高考物理一轮复习 第14章 波与相对论 第二节 机械波达标诊断高效训练.doc

1 / 8【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选高考物理一轮复习 第第 1414 章章 波与相对论波与相对论 第二节第二节 机械波达标诊断高效训练机械波达标诊断高效训练(建议用时：60 分钟)一、选择题1(高考福建卷)在均匀介质中，一列沿 x 轴正向传播的横波，其波源 O 在第一个周期内的振动图象如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是( )解析：选 D.由波的形成规律可知，一个周期内 x0 处，质点刚好完成一次全振动，结合振动图象知，质点在平衡位置向下运动；x( 为该波波长)处，质点振动了个周期，质点位于正向最大位移处；x 处的质点，振动了个周期，质点位于负向最大位移处选项 D 正确2(2018·福建厦门质检) t0 时刻，同一介质中在 x8 m 和x8 m 处分别有振源 A 和 B 同时做振幅 A10 cm 的简谐振动，t4 s 时，波形如图所示，则可知( )A振源 A 与振源 B 的频率相同B机械波在此介质中的传播速度 v1 m/sCt8 s 时，O 点处质点在平衡位置并向 y 轴负方向运动Dt11 s 时，O 点处质点在 y10 cm 处，并向 y 轴正方向运动E此两列波在 x 轴相遇时，在 A、B 间会形成稳定的干涉图样，其中 x0、4、4 处是振动加强点解析：选 BCD.由图可知，A2 m，B4 m，两列波的波速相同，故根据 f可知，2，选项 A 错误；机械波在此介质中的传播速2 / 8度 v m/s1 m/s，选项 B 正确；t8 s 时，两列波均传到 O 点，由两列波在 O 点引起的振动方向均向下，故 O 点处在平衡位置并向y 轴负方向运动，选项 C 正确；t11 s 时，由 A 振动在 O 点的振动位移为零，振动速度向上；由 B 振动在 O 点的振动位移为 10 cm，振动速度为零；故由振动的合成可知，O 点处质点在 y10 cm 处，并向 y 轴正方向运动，选项 D 正确；因两列波的频率不同，故此两列波在 x 轴相遇时，在 A、B 间不会形成稳定的干涉图样，选项 E 错误3(2018·山东泰安质检)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在t0 时刻的波形如图所示，此时波传播到 x10 m 处(图中未画出)已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s下列说法正确的是( )A波速为 4 m/sB波的频率为 1.25 HzC当波传到 x10 m 处时，该处的质点向 y 轴正方向运动Dt1.2 s 时，x 坐标为 11 m 的质点恰好位于波谷Et1.2 s 时，x 坐标为 15 m 的质点恰好位于波峰解析：选 BCE.由题意可知，任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s，则周期为 T0.8 s，频率为 f Hz1.25 Hz，故 B 正确；由图可知，该波的波长是 4 m，所以波速为：v m/s5 m/s，故 A 错误；由波传播的周期性可知 x10 m 的振动情况与 x2 m 的振动情况相同，根据“峰前质点上振”的原理，可知该处的质点向 y 轴正方向运动，故 C 正确；波由 x10 m 传到x11 m 处所用的时间为：t1 s0.2 s，此时质点向 y 轴正方向运动，还剩 t21 s1T, 所以 t1.2 s 时，x 坐标为 11 m 的质3 / 8点恰好位于波峰，故 D 错误；波由 x10 m 传到 x15 m 处所用的时间为：t1 s1 s，此时质点向 y 轴正方向运动，还剩t20.2 sT，即 t1.2 s 时，x 坐标为 15 m 的质点恰好位于波峰，故 E 正确4(2018·江南十校联考)一简谐机械横波沿 x 轴负方向传播，已知波的波长为 8 m周期为 2 st1 s 时刻波形如图 1 所示，a、b是波上的两个质点图 2 是波上某一点的振动图象则下列说法正确的是( )A图 2 可以表示 d 点的振动B图 2 可以表示 b 点的振动Ca、b 两质点在 t1.5 s 时速度大小相同D该波传播速度为 v4 m/sEt0 时 b 点速度沿 y 轴正方向解析：选 ADE.由于该波是 t1 s 时刻波形图，则图 2 在 t1 s 时刻该质点在平衡位置，而且向正方向振动，故图 2 表示 d 点振动，故选项 A 正确，选项 B 错误；t1.5 sT，则经过 T，质点 a 处于平衡位置，质点 b 处于负向最大位移处，故该时刻二者速度大小不相同，故选项 C 错误；根据公式 v m/s4 m/s，故选项 D 正确；t0 时刻将波向右平移，则 t0 时刻根据波的传播方向可以确定质点 b 向 y 轴正方向运动，故选项 E 正确5(2018·湖南邵阳大联考)一列简谐横波向 x 轴负方向传播，在t0 时的波形如图所示，P、Q 两质点的平衡位置的坐标分别为(1，0)、(7，0)已知 t0.7 s 时，质点 P 第二次出现波峰，下列说法正确的是( )A该波的波长为 5 m4 / 8B该波的波速为 10 m/sC振源的起振方向沿 y 轴负方向D当质点 Q 位于波峰时，质点 P 位于波谷Et0.9 s 时，质点 Q 第一次出现波峰解析：选 BDE.从图中可知 4 m，根据题意可知 T0.7 s，解得 T0.4 s，故该波的波速为 v m/s10 m/s，A 错误，B 正确；波上所有质点的起振方向都和波源的起振方向相同，从图中可知x1 m 处的质点起振方向向上，故振源的起振方向沿 y 轴正方向，C 错误；因为 PQ 之间的距离 xPQ6 m，为半波长的奇数倍，故两点为反相点，所以当质点 Q 位于波峰时，质点 P 位于波谷，D 正确；从 t0 时刻传播到 x7 m 处所需时间为 t10.8 s，即t0.9 s 时，质点 Q 振动了 0.1 s，即 T，故质点 Q 第一次出现波峰，E 正确6(2018·内蒙古包头模拟)图甲为某一简谐波在 t1.0 s 时刻的波动图象，图乙为图甲中 C 点的振动图象则下列说法正确的是( )A波速 v4 m/sB图甲中 B 点的运动方向向右C该波沿 x 轴负方向传播D要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于 4 mE若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为 1 Hz解析：选 ACE.由题图知 4 m，T1 s，则波速 v4 m/s，A正确；简谐横波在 x 轴方向上传播，B 点上下振动，不可能向右运动，B 错误；由图可知：t1.0 s 时 C 点向下振动，由上下坡原理，波沿 x 轴负方向传播，C 正确；该波波长 4 m，能够发生明显衍5 / 8射的条件是，障碍物的尺寸和 4 m 差不多或小于 4 m，D 错误；该波频率 f1 Hz，发生稳定的干涉的条件是两列波的频率相等，E 正确7(2018·山东枣庄模拟)如图甲所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距 10 m 的两质点 A、B，C 为 AB 的中点从 0 时刻起，A、B同时开始振动，且都只振动了一个周期图乙为 A 的振动图象，图丙为 B 的振动图象若 A 向右传播的波与 B 向左传播的波在 0.5 s时相遇，则下列说法正确的是( )A两列波的波长都是 5 mB两列波在 A、B 间的传播速度均为 10 m/sC在两列波相遇过程中，C 为振动加强点D在 1 s 时，质点 B 经过平衡位置且振动方向向上E1 s 内，C 经过的路程为 0解析：选 BDE.两波在均匀介质中传播波速相同，设为 v，则有2vtxAB，代入解得：v m/s10 m/s.由题图知 T0.2 s，则波长为：vT2 m，故 A 错误，B 正确；当 A 的波峰(或波谷)传到 C 时，恰好 B 的波谷(或波峰)也传到 C，C 点的振动始终减弱，故C 错误；质点 A 处产生的振动传递到 B 的时间：t s1 s，所以在 1 s 时，质点 A 处产生的振动恰好传播到 B 点，由于 A 处的振动起振的方向向上，所以质点 B 在平衡位置且振动方向向上，故D 正确；由于 C 点的振动始终减弱，而且两侧的振动的振幅相等，所以在 1 s 内，C 经过的路程为 0，故 E 正确8(2018·山西考前测试)一列简谐横波在 t0 时的波形图如图所示介质中 x2 m 处的质点 P 沿 x 轴方向做简谐运动的表达式为y10sin 5t(cm)下列说法正确的是( )6 / 8A该波的振幅为 10 cmB该波的周期为 4 sC该波沿 x 轴负方向传播D该波的传播速度为 10 m/sE在 1 s 的时间内，质点 P 经过的路程为 1 m解析：选 ADE.由波形图和振动方程 y10sin 5t(cm)都可直接读出振幅为 A10 cm，选项 A 正确；由振动方程得 T0.4 s，选项 B 错误；根据振动方程知 P 点在 t0 后向上振动，在波形图中由同侧法得波向 x 轴正向传播，选项 C 错误；则由波形图得 4 m，则 v10 m/s，选项 D 正确；时间 t1 s2T，根据每发生一个振幅 10 cm 的路程可知 s8A2A10A1 m，选项 E 正确9(2018·四川凉山诊断)一列简谐横波在 t10.02 s 时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在 x1 m 处的质点 P 的振动图象如图乙所示已知质点 M 的平衡位置在 x1.75 m 处下列说法正确的是( )A该波中每个质点的振动周期都为 0.02 sB该波波长为 2 mCM 点在 t1 时刻位移为 mD质点 M 从 t1 时刻起每过 0.005 s 通过的路程均为 0.2 mE在 x 轴上 2 m 处有一观察者，他接收到频率小于 50 Hz解析：选 ABC.由图乙可知，质点的振动周期：T0.02 s，A 正确；由图甲可知，这列波的波长为：2 m，B 正确；质点 M 的平衡位置在 x1.75 m，与 P 点振动情况相差 TT，根据振动方程yAsin t0.2 sin×T m，C 正确；t0.005 sT，即在每个 T 时间内，质点 M 通过的路程不是总为 0.2 m只有从平衡位置到最大位置或从最大位置到平衡位置的过程才是一个振幅，D 错7 / 8误；结合甲、乙两图知，波沿 x 轴正方向传播，属于波向观察者运动，观察者接收到的频率增大，接收到的频率大于 50 Hz，E 错误二、非选择题10(2018·郑州质量预测)从坐标原点 O 产生的简谐横波分别沿 x轴正方向和负方向传播，t0 时刻波的图象如图所示，此时波刚好传播到 M 点，x1 m 的质点 P 的位移为 10 cm，再经 t0.1 s，质点 P 第一次回到平衡位置(1)求波源的振动周期；(2)从 t0 时刻起经多长时间位于 x81 m 处的质点 N(图中未画出)第一次到达波峰位置？并求出在此过程中质点 P 运动的路程解析：(1)波在 0.1 s 内传播了 1 m，波速 v10 m/s由图可知该波的波长 12 m故波源的振动周期为 T1.2 s.(2)t0 时，O 点左侧第一个波峰处于 x03 m 处，设经时间 t 到达 N 点，则 x7.8 s6.5T在此过程中 P 点运动的路程为 s6.5×4A5.2 m.答案：(1)1.2 s (2)见解析11(2018·山西晋城模拟)如图所示为一列简谐横波在 t10.05 s时的波形图，已知该简谐横波沿 x 轴的负方向传播，A、B 两点为该简谐波上平衡位置在 xA1.0 m、xB1.2 m 处的质点经观测可知 A 点通过的路程为振幅的 10 倍，所用的时间为 t0.5 s，求：(1)该简谐横波的传播周期以及 A 点的振动方程；(2)由 t10.05 s 时开始计时，B 点回到平衡位置的时间解析：(1)由波形图可知，振幅为 A0.8 cm，波长为 2 m；A8 / 8点通过的路程为振幅的 10 倍，需要的时间为 2.5T，即 2.5T0.5 s，所以周期 T0.2 s，10 rad/s设 A 点的振动方程为 yAsin(t)由波形图可知，A 点在 t10.05 s 时刻经过平衡位置且向下振动，可得 则振动方程为 y0.8sin (10t)0.8sin 10t (cm)(2)波速 v10 m/s从 t10.05 s 时刻开始，B 点第一次回到平衡位置时，波向 x 轴负方向传播的距离为s2.0 m1.2 m0.8 m所用的时间 t0.08 s所以 B 点回到平衡位置的时间为tt(0.1n0.08) s(n0，1，2，3)答案：(1)0.2 s y=0.8sin 10t (cm)(2)t(0.1n0.08) s(n0，1，2，3)