2019屆高考物理一輪復習 第十四章 機械振動 機械波 光 電磁波 相對論 第2講 機械波作業(yè) 新人教版.doc

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第2講 機械波 [課時作業(yè)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　單獨成冊　方便使用 一、選擇題 1.設x軸方向的一條細繩上有O、A、B、C、D、E、F、G八個點，＝＝＝＝＝＝＝1 m，質點O在垂直于x軸方向上做簡諧運動，沿x軸方向傳播形成橫波. t＝0時刻，O點開始向上運動，經t＝0.2 s，O點第一次到達上方最大位移處，這時A點剛好開始運動．那么在t＝2.5 s時刻，以下說法中正確的是(　　) A．B點位于x軸下方　　　 B．A點與E點的位移相同 C．D點的速度最大 D．C點正向上運動 E．這列波的波速為5 m/s 解析：由題可知，＝0.2 s，周期T＝0.8 s，λ＝1 m，波長λ＝4 m，由v＝得波速v＝5 m/s，則可判斷E項正確；當t＝2.5 s時，波源O已振動了3個周期，此時O位于x軸上方向上振動，B點與O點之間相距半個波長，可判斷B點位于x軸下方，A項正確；2.5 s時E點已經振動了一段時間，A點與E點間距1個波長，兩點振動情況完全一樣，則B項正確；O點與D點間距1個波長，兩點的振動情況完全一樣，此時，O點已經離開平衡位置向上振動，D點也一樣，則D點的速度不是最大，C項錯誤；波傳播到C點的時間為t＝30.2 s＝0.6 s，在t＝2.5 s時刻質點C已振動的時間t′＝2.5 s－0.6 s＝1.9 s＝2T，質點C的起振方向向上，則在2.5 s時刻C點應向下振動，則D項錯誤． 答案：ABE 2.如圖所示，當波源和障礙物都靜止不動時，波源發(fā)出的波在障礙物處不能發(fā)生明顯衍射．下列措施可能使波發(fā)生較為明顯衍射的是(　　) A．增大波源的振動頻率 B．減小波源的振動頻率 C．增大障礙物的長度 D．減小障礙物的長度 E．波源遠離障礙物運動 解析：不能發(fā)生明顯衍射的原因是障礙物的長度遠大于波長，只要增大波長或減小障礙物的長度即可滿足題目要求，由λ＝知，v不變，減小f，λ增大，故A、C錯，B、D對；波源遠離障礙物將產生多普勒效應，等效于增大波長，故E對． 答案：BDE 3．一列簡諧橫波在某時刻的波形如圖所示，此時刻質點P的速度為v，經過 1.0 s它的速度大小、方向第一次與v相同，再經過0.2 s它的速度大小、方向第二次與v相同，則下列判斷中正確的是(　　) A．波沿x軸負方向傳播，波速為5 m/s B．波沿x軸正方向傳播，波速為5 m/s C．若某時刻質點M到達波谷處，則質點P一定到達波峰處 D．質點M與質點Q的位移大小總是相等、方向總是相反 E．從圖示位置開始計時，在2.0 s時刻，質點P在y軸上的坐標為20 cm 解析：由題意可知，波沿x軸負方向傳播，其周期T＝1.2 s，根據(jù)v＝得v＝5 m/s，A正確，B錯誤；當兩質點平衡位置間的距離相差半個波長的奇數(shù)倍時，振動步調相反，C正確，D錯誤；波的周期為T＝1.2 s，根據(jù)對稱性可知，從圖示位置開始計時，在2.0 s時刻，質點P到達波峰處，其y坐標為20 cm，E正確． 答案：ACE 4.一列簡諧橫波在t＝0時的波形圖如圖所示．介質中x＝2 m處的質點P沿y軸正方向做簡諧運動的表達式為y＝10sin(5πt) cm.關于這列簡諧波，下列說法正確的是(　　) A．周期為4.0 s B．振幅為20 cm C．傳播方向沿x軸正向 D．傳播速度為10 m/s E．經1 s波向前傳播10 m，而質點不隨波移動 解析：由題意知ω＝5π rad/s，周期T＝＝0.4 s，由波的圖像得振幅A＝10 cm，波長λ＝4 m，故波速v＝＝10 m/s，P點在t＝0時振動方向為正y方向，波向正x方向傳播，由Δx＝vt1知，1 s后波向前傳播10 m，各質點仍在平衡位置附近振動而不隨波移動． 答案：CDE 5．(2018安徽江南十校聯(lián)考)一簡諧機械橫波沿x軸負方向傳播，已知波的波長為8 m，周期為2 s，t＝1 s時刻波形如圖a所示，a、b是波上的兩個質點．圖b是波上某一點的振動圖像．則下列說法正確的是(　　) A．圖b可以表示d質點的振動 B．圖b可以表示b質點的振動 C．a、b兩質點在t＝1.5 s時速度大小相同 D．該波傳播速度為v＝4 m/s E．t＝0時b質點速度沿y軸正向 解析：a、b、d三質點中在t＝1 s時位于平衡位置的是b和d質點，其中d質點向上振動、b質點向下振動，則圖b可以表示d質點的振動，A項正確，B項錯誤．t＝1.5 s時的波形圖如圖甲所示，則知此時a質點速度大于b質點速度，C項錯誤．波速v＝＝4 m/s，D項正確．t＝0時波形如圖乙所示，此時b質點速度沿y軸正方向，E項正確． 答案：ADE 6．(2018河北唐山模擬)如圖所示為一列向左傳播的橫波的圖像，圖中實線表示t時刻的波形，虛線表示又經Δt＝0.2 s時刻的波形，已知波長為2 m，下列說法正確的是(　　) A．波的周期的最大值為2 s B．波的周期的最大值為 s C．波的速度的最小值為9 m/s D．這列波不能發(fā)生偏振現(xiàn)象 E．這列波遇到直徑r＝1 m的障礙物會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 解析：0.2 m＝λ，因波向左傳播，則由圖像可知波向左傳播的距離為(n＋)λ(n＝0,1,2，…)，所以0.2 s＝(n＋)T(n＝0,1,2，…)，n＝0時，周期最大，為Tm＝ s，波速最小，為vmin＝＝9 m/s，所以A錯誤，B、C正確．橫波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象，D錯誤．因為障礙物的直徑r＝1 m<λ＝2 m，則這列波遇到此障礙物可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，E正確． 答案：BCE 7.圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，已知t1＝0.3 s時，質點P首次位于波谷，質點Q的坐標是(1.5，0)，質點M的坐標是(13,0)(圖中未畫出)，則以下說法正確的是(　　) A．波的傳播速度為0.3 m/s B．從t＝0開始，質點Q一定比P先到達波峰 C．每經0.2 s，質點Q的路程一定是10 cm D．在t2＝1.6 s時刻，質點M第二次位于波峰 E．P、Q兩質點的速度方向始終相同 解析：由題圖知波長為λ＝4 cm，v＝＝0.1 m/s，故選項A錯誤；因為該波沿x軸正方向傳播，質點Q在質點P的左側，由題圖可知質點Q一定比P先到達波峰，故選項B正確；波的周期T＝＝0.4 s，每經0.2 s即半個周期，質點Q運動的路程s＝2A＝25 cm＝10 cm，故選項C正確；波峰第一次到達質點M的時間t3＝＝ s＝1.2 s，再經過一個周期即t2＝1.6 s時，質點M第二次位于波峰，故選項D正確；P、Q兩質點相距Δx′＝0.5 cm<λ，不是同相位點，故選項E錯誤． 答案：BCD 8.如圖所示，實線與虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列簡諧橫波的波峰和波谷，此刻，M是波蜂與波峰的相遇點，設這兩列波的振幅均為A，則下列說法中正確的是(　　) A．此時刻位于O處的質點正處于平衡位置 B．P、N兩處的質點始終處在平衡位置 C．隨著時間的推移，M處的質點將向O處移動 D．從此時刻起，經過四分之一周期，M處的質點到達平衡位置，此時位移為零 E．O、M連線的中點是振動加強的點，其振幅為2A 解析：此時刻位于O處的質點正處于波谷與波谷的相遇點，不在平衡位置，選項A錯誤；P、N兩處的質點處于波峰和波谷的相遇點，兩列波在這兩處的位移始終相反，合位移為零，選項B正確；質點并不隨波遷移，選項C錯誤；從此時刻起，經過四分之一周期，兩列波在M點的振動均達到平衡位置，合位移為零，選項D正確；O、M連線的中點是振動加強區(qū)的點，其振幅為2A，選項E正確． 答案：BDE 9．如圖所示，有一列減幅傳播的簡諧橫波，x＝0與x＝75 m處的A、B兩個質點的振動圖像分別如圖中實線與虛線所示．則這列波的(　　) A．A點處波長是10 cm，B點處波長是5 cm B．周期一定都是210－2 s C．t＝0.012 5 s時刻，兩質點的振動速度方向相反 D．傳播速度一定是600 m/s E．A質點的振幅是B質點的振幅的2倍 解析：由A、B兩質點的振動圖像可知兩質點的周期均為210－2 s，所以B項正確；再由振動圖像知t＝0時，質點A在平衡位置且向上振動，B處在波峰，則有75 m＝λ＋nλ(n＝0,1,2,3，…)，解得λ＝ m(n＝0,1,2,3，…)，所以A項錯；在t＝0.012 5 s＝T時，質點A向下振動，B向上振動，所以C項正確；波的傳播速度v＝＝ m/s(n＝0,1,2,3，…)，有多種可能，D項錯；由圖可知質點A的振幅為10 cm，質點B的振幅為5 cm，所以E項正確． 答案：BCE 二、非選擇題 10.一列沿－x方向傳播的簡諧橫波，在t＝0時刻的波形如圖所示，質點振動的振幅為10 cm.P、Q兩點的坐標分別為(－1,0)和(－9,0)，已知t＝0.7 s時，P點第二次出現(xiàn)波峰． (1)這列波的傳播速度多大？ (2)從t＝0時刻起，經過多長時間Q點第一次出現(xiàn)波峰？ (3)當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，P點通過的路程為多少？ 解析：(1)由題意可知該波的波長為λ＝4 m，P點與最近波峰的水平距離為3 m，距離下一個波峰的水平距離為7 m 所以v＝＝10 m/s (2)Q點與最近波峰的水平距離為11 m 故Q點第一次出現(xiàn)波峰的時間為t1＝＝1.1 s (3)該波中各質點振動的周期為T＝＝0.4 s Q點第一次出現(xiàn)波峰時質點P振動了t2＝0.9 s 則t2＝2T＋T＝ 質點每振動經過的路程為10 cm 當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，P點通過的路程s′＝0.9 m. 答案：見解析 11．(2018湖北武漢調研)有兩列簡諧橫波a、b在同一介質中分別沿x軸正方向和負方向傳播，兩列波在t＝0時刻的波形曲線如圖所示，已知a波的周期Ta＝ 1 s．求： (1)兩列波的傳播速度； (2)從t＝0時刻開始，最短經過多長時間x＝1.0 m的質點偏離平衡位置的位移為0.16 m? 解析：(1)由圖可知a、b兩列波的波長分別為λa＝2.5 m，λb＝4.0 m. 兩列波在同種介質中的傳播速度相同，為v＝＝2.5 m/s. (2)a波的波峰傳播到x＝1.0 m的質點經歷的時間 ta＝＝， b波的波峰傳播到x＝1.0 m的質點經歷的時間tb＝＝，又ta＝tb＝t，聯(lián)立解得5m－8n＝1(式中m、n均為正整數(shù))，分析知，當m＝5、n＝3時，x＝1.0 m的質點偏離平衡位置的位移為0.16 m時經過時間最短，將m＝5代入t＝，解得t＝5.4 s. 答案：(1)均為2.5 m/s　(2)5.4 s 12．如圖甲所示，一列簡諧橫波沿直線AB傳播，A、B之間的距離為1 m，A、B兩點的振動情況如圖乙所示．則這列波波速為多少？ 解析：該波的周期為T＝4 s. 如果該波向右傳播 xAB＝nλ＋λ(n＝0,1,2,3，…) 解得波長λ＝ m(n＝0,1,2,3，…) 波速v＝＝ m/s(n＝0,1,2,3，…)． 如果該波向左傳播 xAB＝nλ＋λ(n＝0,1,2,3，…) 解得波長λ＝ m(n＝0,1,2,3，…) 波速v＝＝ m/s(n＝0,1,2,3，…)． 答案：見解析