（新課標(biāo)）2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第14章 波與相對(duì)論 第二節(jié) 機(jī)械波達(dá)標(biāo)診斷高效訓(xùn)練.doc

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第二節(jié) 機(jī)械波 (建議用時(shí)：60分鐘) 一、選擇題 1．(高考福建卷)在均勻介質(zhì)中，一列沿x軸正向傳播的橫波，其波源O在第一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖象如右圖所示，則該波在第一個(gè)周期末的波形圖是(　　) 解析：選D.由波的形成規(guī)律可知，一個(gè)周期內(nèi)x＝0處，質(zhì)點(diǎn)剛好完成一次全振動(dòng)，結(jié)合振動(dòng)圖象知，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向下運(yùn)動(dòng)；x＝λ(λ為該波波長(zhǎng))處，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)位于正向最大位移處；x＝λ處的質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)了個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)位于負(fù)向最大位移處．選項(xiàng)D正確． 2．(2018福建廈門質(zhì)檢) t＝0時(shí)刻，同一介質(zhì)中在x＝－8 m和x＝8 m處分別有振源A和B同時(shí)做振幅A＝10 cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，t＝4 s時(shí)，波形如圖所示，則可知(　　) A．振源A與振源B的頻率相同 B．機(jī)械波在此介質(zhì)中的傳播速度v＝1 m/s C．t＝8 s時(shí)，O點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在平衡位置并向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D．t＝11 s時(shí)，O點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在y＝10 cm處，并向y軸正方向運(yùn)動(dòng) E．此兩列波在x軸相遇時(shí)，在A、B間會(huì)形成穩(wěn)定的干涉圖樣，其中x＝0、4、－4處是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) 解析：選BCD.由圖可知，λA＝2 m，λB＝4 m，兩列波的波速相同，故根據(jù)f＝可知，＝＝2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；機(jī)械波在此介質(zhì)中的傳播速度v＝＝ m/s＝1 m/s，選項(xiàng)B正確；t＝8 s時(shí)，兩列波均傳到O點(diǎn)，由兩列波在O點(diǎn)引起的振動(dòng)方向均向下，故O點(diǎn)處在平衡位置并向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；t＝11 s時(shí)，由A振動(dòng)在O點(diǎn)的振動(dòng)位移為零，振動(dòng)速度向上；由B振動(dòng)在O點(diǎn)的振動(dòng)位移為10 cm，振動(dòng)速度為零；故由振動(dòng)的合成可知，O點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在y＝10 cm處，并向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確；因兩列波的頻率不同，故此兩列波在x軸相遇時(shí)，在A、B間不會(huì)形成穩(wěn)定的干涉圖樣，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． 3．(2018山東泰安質(zhì)檢)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)波傳播到x＝10 m處(圖中未畫出)．已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s．下列說法正確的是(　　) A．波速為4 m/s B．波的頻率為1.25 Hz C．當(dāng)波傳到x＝10 m處時(shí)，該處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng) D．t＝1.2 s時(shí)，x坐標(biāo)為11 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷 E．t＝1.2 s時(shí)，x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波峰 解析：選BCE.由題意可知，任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s，則周期為T＝0.8 s，頻率為f＝＝ Hz＝1.25 Hz，故B正確；由圖可知，該波的波長(zhǎng)是4 m，所以波速為：v＝＝ m/s＝5 m/s，故A錯(cuò)誤；由波傳播的周期性可知x＝10 m的振動(dòng)情況與x＝2 m的振動(dòng)情況相同，根據(jù)“峰前質(zhì)點(diǎn)上振”的原理，可知該處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故C正確；波由x＝10 m傳到x＝11 m處所用的時(shí)間為：t1＝＝ s＝0.2 s，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，還剩t2＝1 s＝1T, 所以t＝1.2 s時(shí)，x坐標(biāo)為11 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波峰，故D錯(cuò)誤；波由x＝10 m傳到x＝15 m處所用的時(shí)間為：t′1＝＝ s＝1 s，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，還剩t′2＝0.2 s＝T，即t＝1.2 s時(shí)，x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波峰，故E正確． 4．(2018江南十校聯(lián)考)一簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸負(fù)方向傳播，已知波的波長(zhǎng)為8 m．周期為2 s．t＝1 s時(shí)刻波形如圖1所示，a、b是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)．圖2是波上某一點(diǎn)的振動(dòng)圖象．則下列說法正確的是(　　) A．圖2可以表示d點(diǎn)的振動(dòng) B．圖2可以表示b點(diǎn)的振動(dòng) C．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)在t＝1.5 s時(shí)速度大小相同 D．該波傳播速度為v＝4 m/s E．t＝0時(shí)b點(diǎn)速度沿y軸正方向 解析：選ADE.由于該波是t＝1 s時(shí)刻波形圖，則圖2在t＝1 s時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，而且向正方向振動(dòng)，故圖2表示d點(diǎn)振動(dòng)，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝1.5 s＝T，則經(jīng)過T，質(zhì)點(diǎn)a處于平衡位置，質(zhì)點(diǎn)b處于負(fù)向最大位移處，故該時(shí)刻二者速度大小不相同，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)公式v＝＝ m/s＝4 m/s，故選項(xiàng)D正確；t＝0時(shí)刻將波向右平移，則t＝0時(shí)刻根據(jù)波的傳播方向可以確定質(zhì)點(diǎn)b向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)E正確． 5．(2018湖南邵陽大聯(lián)考)一列簡(jiǎn)諧橫波向x軸負(fù)方向傳播，在t＝0時(shí)的波形如圖所示，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的坐標(biāo)分別為(－1，0)、(－7，0)．已知t＝0.7 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P第二次出現(xiàn)波峰，下列說法正確的是(　　) A．該波的波長(zhǎng)為5 m B．該波的波速為10 m/s C．振源的起振方向沿y軸負(fù)方向 D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q位于波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于波谷 E．t＝0.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q第一次出現(xiàn)波峰 解析：選BDE.從圖中可知λ＝4 m，根據(jù)題意可知T＋＝0.7 s，解得T＝0.4 s，故該波的波速為v＝＝ m/s＝10 m/s，A錯(cuò)誤，B正確；波上所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方向相同，從圖中可知x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)起振方向向上，故振源的起振方向沿y軸正方向，C錯(cuò)誤；因?yàn)镻Q之間的距離xPQ＝6 m＝λ，為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故兩點(diǎn)為反相點(diǎn)，所以當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q位于波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于波谷，D正確；從t＝0時(shí)刻傳播到x＝－7 m處所需時(shí)間為t1＝＝0.8 s，即t＝0.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)了0.1 s，即T，故質(zhì)點(diǎn)Q第一次出現(xiàn)波峰，E正確． 6．(2018內(nèi)蒙古包頭模擬)圖甲為某一簡(jiǎn)諧波在t＝1.0 s時(shí)刻的波動(dòng)圖象，圖乙為圖甲中C點(diǎn)的振動(dòng)圖象．則下列說法正確的是(　　) A．波速v＝4 m/s B．圖甲中B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向右 C．該波沿x軸負(fù)方向傳播 D．要使該波能夠發(fā)生明顯的衍射，則障礙物的尺寸應(yīng)遠(yuǎn)大于4 m E．若該波能與另一列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉，則另一列波的頻率為1 Hz 解析：選ACE.由題圖知λ＝4 m，T＝1 s，則波速v＝＝4 m/s，A正確；簡(jiǎn)諧橫波在x軸方向上傳播，B點(diǎn)上下振動(dòng)，不可能向右運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；由圖可知：t＝1.0 s時(shí)C點(diǎn)向下振動(dòng)，由上下坡原理，波沿x軸負(fù)方向傳播，C正確；該波波長(zhǎng)λ＝4 m，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是，障礙物的尺寸和4 m差不多或小于4 m，D錯(cuò)誤；該波頻率f＝＝1 Hz，發(fā)生穩(wěn)定的干涉的條件是兩列波的頻率相等，E正確． 7．(2018山東棗莊模擬)如圖甲所示，同一均勻介質(zhì)中的一條直線上有相距10 m的兩質(zhì)點(diǎn)A、B，C為AB的中點(diǎn)．從0時(shí)刻起，A、B同時(shí)開始振動(dòng)，且都只振動(dòng)了一個(gè)周期．圖乙為A的振動(dòng)圖象，圖丙為B的振動(dòng)圖象．若A向右傳播的波與B向左傳播的波在0.5 s時(shí)相遇，則下列說法正確的是(　　) A．兩列波的波長(zhǎng)都是5 m B．兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/s C．在兩列波相遇過程中，C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) D．在1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向上 E．1 s內(nèi)，C經(jīng)過的路程為0 解析：選BDE.兩波在均勻介質(zhì)中傳播波速相同，設(shè)為v，則有2vt＝xAB，代入解得：v＝＝ m/s＝10 m/s.由題圖知T＝0.2 s，則波長(zhǎng)為：λ＝vT＝2 m，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)A的波峰(或波谷)傳到C時(shí)，恰好B的波谷(或波峰)也傳到C，C點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱，故C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)A處產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞到B的時(shí)間：t′＝＝ s＝1 s，所以在1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A處產(chǎn)生的振動(dòng)恰好傳播到B點(diǎn)，由于A處的振動(dòng)起振的方向向上，所以質(zhì)點(diǎn)B在平衡位置且振動(dòng)方向向上，故D正確；由于C點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱，而且兩側(cè)的振動(dòng)的振幅相等，所以在1 s內(nèi)，C經(jīng)過的路程為0，故E正確． 8．(2018山西考前測(cè)試)一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)的波形圖如圖所示．介質(zhì)中x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)P沿x軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝10sin 5πt(cm)．下列說法正確的是(　　) A．該波的振幅為10 cm B．該波的周期為4 s C．該波沿x軸負(fù)方向傳播 D．該波的傳播速度為10 m/s E．在1 s的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的路程為1 m 解析：選ADE.由波形圖和振動(dòng)方程y＝10sin 5πt(cm)都可直接讀出振幅為A＝10 cm，選項(xiàng)A正確；由振動(dòng)方程得T＝＝＝0.4 s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)振動(dòng)方程知P點(diǎn)在t＝0后向上振動(dòng)，在波形圖中由同側(cè)法得波向x軸正向傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；則由波形圖得λ＝4 m，則v＝＝10 m/s，選項(xiàng)D正確；時(shí)間t＝1 s＝2T＋，根據(jù)每發(fā)生一個(gè)振幅10 cm的路程可知s＝8A＋2A＝10A＝1 m，選項(xiàng)E正確． 9．(2018四川涼山診斷)一列簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0.02 s時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，平衡位置在x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象如圖乙所示．已知質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x＝1.75 m處．下列說法正確的是(　　) A．該波中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都為0.02 s B．該波波長(zhǎng)為2 m C．M點(diǎn)在t1時(shí)刻位移為 m D．質(zhì)點(diǎn)M從t1時(shí)刻起每過0.005 s通過的路程均為0.2 m E．在x軸上2 m處有一觀察者，他接收到頻率小于50 Hz 解析：選ABC.由圖乙可知，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期：T＝0.02 s，A正確；由圖甲可知，這列波的波長(zhǎng)為：λ＝2 m，B正確；質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x＝1.75 m，與P點(diǎn)振動(dòng)情況相差T＝T，根據(jù)振動(dòng)方程y＝Asin ωt＝0.2 sinT＝ m，C正確；Δt＝0.005 s＝T，即在每個(gè)T時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程不是總為0.2 m．只有從平衡位置到最大位置或從最大位置到平衡位置的過程才是一個(gè)振幅，D錯(cuò)誤；結(jié)合甲、乙兩圖知，波沿x軸正方向傳播，屬于波向觀察者運(yùn)動(dòng)，觀察者接收到的頻率增大，接收到的頻率大于50 Hz，E錯(cuò)誤． 二、非選擇題 10．(2018鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè))從坐標(biāo)原點(diǎn)O產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，t＝0時(shí)刻波的圖象如圖所示，此時(shí)波剛好傳播到M點(diǎn)，x＝1 m的質(zhì)點(diǎn)P的位移為10 cm，再經(jīng)Δt＝0.1 s，質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置． (1)求波源的振動(dòng)周期； (2)從t＝0時(shí)刻起經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間位于x＝－81 m處的質(zhì)點(diǎn)N(圖中未畫出)第一次到達(dá)波峰位置？并求出在此過程中質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程． 解析：(1)波在0.1 s內(nèi)傳播了1 m，波速v＝＝10 m/s 由圖可知該波的波長(zhǎng)λ＝12 m 故波源的振動(dòng)周期為T＝＝1.2 s. (2)t＝0時(shí)，O點(diǎn)左側(cè)第一個(gè)波峰處于 x0＝－3 m處， 設(shè)經(jīng)時(shí)間t到達(dá)N點(diǎn)，則x＝＝7.8 s＝6.5T 在此過程中P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為s＝6.54A＝5.2 m. 答案：(1)1.2 s　(2)見解析 11．(2018山西晉城模擬)如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0.05 s時(shí)的波形圖，已知該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸的負(fù)方向傳播，A、B兩點(diǎn)為該簡(jiǎn)諧波上平衡位置在xA＝1.0 m、 xB＝1.2 m處的質(zhì)點(diǎn)．經(jīng)觀測(cè)可知A點(diǎn)通過的路程為振幅的10倍，所用的時(shí)間為t＝0.5 s，求： (1)該簡(jiǎn)諧橫波的傳播周期以及A點(diǎn)的振動(dòng)方程； (2)由t1＝0.05 s時(shí)開始計(jì)時(shí)，B點(diǎn)回到平衡位置的時(shí)間． 解析：(1)由波形圖可知，振幅為A＝0.8 cm，波長(zhǎng)為λ＝2 m；A點(diǎn)通過的路程為振幅的10倍，需要的時(shí)間為2.5T，即2.5T＝0.5 s， 所以周期T＝0.2 s，ω＝＝10π rad/s 設(shè)A點(diǎn)的振動(dòng)方程為y＝Asin(ωt＋φ) 由波形圖可知，A點(diǎn)在t1＝0.05 s時(shí)刻經(jīng)過平衡位置且向下振動(dòng)，可得φ＝π 則振動(dòng)方程為y＝0.8sin (10πt＋π)＝－0.8sin 10πt (cm)． (2)波速v＝＝10 m/s 從t1＝0.05 s時(shí)刻開始，B點(diǎn)第一次回到平衡位置時(shí)，波向x軸負(fù)方向傳播的距離為 Δs＝2.0 m－1.2 m＝0.8 m 所用的時(shí)間Δt＝＝0.08 s 所以B點(diǎn)回到平衡位置的時(shí)間為 t＝Δt＋＝(0.1n＋0.08) s(n＝0，1，2，3…)． 答案：(1)0.2 s　y=－0.8sin 10πt (cm) (2)t＝(0.1n＋0.08) s(n＝0，1，2，3…)