的傳播方向上一系列質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，但x軸的指向與波的傳播方向沒有關(guān)系，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。不管波向哪個(gè)方向傳播，a、b兩質(zhì)點(diǎn)都在兩個(gè)不同的“坡”上，其振動方向此時(shí)一定相反，選項(xiàng)B正確；若質(zhì)點(diǎn)a速度方向沿y軸正方向，則波源在左側(cè)，波沿x軸正方向傳播，選項(xiàng)C正確；若波沿x軸負(fù)方向傳播，波源在右側(cè)，b質(zhì)點(diǎn)應(yīng)在其右側(cè)質(zhì)點(diǎn)的帶動下振動，由圖知b應(yīng)向y軸正方向運(yùn)動，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故正確答案為B、C。答案：BC3解析：由波形圖知，4 m，T4 s，波傳至虛線所示位置時(shí)，若波向右傳播，傳播的距離為x(n)(n0,1,2)，傳播時(shí)間為t(n)(n)4 s(n0,1,2)，故A正確；若波向左傳播，傳播距離x(n)(n0,1，2)，傳播時(shí)間t(n)(n)4 s(n0,1,2)，故C正確。由以上兩式可以得出無論n取什么值，都不可能使t2 s或t4 s，故選擇A、C。答案：AC4解析：根據(jù)波的周期性，以及兩點(diǎn)的振動情況，ab之間是(n1/2)個(gè)波長。答案：BD5解析：各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置兩側(cè)往復(fù)振動，并不隨波遷移。答案：B6解析：T0.1 s，T0.4 s；0.5 m，2.0 m，t1.6 s時(shí)，xvtt1.6 m8.0 m，v5 m/s，D正確，A、B、C均錯(cuò)。答案：D7解析：由波速公式v，得T s2 s。答案：A8解析：從波形圖像可知此波的波長是4 m；根據(jù)題意可知周期為0.4 s，則波速為10 m/s；t0時(shí)刻平衡位置在x2 m處的質(zhì)點(diǎn)正處于波峰。因此，使質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰所需經(jīng)過的時(shí)間，即波峰從x2 m處推進(jìn)到x9 m處所需時(shí)間為t s0.7 s；P、Q兩質(zhì)點(diǎn)相距8 m，即兩個(gè)波長；當(dāng)兩者均已振動時(shí)，對平衡位置的位移總是相同的(包括大小和方向)。由以上分析可知，正確選項(xiàng)為B和C。答案：BC9解析：假設(shè)波向右傳播，則t內(nèi)波在介質(zhì)中推進(jìn)的距離為xn(n)2(n) m(n0,1,2，)。因?yàn)閠0.2 s，所以v(10n1) m/s(n0,1,2，)。由題意得tnTT(n)(n0,1，2，)，則T s(n0,1,2，)。當(dāng)n0時(shí)，Tmax2 s。假定波向左傳播，則xn(0.2)2n1.8(n0,1,2，)。所以v(10n9) m/s(n0,1，2，)。當(dāng)n0時(shí)，vmin9 m/s，令v19 m/s得n1，這說明若波速等于19 m/s，則波的傳播方向向左。答案：AC10解析：由波向x軸正方向傳播，可以判定t0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P振動方向向上，Q點(diǎn)由平衡位置向下振動。由t10.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好第二次處于波峰位置，即t1，得T0.4 s。質(zhì)點(diǎn)Q第二次處在平衡位置且向上運(yùn)動的時(shí)間是：t20.6 s。經(jīng)過0.9 s，即，質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)最高點(diǎn)，P點(diǎn)的位移是2 cm。考查波上質(zhì)點(diǎn)的振動。答案：0.6211解析：(1)由圖像可知，2 m，A2 cm。由波向右傳播知A點(diǎn)的起振方向豎直向下，包括P點(diǎn)在內(nèi)的各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均為豎直向下。波速v m/s10 m/s由v，得T0.2 s。(2)由t0時(shí)起至P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰時(shí)為止，經(jīng)歷的時(shí)間t2t1T0.75 s(3)T，得O點(diǎn)經(jīng)過的路程sOn4A(3)0.08 m0.3 m。答案：(1)0.2 s(2)0.3 m12解析：當(dāng)波傳播時(shí)間小于一個(gè)周期時(shí)，波沿傳播方向前進(jìn)的距離小于一個(gè)波長，當(dāng)波傳播的時(shí)間大于一個(gè)周期時(shí)，波沿傳播方向前進(jìn)的距離大于一個(gè)波長。這時(shí)從波形的變化上看出的傳播距離加上n個(gè)波長才是波實(shí)際傳播的距離。(1)因t(t2t1)<T，所以波傳播的距離可以直接由圖讀出。若波向右傳播，則在0.005 s內(nèi)傳播了2 m，故波速為v400 m/s。若波向左傳播，則在0.005 s內(nèi)傳播了6 m，故波速為v1 200 m/s。(2)因t(t2t1)>T，所以波傳播的距離大于一個(gè)波長，在0.005 s內(nèi)傳播的距離為xvt6 0000.005 m30 m，即3，即x3。因此，可得波的傳播方向沿x軸的負(fù)方向。答案：(1)見解析(2)沿x軸的負(fù)方向