2023鲁科版新教材高中物理选择性必修第一册同步练习--第3章机械波复习提升.pdf
本章复习提升易混易错练易错点1不能区分振动图像与波的图像1.一列简谐横波的波源在图中的坐标原点0 处,经过0.4 s,振动从0 点向右传播20 c m,P点离0 点的距离是8 0 c m。求:（1）P点起振时的速度方向；（2）该波从原点向右传播时开始计时，经多长时间质点P第一次到达波峰。（结果保留一位小数）0-41()/2()易错点2不能将振动图像和波的图像结合2.（2020山东日照期中）一列简谐横波，在 t=l s时刻的波形如图甲所示,图乙为波中质点P i 的振动图像，则根据甲、乙两图判断不正确的是（）2 4/36 480-23 4 5A.此时刻,P 2质点在平衡位置向下运动B.该波的传播速度为6 m/sC.从 t=0时刻起，经过时间A t=3 s,质点P i 通过的路程为6 mD.在振动过程中,B、P 2的位移大小总是相等的易错点3对波的多解问题考虑不周全3.（多选）一列机械波相隔t 时间的两个波形曲线分别为图中实线和虚线所示，波速为1 m/s,那么t 的值可能是（）易错点4 对波的叠加和干涉分析不全面4 .（2021湖南衡阳八中模拟）两个振幅相同的波源S%在水槽中形成如图所示的波形,其中实线表示波峰,虚线表示波谷，则（）A.在两波相遇的区域中会产生干涉现象B.a 点此时位移最大C.a 点的振动始终加强D.a 点的振动始终减弱易错点5 盲目套用多普勒效应的规律5.某人站在地面某处,一架飞机以恒定速度沿水平方向由远及近从人的头顶上方飞过，则人听到的飞机发出的声音的频率（）A.越来越低 B.越来越高C.先变高后变低 D.先变低后变高思想方法练一、图像法1.图（a）为一列波在t=2 s 时的波形，图（b）是平衡位置在x=2.5 m处的质点的振动图像,P是平衡位置为x=lm处的质点，则（）(a)(b)A.波的传播方向向右B.波速为1 m/sC.02 s 时间内，P 运动的路程为4 c mD.。2 s 时间内，P向 y 轴负方向运动2.（2020江苏连云港期中）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形,P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5 m和 x=6.5 m处。t=0.5 s时，质点P 恰好第二次位于波峰位置 则（）A.这列波的周期为0.5 sB.这列波的传播速度为6 m/sC.t=0.6 s 时，质点Q将位于波峰位置D.质点Q 在 0 0.9 s 内通过的路程为1 8 c m二、递推法3.（多选）一列简谐横波沿直线传播,在波的传播方向上有A、B两点。在 t 时刻A、B两点间形成如图甲所示波形，在（t+3 s）时刻A、B两点间形成如图乙所示波形，已知A、B两点的平衡位置间距离a=9 m,则以下说法中正确的是（）A.若波的周期为4 s,波一定向右传播B.若波的周期大于4 s,波可能向右传播C.若波速为8.5 m/s,波一定向左传播D.该波的传播速度可能的最小值为0.5 m/s三、对称法4.（2 0 2 0 四川成都月考）在某一均匀介质中，由波源0发出的简谐横波沿x轴正、负方向传播,某时刻的波形如图所示，其波速为5 c m/s,下 列 说 法正确的是（）A.波的频率与波源的频率无关B.此时P、Q两质点的振动方向相同C.再经过0.5 s,波恰好传到坐标为(-5 c m,0)的位置D.该波为横波,频率为3 H z5.如图所示，在 x轴上有S、A、B三点,S是上、下振动的波源，振动的频率为1 0 H z。激起的简谐横波沿x轴向左、右传播，波速为40 m/s。质点A、B到 S的距离为X*=XB=38.4 m,且都已经开始振动。若某时刻波源S正通过平衡位置向下振动,则该时刻质点A的运动方向,质 点 B的运动方向 o (均填”向上”或“向下”)BS答案全解全析本章复习提升易混易错练1.答 案(1)沿 y 轴 负 方 向(2)1.9 s解 析(1)振动从0点向右传播,x=2 0 c m 处质点的振动方向沿y 轴负方向，则 P点起振时的速度方向沿y 轴负方向。(2)经过0.4 s,振动从0点向右传播2 0 c m,得到波速v 于 祟 詈 50 c m/s;x=5 c m 处的振动状态传到P点时波传播的距离x.=7 5 c m,则质点P第一次到达波峰所经过的时间t=+0.4s=l.9 S o错解分析错把波的图像当成振动图像处理,直接接着原来的波形往后续画波形,从而造成错解。正确的做法应是把整个波形往波的传播方向平移，根据平移后所得新的波形分析问题。2.A 根据图乙可知,t=l s 时刻质点P i 在平衡位置向下运动,根据平移法可知,波向x轴负方向传播,R质点在平衡位置向上运动,A错误;该波的周期T=4 s,波长入=2 4 m,波 速 v*6 m/s,B正确；从 t=0 时刻起，经过时 间 t=3 s,即经过%,质点P i 通过的路程为3A=6 m,C正确；因为R、两质点的平衡位置相距半个波长,所以振动过程中两质点的位移大小总是相等的,D 正确。错解分析由于不能将振动图像和波的图像相结合,所以无法确定P l、8的振动方向。解答这类问题需记住“二找”：一、找准波的图像对应的时刻;二、找准振动图像对应的质点。3.A C 由 图 读 出 波 长 为 X=4 m,由 波 速 公 式 v=,得 周 期 7=白：s=4 s,若 波 沿 x轴正方向传播，则t=(n+*)T=(4n+l)s(n=0,1,2,)，当 n=0 时，t=l s;当 n=l 时，t=5 s。若波沿 x 轴负方向传播，则t=(n 弓)T=(4 n+3)s(n=0,l,2,)，当 n=0 时,t=3 s;当 n=l 时,t=7 s。由于n 只能取整数，故 t 不可能为2 s和 4 s。由以上分析可知,A、C正确,B、D 错误。错解分析习惯性认为波的多解问题只是一种情况的多解，从而造成漏选。规避此类错误的方法:牢记造成多解的可能因 素“二周二双”，“二周”指时间的周期性和空间的周期性，“二双”指传播方向的双向性和振动方向的双向性。4.B 两列水波在水中传播的波速相等,从图中可以看出两列水波的波长不同,根据v=X f,可知两列水波的频率不同，而只有两列波的频率相同时才可能发生干涉现象，所以在两波相遇的区域中不会产生干涉现象，不会出现振动始终加强点和减弱点,A、C、D均错误;在a点此时波峰与波峰叠加,a点的位移为这两列波引起位移的矢量和,则 a点此时位移最大,B正确。错解分析误认为只要波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的地方振动就始终加强，从而造成错解。解答此类问题需谨记：只有当频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两列波发生干涉时，才会出现振动始终加强与始终减弱的区域。5.A 当飞机飞近人时,将飞机的速度分解,如图甲所示,飞机相对人的速度为v 尸 v c os a,a 越来越大,则V I 越来越小,故人听到飞机发出的声音的频率越来越低，但总是fQf源。当飞机远离人时,将飞机的速度分解，如图乙所示,飞机相对人的速度V 3=v c os a ,a越来越小,则v：,越来越大,即人听到飞机发出的声音的频率越来越低,且总是f 水综上可知,在飞机飞过头顶的过程中,人听到的飞机发出的声音的频率是越来越低的,即 A项正确。甲 乙错解分析易根据飞机和人的距离先减小后增大，误认为人听到飞机发出的声音频率先升高后变低,从而错选C 对本题来说，当飞机靠近人时，人接收的频率是在大于飞机发出的频率的范围内减小；当飞机远离人时，人接收的频率是在小于飞机发出的频率的范围内减小。思想方法练1.A 从图(b)振动图像中可知在t=2 s 时,x=2.5 m处的质点振动方向沿y 轴负方向,根据同侧法可知波向右传播,故A正确；由图(a)可知该简谐横波波长为2 m,由图(b)知周期为4 s,则波速为v 号 毛 m/s=0.5 m/s,故B 错误；由图(a)可知t=2 s时,质点P 在波峰位置，即将向y 轴负方向运动,2 s 3 T,可知0 2 s时间内即半个周期内，P 沿 y轴从负的最大位移处运动到了正的最大位移处,沿y轴正方向运动,通过的路程为2个振幅,即 8 c m,故 C、D 错误。方法点津图(a)是 t=2 s时的波形,需要先利用图(b)确 定 t=2 s 时 x=2.5 m处质点的振动方向，然后结合图(a)根据x=2.5 m处质点的振动方向利用同侧法方能确定波的传播方向。2.D 简谐横波沿x 轴正方向传播，由同侧法可知,t=0 时刻质点P 经平衡位置向上运动,则质点P 第二次到达波峰需经t=T=O.5 s,则 T=0.4 s,故 A错误；该波的波长为入=2 m,则波速vj；-2 m/s=5 i n/s,故 B 错误;t=041 U.4时刻Q点通过平衡位置向下运动,故t=0.6 s=l.5 T 时,质点Q 通过平衡位置向上运动,故C 错误；因篙=2 且质点Q在 t=0 时位于平衡位置,故质点Q在 O O.9 s 内通过的路程为s=2.2 5 X4 A=9 X2 cm=1 8 cm,故 D正确。方法点津判 断 t=0.6 s 时质点Q所处的位置,可用下述方法:经过t=0.6 s,该波传播的距离为x=v t=5 X0.6 m=3 m,即相当于图中x=3.5 m处的振动情况传到了 x=6.5 m处的Q点，因此由图可知t=0.6 s 时，Q点处于平衡位置向上运动。3.ACD若波向右传播，则 3 s=(n +T i(n=0,1,2,)，T i=，W sW4 s,B错 误；若波向左传播，则 3s=(n+T2(n=0,1,2,),T+,ji s(n=0,1,2,)，可知心不可能等于4 s,当 n=0,=4 s 时,波向右传播,故A正确；由题图知波长A =6 m,若波速为8.5 m/s,波在3 s 内传播的距离为x=v t=8.5 X 3 m=2 5.5 m=4 卜，根据波形的平移可知,波一定向左传播,故C 正确;波在3 s 内传播的最小距离为1.5 m,波 速 的 最 小 值 为 与m/s=0.5 m/s,故 D 正确。方法点津由图可知，若波向右传播,A点第一次到达波峰需要的时间为中，再考虑第二次、第三次、出现波峰的时间，即 n T+的,其中n=0,1,2,；同理可求出波向左传播时振动时间与周期的关系。4.B 波的频率由波源的振动频率决定,故A错误;根据对称性可以知道，此 时 P、Q两质点的运动方向相同，故 B 正确；由题图知波长X=2 cm,周期为T=i=0.4 s,经过时间t=0.5 S=1T,波传到坐标为(-5.5 cm,0)、(5.5 cm,0)的位置,故C错误;该波的频率为f*六H z=2.5 H z,故 D 错误。5.答 案 向 上 向 上解 析 S是波源，激起的简谐横波沿x轴向左、右传播，由 v=入f,可 得 入 十 播 m=4 m,x u=3 8.4 m=9|A.,即质点 B的振动状态跟与波源S相距|X 的质点B 的振动状态相同(如图所示)。V V由此可判断B在 x 轴下方,运动方向向上。A质点的平衡位置与B质点的平衡位置关于波源S对称，由对称性可知,A的运动情况与B相同,运动方向向上。方法点津根据波的对称分布以及A、B关于波源对称，可以确定A、B的振动情况完全相同。
