（新課改省份專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（四十二）機(jī)械波（含解析）.doc

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課時(shí)跟蹤檢測（四十二） 機(jī) 械 波 [A級——基礎(chǔ)小題練熟練快] 1．(多選)下列關(guān)于兩列波相遇時(shí)疊加的說法中正確的是(　　) A．相遇之后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng) B．相遇之后，兩列波的振動(dòng)情況與相遇前完全相同 C．在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別在該點(diǎn)引起的位移的矢量和 D．幾個(gè)人在同一房間說話，相互間聽得清楚，這說明聲波在相遇時(shí)互不干擾 解析：選BCD　兩列波相遇時(shí)，每一列波引起的振動(dòng)情況都保持不變，而質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況由兩列波共同作用的結(jié)果決定，故A錯(cuò)誤，B、C正確；幾個(gè)人在同一房間內(nèi)說話，發(fā)出的聲波在空間中相互疊加后，每列波的振幅和頻率并不改變，所以聲波傳到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所說的話，故D正確。 2．(多選)(2016全國卷Ⅰ改編)某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為15 s。下列說法正確的是(　　) A．水面波是一種機(jī)械波 B．該水面波的頻率為6 Hz C．該水面波的波長為3 m D．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會(huì)傳遞出去 解析：選AC　水面波是一種機(jī)械波，說法A正確。根據(jù)題意得周期T＝ s＝ s，頻率f＝＝0.6 Hz，說法B錯(cuò)誤。波長λ＝＝ m＝3 m，說法C正確。波傳播過程中，傳播的是振動(dòng)形式，能量可以傳遞出去，說法D錯(cuò)誤。 3.(多選)一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖如圖所示。若波沿x軸正方向傳播，且傳播速度為20 m/s，則下列說法正確的是(　　) A．這列波的周期是0.2 s B．圖中質(zhì)點(diǎn)A沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) C．圖中質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)0.1 s沿x軸正方向移動(dòng)2 m D．圖中質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)0.1 s通過的路程為0.2 m 解析：選AD　由題圖可知，λ＝4 m，根據(jù)v＝，代入數(shù)據(jù)解得T＝0.2 s，故A正確；根據(jù)“上下坡”法和波的傳播方向可知，A質(zhì)點(diǎn)處于上坡，所以振動(dòng)方向向下，故B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移，故C錯(cuò)誤；經(jīng)0.1 s即半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)通過的路程為2A，即為0.2 m，故D正確。 4．(多選)(2019蘭州模擬)如圖所示，A、B兩處為在同一均勻介質(zhì)中且振動(dòng)頻率均為f的振源，兩振源的振動(dòng)步調(diào)完全相同，O點(diǎn)為兩振源連線的中點(diǎn)。已知兩振源在該介質(zhì)中形成的機(jī)械波的振幅均為A、波速均為v，AB＝a，兩振源的振動(dòng)方向與初相位均相同。下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)O點(diǎn)開始振動(dòng)后其振動(dòng)頻率等于振源的振動(dòng)頻率f B．當(dāng)O點(diǎn)開始振動(dòng)后其振動(dòng)頻率等于振源的振動(dòng)頻率2f C．當(dāng)O點(diǎn)開始振動(dòng)后其振幅等于2A D．當(dāng)兩振源之間的距離a＝n(n＝1,2,3，…)時(shí)，O點(diǎn)開始振動(dòng)后其振幅一定小于2A 解析：選AC　在機(jī)械波傳播的過程中，各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率均等于振源的振動(dòng)頻率，即當(dāng)O點(diǎn)開始振動(dòng)后其振動(dòng)頻率等于振源的振動(dòng)頻率f，A正確、B錯(cuò)誤；由疊加原理可知，當(dāng)O點(diǎn)開始振動(dòng)后振幅應(yīng)等于兩列機(jī)械波的振幅之和，即為2A，C正確；因?yàn)镺點(diǎn)為兩振源連線的中點(diǎn)，到兩振源的距離差等于零，因此O點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅始終為2A，D錯(cuò)誤。 5．(多選)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t＝0時(shí)刻的波形如圖1所示，圖1中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖2所示。下列說法正確的是(　　) A．該波的波速為2 m/s B．圖2表示質(zhì)點(diǎn)S的振動(dòng)圖像 C．t＝16 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)R的位移最大 D．質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過1 s沿x軸正方向移動(dòng)2 m 解析：選AC　由題圖1讀出波長λ＝8 m，由題圖2讀出周期T＝4 s，則該波的波速：v＝＝2 m/s，選項(xiàng)A正確；如果圖2是質(zhì)點(diǎn)S的振動(dòng)圖像，由題圖2知，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)S經(jīng)過平衡位置向上振動(dòng)，由題圖1知，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)S經(jīng)過平衡位置向下振動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝16 s＝4T，所以t＝16 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)R的位移與開始時(shí)的位移相同，為負(fù)的最大值，選項(xiàng)C正確；橫波中，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波的傳播方向垂直，所以不可能沿x軸的方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 6.(多選)(2018六安二模)如圖所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，經(jīng)過時(shí)間t＝3 s時(shí)，P點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)與Q點(diǎn)完全相同。已知該列波的振動(dòng)周期T>2 s，則下列說法中正確的是(　　) A．該列波的波長為4 m B．該列波的振動(dòng)周期為4 s C．該列波的波速為1 cm/s D．t＝3 s時(shí)，Q點(diǎn)加速度沿y軸的負(fù)方向 解析：選BC　由題意可知：nT＋T＝3 s，所以T＝，又由于T>2 s，所以n只能取0，此時(shí)T＝4 s，故B正確；由題給圖像可知，λ＝4 cm，故A錯(cuò)誤；根據(jù)公式v＝＝ cm/s＝1 cm/s，故C正確；t＝3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q處于波谷位置，所以Q點(diǎn)加速度沿y軸的正方向，故D錯(cuò)誤。 [B級——保分題目練通抓牢] 7.(多選)如圖所示，沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為100 m/s。下列說法中正確的是(　　) A．圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b的加速度正在減小 B．從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)過0.03 s，質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為0.6 m C．從圖示時(shí)刻開始，再經(jīng)過0.005 s質(zhì)點(diǎn)b恰好到達(dá)波谷 D．若此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為25 Hz 解析：選BD　由于波向x軸正方向傳播，根據(jù)“上下坡”法，知道b質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，加速度正在增大，故A錯(cuò)誤；由題知周期為T＝＝ s＝0.04 s，從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)過0.03 s，即個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為3個(gè)振幅，即0.6 m，故B正確；從圖示時(shí)刻開始，b質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，故經(jīng)過t＝＝0.005 s，b質(zhì)點(diǎn)仍未到達(dá)波谷，故C錯(cuò)誤；此波的頻率為f＝＝25 Hz，故若此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為25 Hz，故D正確。 8．(多選)一列簡諧橫波，在t＝0.6 s時(shí)刻的圖像如圖甲所示，此時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移均為－1 cm，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示。以下說法正確的是(　　) A．這列波沿x軸正方向傳播 B．這列波的波速是 m/s C．從t＝0.6 s開始，緊接著的Δt＝0.6 s時(shí)間內(nèi)，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程是10 m D．從t＝0.6 s開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q早0.4 s回到平衡位置 解析：選ABD　由題圖乙讀出t＝0.6 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向沿y軸負(fù)方向，由題圖甲判斷出波的傳播方向?yàn)檠豿軸正方向，A正確；由題圖甲讀出該波的波長為λ＝20 m，由題圖乙知周期為T＝1.2 s，則波速為v＝＝ m/s＝ m/s，B正確；Δt＝0.6 s＝0.5T ，質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過的路程是4倍振幅，則經(jīng)過Δt＝0.6 s，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程是s＝2A＝22 cm＝4 cm，C錯(cuò)誤；題圖甲中圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q早回到平衡位置，由題圖甲知，P與Q的相位差Δφ＝π，相差時(shí)間Δt′＝T＝0.4 s，D正確。 9．(多選)(2018連云港聯(lián)考)如圖所示，某均勻介質(zhì)中有兩列簡諧橫波A和B同時(shí)沿x軸正方向傳播足夠長的時(shí)間，在t＝0時(shí)刻兩列波的波峰正好在x＝0處重合。下列說法正確的是(　　) A．t＝0時(shí)刻x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移為40 cm B．兩列波的頻率之比為fA∶fB＝2∶1 C．t＝0時(shí)刻一定存在振動(dòng)位移為－30 cm的質(zhì)點(diǎn) D．t＝0時(shí)刻x軸正半軸上到原點(diǎn)最近的另一波峰重合處的橫坐標(biāo)為x＝7.5 m 解析：選AC　兩列波疊加，t＝0時(shí)刻x＝0處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移為兩列波的振幅之和，為40 cm，選項(xiàng)A正確；根據(jù)波形圖，A波的波長為3 m，B波的波長為5 m，兩列波在同一介質(zhì)中傳播，波速相同，由λ＝可知兩列波的頻率之比為fA∶fB＝λB∶λA＝5∶3，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移等于同一時(shí)刻同一質(zhì)點(diǎn)分別在兩列波中振動(dòng)的位移之和，所以t＝0時(shí)刻一定存在振動(dòng)位移為－30 cm的質(zhì)點(diǎn)，故選項(xiàng)C正確；兩列波波長最簡整數(shù)比為3∶5,3和5的最小公倍數(shù)為15，所以t＝0時(shí)刻x軸正半軸到原點(diǎn)最近的另一波峰重合處的橫坐標(biāo)為x＝5λA＝15 m，則選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10.(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播，以波源O由平衡位置開始振動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖所示，已知O、P的平衡位置相距0.9 m。以下判斷正確的是(　　) A．波長為4 m B．波源起振方向沿y軸正方向 C．波速大小為0.3 m/s D．質(zhì)點(diǎn)P的動(dòng)能在t＝4 s時(shí)最小 解析：選BCD　據(jù)波的傳播特點(diǎn)，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同；根據(jù)題給圖像可知，P點(diǎn)的起振方向沿y軸的正方向，所以波源起振方向沿y軸正方向，故B正確。根據(jù)題給圖像可知，P比波源晚振動(dòng)3 s，其周期為4 s，所以波速為v＝＝ m/s＝0.3 m/s，由波速公式得：λ＝vT＝0.34 m＝1.2 m，故A錯(cuò)誤，C正確。質(zhì)點(diǎn)P在t＝4 s時(shí)到達(dá)波峰，速度為零，則動(dòng)能最小，故D正確。 [C級——難度題目適情選做] 11．(多選)如圖所示為一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)，若質(zhì)點(diǎn)Q相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為4 s，則下列說法正確的是(　　) A．該波的傳播速度v＝2 m/s B．從圖示計(jì)時(shí)，若P點(diǎn)比Q先到達(dá)波峰，則波的傳播方向沿x軸正方向 C．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向總是相反 D．若波沿x軸負(fù)向傳播，從圖示計(jì)時(shí)，至少再經(jīng)過1.75 sP、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移才能相同 解析：選AD　由題意知，質(zhì)點(diǎn)Q相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為4 s，所以波的周期T＝4 s，由波形圖知，波長λ＝8 m，所以波速v＝＝2 m/s，故A正確；從圖示計(jì)時(shí)，若P點(diǎn)比Q先到達(dá)波峰，則此時(shí)P點(diǎn)向上振動(dòng)，所以波沿x軸負(fù)方向傳播，所以B錯(cuò)誤；由題圖知，P、Q之間的距離小于半個(gè)波長，所以振動(dòng)方向有相同的時(shí)候，C錯(cuò)誤；若波沿x軸負(fù)方向傳播，在Q點(diǎn)右側(cè)相距3 m、位移相同的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式分別傳播到P、Q時(shí)，P、Q的位移相同，距離Q點(diǎn)最近的分別是4.5 m、7.5 m，即當(dāng)7.5 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式傳播到Q點(diǎn)時(shí)，4.5 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式剛好傳播到P點(diǎn)，此時(shí)P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移第一次相同，用時(shí)t1＝＝ s＝1.75 s，所以D正確。 12．(2018江蘇高考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在x＝0和x＝0.6 m 處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖像如圖所示。已知該波的波長大于0.6 m，求其波速和波長。 解析：由圖像可知，周期T＝0.4 s 由于波長大于0.6 m，而A、B間的距離Δx＝0.6 m，可知， 波從A到B的傳播時(shí)間Δt＝0.3 s 波速v＝，代入數(shù)據(jù)得v＝2 m/s， 波長λ＝vT，代入數(shù)據(jù)得λ＝0.8 m。 答案：2 m/s　0.8 m 13．(2019中山調(diào)研)如圖甲所示，在均勻介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)相距d＝0.4 m，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖乙所示。已知t＝0時(shí)刻，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)都在平衡位置，且P、Q之間只有一個(gè)波峰。求： (1)波的傳播速度； (2)質(zhì)點(diǎn)Q下一次出現(xiàn)在波谷的時(shí)間。 解析：(1)由題圖乙可得該波的周期T＝0.2 s。 若P、Q間沒有波谷，P、Q間距離等于半個(gè)波長， 即λ＝0.8 m，波速v＝＝4 m/s； 若P、Q間有一個(gè)波谷，P、Q間距離等于一個(gè)波長， 即λ＝0.4 m，波速v＝＝2 m/s； 若P、Q間有兩個(gè)波谷，則λ＝0.4 m，即λ＝ m， 波速v＝＝ m/s。 (2)t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P向下振動(dòng)，經(jīng)過0.05 s到波谷處，經(jīng)過0.15 s到波峰處 若P、Q間距為一個(gè)波長，P、Q同時(shí)出現(xiàn)在波谷處，則質(zhì)點(diǎn)Q下一次出現(xiàn)在波谷的時(shí)間是t＝0.05 s 若P、Q間距為半波長的1倍或3倍，質(zhì)點(diǎn)Q在波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P在波峰，則質(zhì)點(diǎn)Q下一次出現(xiàn)在波谷的時(shí)間是t＝0.15 s。 答案：(1)4 m/s、2 m/s或 m/s　(2)0.05 s或0.15 s