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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練41 機(jī)械波 一、選擇題 1．下述關(guān)于機(jī)械波的說法中，正確的是(　　) A．產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源頻率發(fā)生了變化 B．發(fā)生干涉現(xiàn)象時(shí)，介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)的振幅最大，減弱點(diǎn)振幅可能為零 C．在一個(gè)周期內(nèi)，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)所走過的路程等于波長 D．某一頻率的聲波，從空氣進(jìn)入水中時(shí)，波長和頻率均增大 解析：產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源相對于觀察者發(fā)生了變化，A錯(cuò)誤；發(fā)生干涉現(xiàn)象時(shí)，介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)振幅相加，振動(dòng)的振幅最大，減弱點(diǎn)振幅相減可能為零，B正確；在一個(gè)周期內(nèi)，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所走過的路程等于4個(gè)振幅，C錯(cuò)誤；某一頻率的聲波，從空氣進(jìn)入水中時(shí)，頻率不變，由v＝λf，聲速增加，波長變大，D錯(cuò)誤． 答案：B 2．如圖所示是利用水波槽觀察到的水波衍射圖象，從圖象可知(　　) A．B側(cè)波是衍射波 B．A側(cè)波速與B側(cè)波速相等 C．減小擋板間距離，衍射波的波長將減小 D．增大擋板間距離，衍射現(xiàn)象將更明顯 解析：B側(cè)波在傳播過程中遇到帶有窄縫的擋板后發(fā)生衍射，A側(cè)水波是衍射波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同種機(jī)械波在相同介質(zhì)中的傳播速度相同，選項(xiàng)B正確；減小擋板間距離，衍射現(xiàn)象會(huì)更明顯，但是衍射波的波速不變，頻率不變，故波長不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)橹挥挟?dāng)擋板間距跟波長差不多，或者比波長更小時(shí)，衍射現(xiàn)象才明顯，所以當(dāng)增大擋板間距離時(shí)，衍射現(xiàn)象將變得不明顯，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．本題答案為B. 答案：B 3．(xx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：由y－t圖象可知，波源的起振方向沿y軸負(fù)方向，該波沿x軸正方向傳播，A、C錯(cuò)誤．根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)，沿y軸正方向離開平衡位置的距離大于沿y軸負(fù)方向離開平衡位置的距離，可知D正確． 答案：D 4．(多選)(xx山東卷) 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)A的振動(dòng)圖象如圖所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m．以下判斷正確的是(　　) A．波長為1.2 m B．波源起振方向沿y軸正方向 C．波速大小為0.4 m/s D．質(zhì)點(diǎn)A的動(dòng)能在t＝4 s時(shí)最大 解析：由質(zhì)點(diǎn)A在y－t圖象可知，質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)Δt＝3 s才開始振動(dòng)，所以波速v＝＝ m/s＝0.3 m/s，C錯(cuò)誤．由y－t圖象可知，波的周期T＝4 s，由v＝得，波長λ＝vt＝1.2 m，A正確．振源的起振方向與t＝3 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方向相同，沿y軸正方向，B正確．質(zhì)點(diǎn)A在t＝4 s時(shí)位移最大，動(dòng)能為零，D錯(cuò)誤． 答案：AB 5．(xx天津卷)平衡位置處于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源S在y軸上振動(dòng)，產(chǎn)生頻率為50 Hz的簡諧橫波向x軸正、負(fù)兩個(gè)方向傳播，波速均為100 m/s.平衡位置在x軸上的P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)隨波源振動(dòng)著，P、Q的x軸坐標(biāo)分別為xP＝3.5 m、xQ＝－3 m．當(dāng)S位移為負(fù)且向－y方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，R、Q兩質(zhì)點(diǎn)的(　　) A．位移方向相同、速度方向相反 B．位移方向相同、速度方向相同 C．位移方向相反、速度方向相反 D．位移方向相反、速度方向相同 解析：根據(jù)題目可知T＝＝0.02 s，λ＝vT＝2 m，S位移為負(fù)向－y方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的圖象如圖所示．根據(jù)圖象可知，xQ>0，xQ向上．xP<0，vp向上，故D正確． 答案：D 6. (多選)(xx江西省九所重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)如圖所示，實(shí)線與虛線分別表示振幅(A)、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰與波峰相遇點(diǎn)，下列說法中正確的是(　　) A．該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O正處于平衡位置 B．P、N兩質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置 C．隨著時(shí)間的推移，質(zhì)點(diǎn)M將向O點(diǎn)處移動(dòng) D．從該時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)平衡位置，此時(shí)位移為零 E．OM連線中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，其振幅為2A 解析：由圖知O點(diǎn)是波谷和波谷疊加，是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，不是平衡位置，A錯(cuò)誤；P、N兩點(diǎn)是波谷和波峰疊加，由于振幅相同，位移始終為零，即處于平衡位置，故B正確；振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動(dòng)，不會(huì)“隨波逐流”，所以C錯(cuò)誤；此時(shí)M點(diǎn)在波峰位置，從該時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)平衡位置，D正確；因?yàn)镺M是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，所以O(shè)M連線中點(diǎn)也是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，其振幅為2A ，選項(xiàng)E正確． 答案：BDE 7．(多選)(xx陜西省五校高三第二次聯(lián)考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t秒與(t＋0.2)秒兩個(gè)時(shí)刻，x軸上(－3 m,3 m)區(qū)間的波形完全相同，如圖所示．并且圖中M、N兩質(zhì)點(diǎn)在t秒時(shí)位移均為，下列說法中不正確的是(　　) A．該波的最大波速為20 m/s B．(t＋0.1)秒時(shí)刻，x＝－2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移一定是a C．從t秒時(shí)刻起，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)比x＝2.5 m的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置 D．從t秒時(shí)刻起，在質(zhì)點(diǎn)M第一次到達(dá)平衡位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N恰好到達(dá)波峰 E．該列波在傳播過程中遇到寬度為d＝3 m的狹縫時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 解析：由題意知，0.2 s＝nT，傳播速度v＝＝＝20n m/s，所以該波的最小波速為20 m/s，故A錯(cuò)誤；由0.2 s＝nT，當(dāng)n＝2時(shí)，T＝0.1 s，所以(t＋0.1)秒時(shí)刻，x＝－2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移是－a，故B錯(cuò)誤；由t時(shí)刻波形圖知，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)在波谷向上振動(dòng)，x＝2.5 m的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，所以x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，故C正確；由于質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是非勻變速運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)質(zhì)點(diǎn)M第一次到達(dá)平衡位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N還沒有到達(dá)波峰，故D錯(cuò)誤；該波的波長等于4 m大于狹縫的尺寸，故能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以E正確，所以本題錯(cuò)誤的選擇ABD. 答案：ABD 8. (xx浙江省“六市六?！甭?lián)盟高考模擬)一質(zhì)點(diǎn)以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心位置在y軸上做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如右圖所示，振動(dòng)在介質(zhì)中產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正向傳播，波速為1.0 m/s,0.3 s后，此質(zhì)點(diǎn)立即停止振動(dòng)，再經(jīng)過0.1 s后波形是下列圖中的(　　) 解析：由振動(dòng)圖象知，該波的周期等于0.4 s，由于波速為1.0 m/s，故0.3 s后，振動(dòng)形式傳播到x＝0.3 m處，此時(shí)振源停止振動(dòng)，但振動(dòng)的形式會(huì)繼續(xù)向前傳播，再經(jīng)過0.1 s，根據(jù)x＝vt＝0.1 m，知傳播到x＝0.4 m處，由振動(dòng)圖象知，振動(dòng)開始向上振動(dòng)，故所有質(zhì)點(diǎn)開始都是向上運(yùn)動(dòng)，所以x＝0.4 m處質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向上振動(dòng)，再根據(jù)上下坡法可知，D正確；A、B、C錯(cuò)誤． 答案：D 9．(多選)(xx天津市七校高三聯(lián)考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖(a)是t＝0時(shí)刻的波形圖，圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象．由此可知，這兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離可能是(　　) A. m B. m C．1 m D. m 解析：t＝0時(shí)刻圖(b)中的質(zhì)點(diǎn)正處于正向最大位移處，與之相對應(yīng)的波形圖中x＝＋nλ的質(zhì)點(diǎn)，圖(c)中的質(zhì)點(diǎn)正在負(fù)向處向負(fù)方向振動(dòng)，根據(jù)振動(dòng)方程－＝Asin可得x2＝＋nλ(n＝0,1,2……)或x2＝＋nλ(n＝0,1,2……)，所以這兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離可能是Δx＝－＋nλ，當(dāng)n＝0時(shí)，Δx＝，選項(xiàng)B對．也有可能是Δx＝－＋nλ，當(dāng)n＝0時(shí)，Δx＝，選項(xiàng)D對．當(dāng)n≠0，選項(xiàng)中沒有符合的選項(xiàng)． 答案：BD 10．(多選)(xx錦州市高三模擬)如圖所示，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m處，兩列波的速度均為v＝0.4 m/s，兩波源的振幅均為A＝2 cm.圖示為 t＝0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示)，此刻平衡位置處于x＝0.2 m和x＝0.8 m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)．質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x＝0.5 m處，關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是(　　) A．兩列波相遇后振幅仍然為2 cm B．t＝1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為－4 cm C．t＝1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為＋4 cm D．t＝0.75 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn) E．質(zhì)點(diǎn)P、Q的起振方向都沿y軸負(fù)方向 解析：兩列波相遇后各個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參加兩列波的振動(dòng)，位移為兩列波振動(dòng)位移的矢量和，但對兩列波沒有影響，各自振幅不變，選項(xiàng)A對．t＝1 s時(shí)刻，兩列波的傳播距離均等于Δx＝vt＝0.4 m，左邊的波向右平移0.4 m，x＝0.1 m處的波谷剛好平移到M點(diǎn)，同理，右邊波向左平移0.4 m，x＝0.9 m處的波谷剛好平移到M點(diǎn)，M點(diǎn)為兩列波位移的矢量和即－2 cm＋(－2 cm)＝－4 cm，選項(xiàng)B對C錯(cuò)．t＝0.75 s，PQ都在自己平衡位置振動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，沿傳播方向傳遞的是振動(dòng)形式和能量，選項(xiàng)D錯(cuò)．根據(jù)傳播方向和振動(dòng)方向都在波形圖同一側(cè)，可判斷t＝0時(shí)PQ都在向y軸負(fù)方向振動(dòng)，選項(xiàng)E對． 答案：ABE 二、非選擇題 11. (xx衡水中學(xué)高三模擬)有頻率相同、振動(dòng)方向相同的兩個(gè)聲源S1和S2，如圖所示．一人站在聲源北方的A點(diǎn)，此人此時(shí)聽到的聲音很響，這個(gè)人向東慢慢移動(dòng)，聲音逐漸減弱，到B點(diǎn)時(shí)幾乎聽不到聲音，測得A、B間距離為1.5 m．則： (1)S1、S2聲波的波長λ為多少？ (2)若此人由B點(diǎn)再向正南方向移動(dòng)，聲音逐漸變響，那么，此人沿正南方向至少走多遠(yuǎn)，聲音又變得很響？ 解析：(1)依題意，A在S1S2的中垂線上，S1A＝S2A，此點(diǎn)為聲波疊加振動(dòng)加強(qiáng)處，走到B點(diǎn)幾乎聽不到聲音，B點(diǎn)是聲波疊加振動(dòng)減弱處，則S1B－S2B＝ 由幾何關(guān)系知S1B＝5 m，λ＝2 m. (2)設(shè)人沿BS2走到C點(diǎn)，振動(dòng)又一次加強(qiáng)． S1C－S2C＝2 m ， S2C2＝(S2C＋2)2－S1S 得S2C＝1.25 m，BC＝BS2－S2C＝(4－1.25) m ＝2.75 m. 答案：(1)2 m　(2)2.75 m 12．(xx吉林省九校聯(lián)合摸底)如圖甲所示，在某介質(zhì)中波源A、B相距d＝20 m，t＝0時(shí)兩者開始上下振動(dòng)，A只振動(dòng)了半個(gè)周期，B連續(xù)振動(dòng)，所形成的波的傳播速度都為v＝1.0 m/s，開始階段兩波源的振動(dòng)圖象如圖乙所示． (1)求距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)，在t＝0到t＝22 s內(nèi)所經(jīng)過的路程？ (2)求在t＝0到t＝16 s內(nèi)從A發(fā)出的半個(gè)波前進(jìn)過程中所遇到的波峰個(gè)數(shù)？ 解析：(1)距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)在先經(jīng)過左邊的A波路程為 s1＝24 cm＝8 cm B波22秒傳播的距離為：x＝vt＝22 m；B波的波長λ＝vTB＝2 m B波已經(jīng)傳播過距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)Δx＝3 m；經(jīng)過此點(diǎn)1.5個(gè)波長， 故此點(diǎn)又振動(dòng)的路程為s2＝620 cm＝120 cm； 距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)，在t＝0到t＝22 s內(nèi)所經(jīng)過的路程： s＝s1＋s2＝128 cm (2)16 s內(nèi)兩列波相對運(yùn)動(dòng)的長度為：Δl＝lA＋lB－d＝2vt－d＝12 m， A波寬度為a＝＝v＝0.2 m；B波波長為λB＝vTB＝2 m n＝＝6；可知A波經(jīng)過了6個(gè)波峰． 答案：(1)128 cm　(2)6個(gè)