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(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 機械振動與機械波、光、電磁波與相對論 2 第二節(jié) 機械波課后達(dá)標(biāo)能力提升 新人教版

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(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 機械振動與機械波、光、電磁波與相對論 2 第二節(jié) 機械波課后達(dá)標(biāo)能力提升 新人教版_第1頁
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1、(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 機械振動與機械波、光、電磁波與相對論 2 第二節(jié) 機械波課后達(dá)標(biāo)能力提升 新人教版 一、選擇題 1.一簡諧橫波沿x軸正向傳播,圖甲是t=0時刻的波形圖,圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖象,則該質(zhì)點的x坐標(biāo)值合理的是(  ) A.0.5 m        B.1.5 m C.2.5 m D.3.5 m 解析:選C.由y-t圖象知,t=0時質(zhì)點位移為負(fù)值,且向y軸負(fù)方向運動,由y-x圖象知,x=0.5 m和x=3.5 m處的質(zhì)點此時刻位移為正值,故A、D錯誤;由傳播方向與振動方向關(guān)系可判定,x=1.5 m的質(zhì)點向y軸正方向運動,x=2

2、.5 m處質(zhì)點向y軸負(fù)方向運動,故C正確,B錯誤. 2. 如圖所示,當(dāng)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 解析:選BD.不能發(fā)生明顯衍射的原因是障礙物的長度遠(yuǎn)大于波長,只要增大波長可滿足題目要求.由λ=知,v不變,減小f,λ增大,故A、C錯,B、D對. 3. 周期為2.0 s的簡諧橫波沿x軸傳播,該波在某時刻的圖象如圖所示,此時質(zhì)點P沿y軸負(fù)方向運動,則該波(  ) A.沿x軸正方向傳播,波速v=

3、20 m/s B.沿x軸正方向傳播,波速v=10 m/s C.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=20 m/s D.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=10 m/s 解析:選B.由質(zhì)點P沿y軸負(fù)方向運動,根據(jù)振動方向與波的傳播方向的關(guān)系,可判定該波沿x軸正方向傳播.由波的圖象可知λ=20 m,根據(jù)v=得波速v=10 m/s.選項B正確. 4.如圖甲所示,在水平面內(nèi),有三個質(zhì)點a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點上,已知ab=6 m,ac=8 m.在t1=0時刻a、b同時開始振動,振動圖象均如圖乙所示,所形成的機械波在水平面內(nèi)傳播,在t2=4 s時c點開始振動,則(  ) A.該機械波的傳播速度大

4、小為2 m/s B.c點的振動頻率先是與a點相同,兩列波相遇后c點的振動頻率增大 C.該列波的波長是2 m D.兩列波相遇后,c點振動加強 解析:選ACD.因為經(jīng)過4 s,振動由a點傳到c點,則波的傳播速度v= m/s=2 m/s,選項A正確;c點的振動頻率先是與a點相同,兩列波相遇后c點的振動頻率仍然是不變的,選項B錯誤;該波的波長為λ=vT=2×1 m=2 m,選項C正確;因為bc-ac=2 m=λ,故兩列波相遇后,c點振動加強,選項D正確. 5.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,質(zhì)點P的x坐標(biāo)為3 m.已知任意振動質(zhì)點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.

5、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.x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點在t=0.6 s時恰好位于波谷 D.x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點在t=0.2 s時恰好位于波峰 解析:選BD.任意振動質(zhì)點連續(xù)兩次通過平衡位置的時間間隔為0.4 s,則T=0.4 s,解得T=0.8 s,f==1.25 Hz,選項B正確;由題圖知:該波的波長λ=4 m,波速v==5 m/s,故選項A錯誤;畫出t=0.6 s時的波形圖如圖所示,因15 m=3λ+λ,故x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點與x=3 m處的質(zhì)點振動情況一樣,即在平衡位置向下振動,選項C錯誤;畫出t=0.2 s時的

6、波形圖如圖所示, 因22 m=5λ+ λ,故x=22 m處的質(zhì)點與x=2 m處的質(zhì)點振動情況一樣,即在波峰位置,選項D正確. 6.如圖甲所示,一列機械波沿直線ab向右傳播,ab=2 m,a、b兩點的振動情況如圖乙所示,下列說法中正確的是(  ) A.波速可能是 m/s B.波長可能是 m C.波速可能是 m/s D.波速可能是 m/s 解析:選ABD.由振動圖象可看出t=0時刻,點a在波谷,點b在平衡位置且向上振動,所以ab=2 m=λ+nλ(n=0、1、2、3…),解得λ= m(n=0、1、2、3…)①,所以波速v== m/s(n=0、1、2、3…)②,②式中當(dāng)n=10

7、時,A項正確;①式中當(dāng)n=0時,B項正確;②式中當(dāng)n=1時,D項正確. 7.簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播,波速為v.若某時刻在波的傳播方向上,位于平衡位置的兩質(zhì)點a、b相距為s,a、b之間只存在一個波谷,則從該時刻起,下列四幅波形圖中質(zhì)點a最早到達(dá)波谷的是(  ) 解析:選D.根據(jù)機械波傳播方向與質(zhì)點振動方向之間的關(guān)系可知,A、C選項中的質(zhì)點a此時刻沿y軸正方向振動,a點要到達(dá)波谷至少還需個周期,B、D選項中的質(zhì)點a此時刻沿y軸負(fù)方向振動,只需再經(jīng)過個周期即可第一次到達(dá)波谷.已知a、b兩質(zhì)點間的距離為s,則A選項中λ=2s,B、C選項中λ=s,D選項中λ=s,因波速均為v,

8、則由T=可知,A選項中a點到達(dá)波谷最少用時為T=·=·=,B選項中a點到達(dá)波谷最少用時為T=·=·=,C選項中a點到達(dá)波谷最少用時為T=·=,D選項中a點到達(dá)波谷最少用時為T=·=·=,經(jīng)比較可知,D選項中質(zhì)點a最早到達(dá)波谷. 8.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(zhì)點的振動圖象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2×10-2 s C.t=0.012 5 s時刻,兩質(zhì)點的振動速度方向相反 D.傳播速度一定是600 m/s 解析:選BC.由A、B兩質(zhì)點的振動圖象可知兩質(zhì)

9、點的周期均為2×10-2 s,所以B項正確;再由振動圖象知t=0時,質(zhì)點A在平衡位置且向上振動,質(zhì)點B處在波峰位置,則有75 m=λ+nλ(n=0、1、2、3…),解得λ= m(n=0、1、2、3…),所以A項錯誤;在t=0.012 5 s=T時,質(zhì)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項錯誤. 二、非選擇題 9. (2018·南京高三模擬考試)P、Q是一列簡諧橫波中的兩質(zhì)點,相距30 m,各自的振動圖象如圖所示.如果P比Q離波源近,且P與Q平衡位置間的距離小于1個波長,則該列波的波長λ=______m,波速v=__

10、____m/s. 解析:P質(zhì)點經(jīng)過T即可成為Q質(zhì)點的振動形式, 故λ=30 m,λ=40 m,波速v==10 m/s. 答案:40 10 10.(2018·江蘇沖刺卷(二))在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點,相鄰兩質(zhì)點間的距離均為0.1 m,如圖甲所示.一列橫波沿該直線向右傳播,t=0時到達(dá)質(zhì)點1,質(zhì)點1開始向下運動,振幅為0.2 m,經(jīng)過時間0.6 s第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形. 該列橫波傳播的速度為________ m/s;此0.6 s內(nèi)質(zhì)點1的運動路程為________ m. 解析:由題圖知該波的波長λ=0.8 m,質(zhì)點9向上運動,由題意知,t=0.6 s時

11、,該波傳播到質(zhì)點9后處,則該波的波速v== m/s=2 m/s;質(zhì)點1在0.6 s內(nèi)運動的路程s=×4A=1.2 m. 答案:2 1.2 11.(2018·江蘇三市高三模擬考試)圖甲為某列簡諧波在t=0.2 s時的波動圖象,圖乙是這列波上質(zhì)點P的振動圖象,求: (1)波的傳播速度; (2)x=0處質(zhì)點的振動方程. 解析:(1)從圖中可讀出λ=2 m,T=0.4 s,則 波的傳播速度v=解得v=5 m/s. (2)由P點的振動圖象可知該列波向左傳播t=0時,x=0處質(zhì)點的振動方程與P點從t=0.2 s時計時的振動方程相同,ω=,代入數(shù)據(jù)得x=0處質(zhì)點的振動方程y=10sin 5

12、πt(cm). 答案:見解析 12. 如圖所示為一列簡諧橫波在t1=0.05 s時的波形圖,已知該簡諧橫波沿x軸的負(fù)方向傳播,A、B兩點為該簡諧波上平衡位置在xA=1.0 m、xB=1.2 m處的質(zhì)點.經(jīng)觀測可知A點通過的路程為振幅的10倍,所用的時間為t=0.5 s,求: (1)該簡諧橫波的傳播周期以及A點的振動方程; (2)由t1=0.05 s時開始計時,B點回到平衡位置的時間. 解析:(1)由波形圖可知,振幅為A=0.8 cm,波長為λ=2 m;A點通過的路程為振幅的10倍,需要的時間為2.5T,即2.5T=0.5 s, 所以周期T=0.2 s,ω==10π rad/s

13、 設(shè)A點的振動方程為y=Asin(ωt+φ) 由波形圖可知,A點在t1=0.05 s時刻經(jīng)過平衡位置且向下振動,可得φ=π則振動方程為y=0.8sin (10πt+π)=-0.8sin 10πt (cm). (2)波速v==10 m/s 從t1=0.05 s時刻開始,B點第一次回到平衡位置時,波向x軸負(fù)方向傳播的距離為Δs=2.0 m-1.2 m=0.8 m 所用的時間Δt==0.08 s 所以B點回到平衡位置的時間為 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…)

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