三年高考两年模拟高考物理新课标一轮复习习题：第13章第2讲机械波含答案
高考物理一轮总复习专题训练 机械波(含解析)
第2讲机械波1．图1－2－14(1)同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图1－2－14所示，以下说法正确的是________.A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线(2)一列简谐横波沿x负方向传播，速度为10 m/s，已知t＝0时刻的波形图如图1－2－15甲所示．图中P点此时正经过平衡位置沿________方向运动，将t＝0.5 s时的波形图画在图1－2－15乙上(至少要画一个半波长)．图1－2－15解析：(1)因声波的波速在水中较空气中快，而波的频率等于振源的振动频率，则声波在水和空气中传播的频率相同，再由v＝λf知，声波在水中传播的波长长．答案：(1)A (2)y轴正如右图2．(1)如图1－2－16所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则f1、f2与f的关系为________．图1－2－16(2)如图1－2－17所示，横波1沿BP 方向传播，B 点的振动图象如图1－2－18甲所示；横波2沿CP 方向传播，C 点的振动图象如图1－2－18乙所示．P 与B 相距40 cm ，P 与C 相距50 cm ，波速都为20 cm/s.两横波在P 处相遇，两横波振动方向相同，P 点振幅为________ cm.图1－2－17图1－2－18解析：(1)声源靠近A 处的人，由多普勒效应知，他接收到的频率变大，即f 1＞f ；相反，声源远离B 处的人，则他接收到的频率变小，即f 2＜f .(2)Δl ＝PC －PB ＝50 cm －40 cm ＝10 cm ，由题图可知T ＝1 s ，λ＝vT ＝20 cm ，所以Δl ＝λ2，但是由两波源的振动图象知，两波源振动情况相反．所以P 点应为加强点，所以P 点的振幅A ＝A 1＋A 2＝30 cm ＋40 cm ＝70 cm.答案：(1)f 1＞f ，f 2＜f (2)703．(1)如图1－2－19所示，是用a 、b 两束不同频率的光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上用照相底片感光得到的干涉图样，其中图甲是用a 光照射时形成的，图乙是用b 光照射时形成的．则关于a 、b 两束光，下述正确的是( )图1－2－19A ．a 光的波长比b 光短，频率比b 光高B ．b 光的波长比a 光短，频率比a 光高C ．b 光比a 光衍射现象更明显D ．a 光比b 光衍射现象更明显(2)在均匀介质中，各质点的平衡位置均在同一直线上，图中正方形方格的边长均为1.5 cm.波源在坐标原点处，t ＝0时波源开始向y 轴负方向振动，如图1－2－20为t ＝0时刻的波动图象，经过0.24 s 时间第三次形成如图所示波形，则此波的周期T 和波速v 分别为多大？图1－2－20解析：(1)b 光的干涉条纹间距比a 光小，由Δx ＝L dλ可知b 光的波长比a 光短，频率比a 光高，选项A 错误；选项B 正确；波长越长，衍射现象越明显，选项C 错误；选项D 正确．(2)又t ＝0时波源开始向y 轴负方向振动，经过0.24 s 时间第三次形成如图所示波形，所以t ＝3T ，T ＝0.24/3 s ＝0.08 s ．图中正方形方格的边长均为1.5 cm ，波长为λ＝8×1.5 cm，所以波速v ＝λ/T ＝1.5 m/s.答案：(1)BD (2)0.08 s 1.5 m/s 4.图1－2－21如图1－2－21所示为一列简谐波在t 1＝0时刻的图象．此时波中质点M 的运动方向沿y 轴负方向，且t 2＝0.55 s 时质点M 恰好第3次到达y 轴正方向最大位移处．试求：(1)此波沿什么方向传播？(2)波速是多大？(3)从t 1＝0至t 3＝1.2 s ，质点N 运动的路程和t 3时刻相对于平衡位置的位移分别是多少？ 解析：(1)此波沿x 轴负方向传播．(2)在t 1＝0到t 2＝0.55 s 这段时间时，质点M 恰好第3次到达沿y 轴正方向的最大位移处，则有：(2＋34)T ＝0.55 s ，得T ＝0.2 s. 由图象得简谐波的波长为λ＝0.4 m ，则波速v ＝λT＝2 m/s. (3)在t 1＝0至t 3＝1.2 s 这段时间，波中质点N 经过了6个周期，即质点N 回到始点，所以走过的路程为s ＝6×5×4 cm＝120 cm.相对于平衡位置的位移为2.5 cm.答案：(1)沿x 轴负方向 (2)2 m/s (3)120 cm 2.5 cm5．振幅A ＝2 cm ，f ＝50 Hz 的横波沿x 正方向传播，波源在坐标原点O 处，从t ＝0开始振动，已知在t ＝0.5 s 末，此波传到距波源O 为x ＝10 m 处的P 点，并且P 点向－y 方向开始振动．求：(1)该波的波速、波长．(2)画出t 1＝0.4 s 末的波形图．(3)画出距波源O 为x 2＝5 m 处Q 点的振动图象．解析：(1)周期T ＝1/f ＝0.02 s波速v ＝x /t ＝20 m/s波长λ＝vT ＝0.4 m.(2)t 1＝0.4 s 末，波传到距波源x 1＝vt 1＝8 m 处，由于各点开始振动的方向相同，故该点也开始由平衡位置向－y 方向振动．由于x 1＝20λ，故该时刻波源O 刚好过平衡位置向－y 方向振动．则t 1＝0.4 s 末的波形图如上图所示．(3)波传到Q 点需用时间t ＝x 2/v ＝0.25 sQ 点做简谐运动的周期T ＝0.02 s ，开始振动的方向也为－y 方向，故画出如图所示的距波源O 为x 2＝5 m 处Q 点的振动如下图所示．答案：(1)20 m/s 0.4 m (2)见解析 (3)6．图1－2－22如图1－2－22所示，甲为某一列简谐波t ＝t 0时刻的图象，乙是这列波上P 点从这一时刻起的振动图象，试讨论：(1)波的传播方向；并求其波速．(2)画出经过2.3 s 后波的图象，并求0～2.3 s 内P 质点的位移和路程．解析：(1)根据振动图象可以判断P 质点在t ＝t 0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，由此可确定波沿x 轴正向传播．由t ＝t 0时该波的图象可知λ＝2.0 m ，根据v ＝λf ，波传播的频率与波源振动频率相同，而波源振动的频率与介质中各质点振动频率相同，由P 质点的振动图象可知，f ＝1T ＝10.4Hz ＝2.5 Hz ，所以v ＝2.0×2.5 m/s＝5.0 m/s. (2)由于T ＝0.4 s ，所以2.3 s ＝534T ，波形重复5次再沿x 轴推进34个波长，经过2.3 s 后波的图象如下图所示，P 质点的位移为10 cm ，路程s ＝4A ×5＋3A ＝23A ＝2.3 m.答案：(1)沿x 轴正向 5.0 m/s(2) 10 cm 2.3 m1. 如图1－2－23所示，O 是波源，a 、b 、c 、d 是波传播方向上各质点的平衡位置，且Oa ＝ab＝bc ＝cd ＝0.6 m ，开始各质点均静止在平衡位置，t ＝0时波源O 开始向上做简谐运动，振幅是0.02 m ，波沿Ox 方向传播，波长是1.6 m ，当波源O 点振动了一段时间t 1，其经过的路程是0.1 m ，在t 1时刻，各质点运动的方向是(填向上、向下或未振动)a 质点________，b 质点________，c 质点________，d 质点________．图1－2－23解析：O 点在t 1时间的路程是0.1 m ＝5.0 A ，因质点每个周期振动4A ，所以t 1＝5.0A 4A＝ 1.25 T ，此时O 点位于正最大位移处，对应图形如图所示．可以判断a 质点向上振，b 质点向下振，c 质点向上振，d 质点此时刻未振动，速度为零．答案：向上 向下 向上 未振动2．(1)摆长为L 的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t ＝0)，当运动至t ＝3π2L g时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象为下图中的( )(2)图1－2－24为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t ＝0时刻的波形图，虚线为t ＝0.6 s 时的波形图，波的周期T >0.6 s ，则( )图1－2－24A ．波的周期为2.4 sB ．在t ＝0.9 s 时，P 点沿y 轴正方向运动C ．经过0.4 s ，P 点经过的路程为4 mD ．在t ＝0.5 s 时，Q 点到达波峰位置解析：(1)单摆的摆长为L ，其做简谐运动的周期T ＝2π L g ，从t ＝0到t ＝3π2 L g 时，运动的时间为34T ，此时摆球具有负向最大速度，即摆球正在平衡位置向负方向运动，显然，34T 前摆球应在负向最大位移处，即摆球在负向最大位移处开始计时的，单摆的振动图象应为D.(2)从两时刻的波形图可以看出，在Δt ＝0.6 s 时间内，波传播的距离Δx ＝3λ4＝6 m ，故传播时间Δt ＝3T 4＝0.6 s ，周期T ＝0.8 s ，A 项错误；同时可求波速为10 m/s ；t ＝0时刻P 点向y 轴负方向振动，经过Δt ＝0.9 s ＝118T ，P 点正向y 轴负方向振动，B 项错误；经过t ＝0.4 s ，即半个周期，P 点经过的路程为2A ＝0.4 m ，C 项错误；经过t ＝0.5 s ，波向x 轴负方向平移Δx ＝vt ＝5 m ，可知Q 点处于波峰，D 项正确．答案：(1)D (2)D3．如图1－2－25所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A 、B 、C 、D …为绳上等间隔的点，点间间隔为50 cm.现用手拉着绳子的端点A 使其上下振动，若A 点开始向上振动，经0.1 s 第一次达到最大位移时，C 点恰好开始振动．则：图1－2－25(1)绳子形成的向右传播的横波速度为多大？(2)从A 开始振动，经多长时间J 点第一次向下达到最大位移？解析：(1)v ＝Δx t ＝10.1m/s ＝10 m/s. (2)波传播到J 点的时间为：t 1＝Δx v ＝9×0.510s ＝0.45 s ， J 点第一次向下达到最大位移时，振动了34个周期．t 2＝34T ＝34×0.4 s＝0.3 s ，t 2＝t 1＋t 2＝0.75 s.答案：(1)10 m/s (2)0.75 s 4.图1－2－26在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L ，如图1－2－26(a)所示．一列横波沿该直到向右传播，t ＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt 第一次出现如图(b)所示的波形．则该波：(1)波长为多少？(2)质点振动的周期为多少？解析：由图可知该波的波长为8L ，由波的传播方向可推知质点9在Δt 时刻的振动方向向上，而t ＝0时刻波刚传到质点1时其振动方向是向下的，由此可见质点9并非是Δt 时刻波的前沿，由题意知(b)所示是经Δt 时间第一次出现的波形，可知Δt 时刻在质点9的右侧还应有半个波长的波形未画出来，即经Δt 波应从质点1传播到质点13.(未画出)传播的距离Δx ＝1.5λ＝12L ，故波速v ＝Δx Δt ＝12L Δt ，波的周期T ＝λv ＝8L 12L Δt＝2Δt 3. 答案：(1)8L (2)2Δt 35． 如图1－2－27为一列横波某时刻的波形图，已知该波沿＋x 方向连续传播，传播速度为2 m/s.(1)求波上质点P 的振动周期并画出从该时刻计时开始的振动图象．(2)如图1－2－28所示，在探究共振现象的实验中发现：当作用在装置上MN 间的驱动力的频率与上述横波的频率相同时，MN 间五个单摆中D 摆恰好发生共振．现测得D 摆摆线长l ＝99.6 cm.摆球的直径d ＝0.8 cm ，求当地重力加速度g .(结果取2位有效数字)图1－2－27解析：(1)由图象可以看出：λ＝4 m.由T ＝λv 可解得：T ＝λv ＝42s ＝2 s. 由于t ＝0时刻P 点向上振动，则P 点的振动图象如下图所示：(2)由T ＝2π L g 得：g ＝4π2L T2 又L ＝l ＋d2，联立可解得：g ＝4π2(99.6＋0.4)×10－222＝9.9 m/s 2. 答案：(1)(2)9.9 m/s 2 6. 已知一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图象如图1－2－29所示，再经过1.1 s ，P 点第3次出现波峰．求：图1－2－29(1)波速v 为多少？(2)由图示时刻起，Q 点再经过多长时间第一次出现波峰？(3)从此时刻开始计时，试写出坐标为x ＝3 m 的质点的位移与时间的关系式．解析：由传播方向可以判断，此时此刻P 点的振动方向是向下的，经过t 1＝34T 第一次到达波峰位置，经过t 2＝134T ，第二次到达波峰位置，经过t 3＝234T ，第三次到达波峰位置，即234T ＝1.1 s ，T ＝0.4 s.(1)从题中波形图上可以看出，波长λ＝4 m ，所以波速v ＝λT ＝ 4 m 0.4 s＝10 m/s. (2)由图上可以看出波向右传播，t ＝0时，离A 点最近的波峰在x ＝2 m 处，该点距Q 点距离为s ＝4 m ，因此再经过t 1时间，Q 点第一次出现波峰，t 1＝s v ＝ 4 m 10 m/s＝0.4 s. (3)坐标为x ＝3 m 的质点此时处在平衡位置，由于波沿x 轴正方向传播，所以质点向上运动，周期为0.4 s ，所以质点的振动周期也为0.4 s ，从图上可以看出振幅为0.5 m ，因此坐标为x＝3 m 的质点的位移与时间关系式为y ＝0.5sin 2π0.4t ＝0.5sin 5πt . 答案：(1)10 m/s (2)0.4 s (3)y ＝0.5sin 5πt7. 两列横波在x 轴上沿相反方向传播，如图1－2－30所示，传播速度v ＝6 m/s ，两列波的频率都是f ＝30 Hz ，在t ＝0时，这两列波分别从左和右刚刚传到S 1和S 2处，使S 1和S 2都开始向上做简谐振动，S 1的振幅为2 cm ，S 2的振幅为1 cm ，已知质点A 与S 1、S 2的距离分别是S 1A ＝2.95 m ，S 2A ＝4.25 m ，当两列波在A 点相遇时，A 点的振幅为多大？图1－2－30解析：根据v ＝λf ，则λ＝v f ＝630m ＝0.2 m ， S 1、S 2两波源到A 点的波程差，ΔS ＝S 2A －S 1A ＝(4.25－2.95)m ＝1.3 m.因为是完全相同的波源，所以ΔS 若满足半波长的偶数倍，A 点振动加强，振幅为两振幅之和，ΔS 若满足半波长的奇数倍，A 点振动减弱，振幅为两振幅之差，由此判定ΔS λ/2＝1.3×2/0.2＝13.即满足半波长的奇数倍，A 点为振动减弱点，振动振幅为A ＝A 1－A 2＝(2－1)cm ＝1 cm. 答案：1 cm8. 如图1－2－31所示为波源O 振动1.5 s 时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图．已知波源O 在t ＝0时开始沿y 轴负方向振动，t ＝1.5 s 时它正好第二次到达波谷．问：图1－2－31(1)再经过多长时间x ＝5.4 m 处的质点第一次到达波峰？(2)从t ＝0开始至x ＝5.4 m 处的质点第一次到达波峰这段时间内，波源通过的路程是多少？解析：(1)从图象可知λ＝60 cm ＝0.6 m ，t ＝114T 所以T ＝45t ＝1.2 s ， 又因为x t ＝λT ，所以x ＝λt T＝0.75 m 所以t ＝1.5 s 时波刚好传至距波源0.75 m 的质点处，最前面的波峰位于x ＝0.3 m 的质点．又因为Δx Δt ＝λT， 所以Δt ＝ΔxT λ＝(5.4－0.3)×1.20.6s ＝10.2 s (2)从t ＝0至x ＝5.4 m 处的质点第一次到达波峰时所用总时间t ′＝t ＋Δt ＝1.5 s ＋10.2 s ＝11.7 s所以波源通过的总路程x 路＝4A ·t ′T ＝1.95 m 答案：(1)10.2 s (2)1.95 m。
【把握高考】高考物理 第13章 第2讲 机械波挑战真题 新人教版选修
【把握高考】2013届高考物理 第12章 第2讲 机械波挑战真题 新人教版选修3-41.(2010·天津理综）一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如图所示，再经0.6 s ，N 点开始振动，则该波的振幅A 和频率f 为（ ）A.A=1 m f=5 HzB.A=0.5 m f=5 HzC.A=1 m f=2.5 HzD.A=0.5 m f=2.5 Hz【解析】由图可知振幅A=0.5 m.波从M 传到N 的过程，波速v=x t =1150.6- m/s=10 m/s.由图可知λ=4 m,所以T=vλ=0.4 s,f=1/T=2.5 Hz,D 正确. 【答案】D2．(2009·全国Ⅱ理综)下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是( )A ．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B ．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C ．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D ．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍【解析】 本题考查机械波和机械振动．介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致，A 正确．而各质点做简谐运动速度随时间做周期性的变化，但波在介质中是匀速向前传播的，所以不相等，B 错．对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的，C 错．根据波的特点D 正确．【答案】 A 、D3．(2009·浙江理综)一列波长大于1 m 的横波沿着x 轴正方向传播，处在x 1＝1 m 和x 2＝2 m 的两质点A 、B 的振动图象如图所示．由此可知( )A ．波长为43m B ．波速为1 m/sC ．3 s 末A 、B 两质点的位移相同D ．1 s 末A 点的振动速度大于B 点的振动速度【解析】 由振动图象可知，振动的周期为4 s,3 s 末质点A 的位移为－2 cm ，质点B 的位移为零，C 错；1 s 末质点A 的振动速度为零，质点B 的振动速度最大，D 错；由图可知AB 两点相距为34λ，所以其波长为43 m ，波速为13m/s.A 正确，B 错． 【答案】 A4．(2009·上海高考)弹性绳沿x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t ＝0时使其开始沿y 轴做振幅为8 cm 的简谐振动，在t ＝0.25 s 时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为________cm/s ，t ＝______ s 时，位于x 2＝45 cm 的质点N 恰好第一次沿y 轴正向通过平衡位置．【解析】 由图可知，这列简谐波的波长为20 cm ，周期T ＝0.25 s ×4＝1 s ，所以该波的波速v ＝λT ＝201 m/s ＝20 m/s ；从t ＝0时刻开始到N 质点开始振动需要时间t 1＝s 2v ＝4520s ＝2.25 s ，在振动到沿y 轴正向通过平衡位置需要再经过t 2＝T /2＝0.5 s ，所以当t ＝(2.25＋0.5) s ＝2.75 s 时，质点N 恰好第一次沿y 轴正向通过平衡位置．【答案】 20 2.755.（2010·山东理综）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位.已知某超声波频率为1.0×105 Hz ，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示.（1）从该时刻开始计时，画出x=7.5×10-3 m 处质点做简谐运动的振动图象（至少一个周期）.（2）现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s ，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）.【解析】（1）该波的周期为T=1f=1×10-5 s,由波动图象知，此时x=7.5×10-3 m 处的质点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图象如图所示.（2）由波形图读出波长λ=15×10-3 m.由波速公式得v=λf,①鱼群与渔船的距离为x=12vt,② 联立①②式，代入数据得x=3 000 m.③【答案】(1)图见解析 (2)3 000 m。
高三物理一轮复习机械振动机械波专项训练答案
高三物理一轮复习机械振动、机械波专项训练答案一、选择题1、【答案】 ABE【解析】试题分析：由振动图象读出t=0时刻P 点的振动方向，判断波的传播方向．由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速．分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断Q 点的运动方向．由乙图读出，t=0时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x 轴正方向传播，A 正确；由图知：λ=4m ，T=0.2s ，则波速s m T v /202.04===λ，B 正确；简谐横波中质点在平衡位置附近振动，并不随着波迁移，C 错误；图示时刻Q 点沿y 轴正方向运动，21.0T s t ==，质点Q 的运动方向沿y 轴负方向，D 错误；t=0.35s=1.75T ，经过0.35 s 时，质点P 到达波峰，而质点Q 位于平衡位置与波谷之间，故质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离，E 正确．2、【答案】 ABD【解析】A 、由图乙可以知道，当 2.5t s =时质点M 对平衡位置的位移为负，故选项A 正确；B 、由图乙可以知道，当 2.5t s =时质点M 的速度方向指向负方向，故选项B 正确；C 、由图乙可以知道，当 2.5t s =时质点M 的位移为负，则根据kx a m=-可以知道，加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，故选项C 错误；D 、0t =时刻，质点M 的振动方向向上，所以波的传播方向与x 的正方向相同，故选项D 正确；E 、质点M 只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，故选项E 错误。
3、【解析】A ：波上质点并不随波迁移，故A 错误。
B ：从波传到N 处开始计时，经过t ＝0.03 s ，波向前传播1140000.03120x vt m m ==⨯=，即N 点的振动情况刚好到达x ＝240 m 处，x ＝240 m 处的质点在t ＝0.03 s 时从平衡位置开始向下振动，也就是此时质点的加速度为0，故B 正确。
衡水中学高考物理一轮专题复习：第13章 波和相对论(含答案解析)
衡水中学高考物理一轮专题复习：第13章波和相对论一、单选题1．下列几种电磁波：①验钞机发出的紫外线；②电视机的遥控器发出的红外线；③微波炉磁控管产生的微波；④放射性元素衰变产生的γ射线。
若按波长从小到大排列，正确的顺序是（）A．①②③④B．③④①②C．④①②③D．③②①④2．凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径．把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹，如图所示．这个现象是牛顿首先发现的，这些环状条纹叫做牛顿环，它是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的．从凸透镜中心向外，依次叫第1,2, 3,……级条纹．同一级亮（或暗）条纹对应的空气膜厚度相同，并且两个相邻的亮（或暗）条纹对应的空气膜厚度差相同．理论和实验均表明：光从折射率小的介质射向折射率大的介质时，反射光与入射光相比，有一个相位为π突变（相当于反射光比入射光多走了半个波长）．因而，某一级亮条纹对应的空气膜厚度应该满足:2d = (2k+1)λ/2，其中k=0，1，2……．根据以上信息，结合光的干涉规律，判断下列说法中，正确的是（）A．凸透镜中心点应该是亮点B．从凸透镜中心向外，圆环半径均匀増大C．如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的同一級条纹半径变大D．如果改用波长更短的单色光照射，观察到的同一級条紋半径变大3．一列简谐横波沿直线由质点a向质点b传播，a、b两质点平衡位置之间的距离为10．5 m，其振动图象如图所示，则以下说法正确的是（）A．质点a的振动方程为B．该波的波长可能是8．4mC．该波的波速可能是10．5m/sD．该波由a传到b所经历的时间可能是7s4． OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，ON=OM，a、b两束可见单色光（关于OO′）对称，从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是（）A．在棱镜中a光束的折射率大于b光束的折射率B．在棱镜中，a光束的传播速度小于b光束的传播速度C．a、b 两束光用同样的装置分别做单缝衍射实验，a光束比b光束的中央亮条纹宽D．a、b两束光用同样的装置分别做双缝干涉实验，a光束比b光束的条纹间距小5．根据相对论判断，下列说法正确的是（）A．狭义相对论全面否定了经典力学理论B．如果物体在地面上静止不动．任何人在任何参考系里测出的物体长度都是一样的C．真空中的光速在不同的惯性参考系中也是不同的D．物体运动时的质量总要大于静止时的质量6．如图为某简谐运动图象，若t＝0时质点正经过O点向b运动，则下列说法正确( )A．质点在0.7 s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B．质点在1.5 s时的位移最大，方向向左，在1.75 s时，位移为1 cmC．质点从1.6 s到1.8 s时间内，质点的位移正在增大，方向向右D．质点在1.2 s到1.4 s过程中，质点的位移在增加，方向向左7．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（）A．都是光的衍射现象B．都是光的干涉现象C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象8．如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏。
三年高考两年模拟高考物理新课标一轮复习习题：第13章第1讲机械振动含答案
第1讲机械振动A组基础题组1.如图所示是弹簧振子的振动图像,由此图像可得,该弹簧振子做简谐运动的公式是( )A.x=2 sin (2.5πt+) cmB.x=2 sin(2.5πt-) cmC.x= sin (2.5πt-) cmD.x=2 sin 2.5πt cm2.(多选)一弹簧振子的位移x随时间t变化的关系式为x=0.1 sin (2.5πt)m,位移x的单位为m,时间t的单位为s,则( )A.弹簧振子的振幅为0.1 mB.弹簧振子的周期为0.8 sC.在t=0.2 s时,振子的运动速度最大D.在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.1 mE.在任意0.8 s时间内,振子的路程均为0.4 m3.[2013江苏单科,12B(1)]如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz。
现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz,则把手转动的频率为。
A.1 HzB.3 HzC.4 HzD.5 Hz4.装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如图所示。
将试管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。
若取竖直向上为正方向,则以下描述试管振动的图像中可能正确的是( )5.一个做简谐运动的弹簧振子,周期为T,振幅为A,已知振子从平衡位置第一次运动到x=处所用的最短时间为t1,从最大的正位移处第一次运动到x=处所用的最短时间为t2,那么t1与t2的大小关系是( )A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.无法判断6.(多选)甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示,则可知( )A.两弹簧振子完全相同B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大D.两振子的振动频率之比f甲∶f乙=2∶1E.振子乙速度为最大时,振子甲速度不一定为零7.(2015江苏常州模拟)(多选)铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行的列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲击。
高三新高考练习题及答案解析 第十三章 第2讲 机械波
第2讲 机械波一、非选择题1．(2022·唐山市高三月考)一列简谐横波沿着x 轴正方向传播，t ＝0时刻波刚好传播到x ＝4 m 处；t ＝0.05 s 时刻，平衡位置x ＝4 m 处的质点第一次到达波峰。
求：(1)这列波的周期和传播速度；(2)经过0.55 s ，平衡位置为x ＝2 m 处质点的位移与路程。
[答案] (1)0.2 s ；20 m/s (2)位移为0.2 m ，朝y 轴正方向 路程为2.2 m[解析] (1)波沿着x 轴正方向传播，且t ＝0.05 s 时刻，平衡位置x ＝4 m 处的质点第一次到达波峰，则有t ＝T 4，解得：T ＝0.2 s ；由图可知，横波的波长为λ＝4 m ，则有 v ＝λT ＝40.2m/s ＝20 m/s 。
(2)经过0.55 s ，平衡位置为x ＝2 m 处质点的路程为s ＝t T ×4A ＝0.550.2×4×0.2 m ＝2.2 m ， 经过0.55 s ，平衡位置为x ＝2 m 处质点振动了t T ＝0.550.2＝2.75个周期，处于波峰的位置，因此位移为0.2 m ，朝y 轴正方向。
2．(2022·芮城中学高三月考)如图所示，一列简谐横波由M 向P 方向传播，M 、P 、Q 为波上的三个质点，若质点M 是振源，当它由平衡位置开始向上振动时，经1 s 后第一次到达波峰。
当波传到P 时，质点M 在波谷，再经过13 s ，质点Q 第一次达到波谷。
已知质点M 与P 之间的距离为84 cm ，且λ<84 cm<2λ，从质点M 开始振动到质点Q 第一次在波谷的过程中，质点M 通过的路程是200 cm 。
求：(1)质点P 与Q 平衡位置间的距离；(2)这列简谐横波的振幅。
[答案] (1)120 cm (2)10 cm[解析] (1)设波的周期为T ，T ＝4 s ，波长为λ，质点M 与P 平衡位置间的距离为x 1，且x 1＝84 cm ，波从M 传到P 的时间为t 1，由于质点M 与P 平衡位置间的距离大于一倍波长小于二倍波长，且当波传到P 时质点M 在波谷，所以t 1＝T ＋34T ，所以x 1＝λ＋34λ， 设质点P 与Q 平衡位置间的距离为x ，波从P 传到Q 的时间为t 2，当波传到Q 点后，质点Q 经过时间t 3第一次在波谷，且这过程总时间为t 0，则t 3＝3T 4，t 0＝t 2＋t 3，解得t 2＝10 s ，所以x ＝2λ＋12λ，解得x ＝120 cm 。
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—机械波
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—机械波1．(2023·江苏南京市高三月考)超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践．关于超声波及应用，下列说法正确的是()A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度B．超声波的频率越高，衍射本领越强C．高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪D．“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回来的波的频率低于其发射的超声波的频率2．A、B为同一波源发出的两列波，某时刻在不同介质、相同距离上的波形如图所示，则两列波的波速大小之比v A∶v B是()A．1∶3B．1∶2C．2∶1D．3∶13.(多选)如图所示，蟾蜍在池塘边平静的水面上鸣叫，形成了水波．已知水波的传播速度与水的深度成正相关，蟾蜍的鸣叫频率f＝1451Hz.下列说法正确的是()A．水波从浅水区传入深水区，频率变大B．在深水区，水波更容易发生衍射现象C．池塘水面上的落叶会被水波推向岸边D．若水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为7.3m/s4．(2022·辽宁卷·3)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点P 的说法正确的是()A ．该时刻速度沿y 轴正方向B ．该时刻加速度沿y 轴正方向C ．此后14周期内通过的路程为AD ．此后12周期内沿x 轴正方向迁移为12λ5．(多选)(2022·浙江1月选考·15)两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T 的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t ＝0时刻的波形如图所示，此时两列波相距λ，则()A ．t ＝T4时，波形如图甲所示B ．t ＝T2时，波形如图乙所示C ．t ＝3T4时，波形如图丙所示D ．t ＝T 时，波形如图丁所示6.(2023·江苏徐州市模拟)两辆汽车甲与乙，在t ＝0时刻，分别距十字路O 处的距离为x 甲和x 乙．两车分别以速率v 甲和v 乙沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示．汽车甲持续地以固定的频率f 0鸣笛，则在任意时刻t 汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化(已知声速为u，且有u>v甲、u>v乙)()A．当两车均向O运动(在到达O之前)时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率低B．当两车均向O运动(在到达O之前)时，汽车乙的司机接收到的频率可能等于波源发出的频率C．当两车均向远离O的方向运动时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率低D．当两车均向远离O的方向运动时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率高7．(2023·辽宁大连市二十四中模拟)如图甲所示，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(－2,0)和S2(4,0)．两波源的振动图像分别如图乙和图丙所示，两列波的波速均为0.50 m/s.0时刻两波源产生的波均已到达质点A(－2,8)和B(1,4)处，则()A．质点A位于振动加强区B．质点A比质点B振动得快C．0～4s内，质点A的最小位移为－2mD．0～4s内，质点B的最大位移为2m8．(2022·全国乙卷·34(1))介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源S1和S2，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为0.8s．当S1过平衡位置向上运动时，S2也过平衡位置向上运动．若波速为5m/s，则由S1和S2发出的简谐横波的波长均为_________m．P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与S1、S2平衡位置的距离均为10m，则两波在P点引起的振动总是相互____________(填“加强”或“削弱”)的；当S1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P 处的质点____________(填“向上”或“向下”)运动．9．(2023·江苏省镇江第一中学检测)两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x轴上－0.2m和1.2m处，两波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm.如图为t ＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x轴上0.2m和0.8m的P、Q两质点开始振动．质点M、N的平衡位置分别处于x轴上0.5m和0.6m处．求：(1)M点开始振动的时刻；(2)0～3.0s内质点N运动的路程．s时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质10．一列简谐横波在t＝13点Q的振动图像．关于该简谐波下列说法中正确的是()A．波速为9cm/sB．沿x轴正方向传播C．质点Q的平衡位置坐标x＝9cmD ．在t ＝12s 时质点P 移动到O 点11．(2020·山东卷·4)一列简谐横波在均匀介质中沿x 轴负方向传播，已知x ＝54λ处质点的振动方程为y ＝A cos (2πT t )，则t ＝34T 时刻的波形图正确的是()12．(2021·辽宁卷·7)一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，t ＝2s 时的波形如图(a)所示，x ＝2m 处质点的振动图像如图(b)所示，则波速可能是()A.15m/s B.25m/s C.35m/s D.45m/s 13.(多选)如图所示，一列振幅为10cm 的简谐横波，其传播方向上有两个质点P 和Q ，两者的平衡位置相距3m ．某时刻两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷，再经过0.3s ，Q 第一次到达波峰．则下列说法正确的是()A ．波长可能为2mB ．周期可能为0.24sC ．波速可能为15m/sD．0.3s内质点P的位移大小为10cm14．在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4m的A、B两点，如图甲、乙分别是A、B 两质点的振动图像．已知该波波长大于2m，求这列波可能的波速．答案及解析1．C 2.C 3.BD4.A5.BD6.C7．D 8．4加强向下解析因周期T ＝0.8s ，波速为v ＝5m/s ，则波长为λ＝v T ＝4m ；因两波源到P 点的距离之差为零，且两振源振动方向相同，则P 点的振动是加强的；因S 1P ＝10m ＝2.5λ，则当S 1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P 处的质点向下振动．9．(1)0.75s (2)4cm解析(1)由题图可知，两列波经时间t ＝xPM v＝0.75s 同时到达M 点．(2)由题图可知，λ＝0.4m ，T ＝λv ＝1s右波传到质点N 处的时间t 1＝xQN v＝0.5s左波传到质点N 处的时间t 2＝xPN v＝1.0s1．0s 后，质点N 始终处于振动减弱状态，静止不动，质点N 实际振动时间为0.5s ，即半个周期，质点N 的路程s ＝2A ＝4cm.10．C[由题图甲可以看出，该波的波长为λ＝36cm ，由题图乙可以看出周期为T ＝2s ，波速为v ＝λT ＝18cm/s ，A 错误；当t ＝13s 时，Q 点向上运动，结合题图甲根据“上下坡”法可得波沿x 轴负方向传播，B 错误；由题图甲可知，x ＝0处，y ＝－A2＝A sin(－30°)，则x P ＝30°360λ＝3cm ，由题图乙可知，t ＝0时，质点Q 处于平衡位置，经过Δt ＝13s ，其振动状态向x 轴负方向传播到P 点处，则x Q －x P ＝v Δt ＝18×13cm ＝6cm ，x Q ＝9cm ，C 正确；波沿x 轴负方向传播，而质点P 只会上下振动，D 错误．]11．D[t ＝0时，代入振动方程可得x ＝54λ处的质点位于波峰(y ＝A )，则x ＝0处质点恰好位于y ＝0的平衡位置，其波形如图中实线所示．t ＝34T 时，x ＝0处质点恰好振动到最低点，t＝34T 时的波形如图中虚线所示，选项D 正确．]12．A[根据题图(b)可知，t ＝2s 时x ＝2m 处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波沿x 轴负方向传播，结合题图(a)，利用“上下坡”法可知x ＝2m 为半波长的奇数倍，即有(2n －1)λ2＝2m(n ＝1,2,3，…)，由题图(b)可知该波的周期为T ＝4s ；所以该波的波速为v ＝λT ＝12n －1m/s(n ＝1,2,3，…)当n ＝3时，可得波速为v ＝15m/s ，故选A.]13．ACD [某时刻P 、Q 两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷，故存在以下四种情况当P 、Q 之间的波的形式如图(c)所示时，则有32λ＝3m ，则有λ＝2m ，A 正确；由图可知，质点Q 第一次到达波峰经历的时间可能为14T 1＝0.3s 或34T 2＝0.3s ，解得周期可能为1.2s 或0.4s ，B 错误；图(a)、(b)、(c)、(d)的波长分别为λa ＝λb ＝3m ，λc ＝2m ，λd ＝6m ，当周期为1.2s 时，波速为v a ＝v b ＝2.5m/s ，v c ＝53m/s ，v d ＝5m/s ，当周期为0.4s 时，波速为v a ′＝v b ′＝7.5m/s ，v c ′＝5m/s ，v d ′＝15m/s ，C 正确；经过0.3s ，当质点Q 到达波峰时，图(a)、(b)中质点P 到达波峰，图(c)质点P 到达波谷，图(d)质点P 到达波谷，故0.3s 内质点P 的位移大小为10cm ，D 正确．]14．见解析解析由振动图像得质点振动周期T ＝0.4s ，若波由A 向B 传播，B 点比A 点晚振动的时间Δt ＝nT ＋34T (n ＝0,1,2,3，…)，所以A 、B 间的距离为Δs ＝v Δt ＝λT Δt ＝nλ＋34λ(n ＝0,1,2,3，…)，则波长为λ＝4Δs 4n ＋3＝164n ＋3m(n ＝0,1,2,3，…)，因为λ>2m ，所以n ＝0,1当n ＝0时，λ1＝163m ，v 1＝λ1T ＝403m/s ，当n ＝1时，λ2＝167m ，v 2＝λ2T ＝407m/s.若波由B 向A 传播，A 点比B 点晚振动的时间Δt ′＝nT ＋14T (n ＝0,1,2,3，…)，所以A 、B 间的距离为Δs ′＝nλ＋14λ(n ＝0,1,2,3，…)，则波长为λ′＝4Δs 4n ＋1＝164n ＋1m(n ＝0,1,2,3，…)因为λ>2m ，所以n ＝0,1当n ＝0时，λ1′＝16m ，v 1′＝40m/s ，当n ＝1时，λ2′＝165m ，v 2′＝8m/s.。
高考物理一轮总复习检测：第十三章 第2课时 机械波 含答案
1机械波的形成条件：(1)波源；(2)介质．2．机械波的特点．(1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移．(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同．(3)各质点开始振动(即起振)的方向均相同．(4)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零．3．波长、波速、频率及其关系．(1)波长：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，用λ表示．(2)波速：波在介质中的传播速度．由介质本身的性质决定．(3)频率：由波源决定，等于波源的振动频率．(4)波长、波速和频率的关系：v＝_fλ.特别提醒：(1)机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变；(2)机械波的波速仅由介质来决定，波速在固体、液体中比在空气中大．波速的计算方法：v ＝或v ＝.4．波的图象的物理意义：反映了某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移．5．波的干涉．(1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇． (2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，且加强区和减弱区互相间隔．(3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长整数倍时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱．6．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小．7．多普勒效应．(1)波源不动⎩⎨⎧观察者向波源运动，接收频率增大观察者背离波源运动，接收频率减小(2)观察者不动⎩⎨⎧波源向观察者运动，接收频率增大波源背离观察者运动，接收频率减小1．在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移(×)2．机械波在传播过程中，各个质点振动的周期、振幅都相等．(√)3．周期或频率，只取决于波源，而与v、λ无直接关系．(√) 4．波速v取决于介质的性质，它与T、λ无直接关系．只要介质不变，v就不变；如果介质变了，v也一定变．(√)5．机械波在一个周期内传播的距离等于一个波长．(√)6．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象．(×)7．一切波都能发生衍射现象．(√)8．多普勒效应说明波源的频率发生变化．(×)1．(2017·长沙模拟)下列物理现象：①在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；②“闻其声而不见其人”；③学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；④当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．分别属于波的( )A．反射、衍射、干涉、多普勒效应B．折射、衍射、多普勒效应、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效应D．衍射、折射、干涉、多普勒效应解析：在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应．正确选项是A.答案：A2．(20xx·重庆卷)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4 s．求该波的波速并判断P点此时的振动方向．解析：由波形图可知λ＝1.0 m，则v＝＝2.5 m/s.波沿x轴正方向，由同侧法可知P点沿y轴正向振动．答案：2.5 m/s P点沿y轴正向振动一、单项选择题1．(2017·恩施模拟)利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则( )A．图甲、乙均显示了波的干涉现象B．图甲、乙均显示了波的衍射现象C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象解析：由图容易看出甲是小孔衍射，图乙是波的干涉，选项D正确．答案：D2．(2017·济南模拟)小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静．现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是( )A．提高拍打水面的频率B．降低拍打水面的频率C．无论怎样拍打，A都不会振动起来D．无需拍打，A也会振动起来解析：使形成的水波能带动树叶A振动起来，必须使水面形成的波波长足够长，衍射现象明显，可以采用的方法是降低拍打水面的频率，选项B正确．答案：B3．(20xx·福建卷)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是( )解析：由图A知，波长λ＝2s，周期T＝，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t1＝T＝，B图对应波长λ＝s，周期T ＝，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t2＝T＝，C图对应波长λ＝s，周期T＝，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t3＝T＝，D图对应波长λ＝，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t4＝T＝，所以D正确．答案：D4．(20xx·日照模拟)在坐标原点处有一质点O做简谐振动，它形成沿x轴传播的简谐横波，波长为16 m，在其右侧相距4 m 处的质点P的振动图象如图所示，使用与P质点相同的计时起点，那么当t＝5 s时的波动图象是下图中的( )解析：由振动图象可知，t＝5 s时，质点P正经过平衡位置向上运动．比较波形图中距离O点右侧面4 m处的质点，A、B波形图中该处质点并不在平衡位置上，故A、B错；D图中4 m处质点正经过平衡位置向下运动，D项错．答案：C5．(20xx·烟台模拟)如图甲所示，S点为振源，P点距S的距离为r，t＝0时刻S点由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P点从t1时刻开始振动的振动图象，则以下说法正确的是( )A．t＝0时刻振源S的振动方向沿y轴负方向B．t2时刻P点振动速度最大，方向沿y轴负方向C．该简谐波的波长为r（t2－t1）t1D．若波源停止振动，则P点也马上停止振动解析：据题意，当机械波在t1时刻刚传到P点时，P点的起振方向向上，说明这列波的起振方向向上，则t＝0时，振源的振动方向沿y轴正方向，A选项错误；据图可知，t2时刻质点P处于平衡位置向上振动，即此时质点P具有正向的最大速度，B选项错误；这列波从波源S传到距离r的P点时所用的时间为t1，则这列波的传播速度为v＝，那么由图可得这列波的波长为λ＝vT＝，则C选项正确；如果波源停止振动，则P点需要经过t1时间才会停止振动，所以D选项错误．答案：C6．(20xx·北京卷)周期为 2.0 s 的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波( )A．沿x轴正方向传播，波速v＝20 m/sB．沿x轴正方向传播，波速v＝10 m/sC．沿x轴负方向传播，波速v＝20 m/sD．沿x轴负方向传播，波速v＝10 m/s解析：根据机械波的速度公式v＝，由图可知波长为 20 m，再结合周期为 2 s，可以得出波速为10 m/s.应用“同侧法”等方法判断波沿x轴正方向传播．因此答案为B.答案：B二、多项选择题7．(20xx·衡水模拟)为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛音do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如图中a和b的两个振动图线，由此可以判断( )A．do和sol的频率之比约为2∶3B．do和sol的周期之比约为2∶3C．do和sol在空气中传播的波速之比约为3∶2D．do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2解析：由题图可知，相同长度的do的4个波长对应sol的6个波长，故do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2，选项D正确；由于二者在空气中传播速度相等，由v＝λf可知，do和sol的频率之比约为2∶3，do和sol的周期之比约为3∶2，选项A正确，B、C 错误．答案：AD8．(2017·唐山模拟)如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是( )A．该时刻质点O正处在平衡位置B．P、N两点始终处于平衡位置C．点M到两波源的距离之差一定是波长的整数倍D．从该时刻起，经过周期，质点M到达平衡位置解析：由题图可知，O、M为振动加强的点，此时点O处于波谷，点M处于波峰，点M是峰、峰相遇，只有当两波源振动相位相同时，点M到两波源的距离差才是波长的整数倍，若两波源振动相位相反，则点M到两波源的距离差为半波长的奇数倍，故A、C均错；P、N两点为减弱点，又因为两列波的振幅相同，因此P、N两点的振幅为零，即两点始终处于平衡位置，B正确；从该时刻经周期，两列波分别引起的振动都使点M位于平衡位置，故点M位于平衡位置，D正确．答案：BD9．(20xx·海南卷)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m．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．x坐标为15 m的质点在t＝0.2 s时恰好位于波谷D．x坐标为22 m的质点在t＝0.2 s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷(2)从t＝0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程．解析：(1)由题意，O、P两点的距离与波长满足OP＝λ，波速与波长的关系为v＝.在t＝5 s时间间隔内波传播的路程为vt，由题意有vt＝PQ＋，综上解得PQ＝133 cm.(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为t1＝t＋T.波源由平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A，由题意可知t1＝25×T，故t1时间内，波源运动的路程为s＝25A＝125 cm.答案：(1)133 cm (2)125 cm11．(20xx·南京模拟)如图所示，在坐标原点O处有一波源S，它沿y轴做频率为50 Hz，振幅为2 cm的简谐振动，形成的波可沿x 轴正、负方向传播，波速为20 cm/s，开始振动时，S恰好通过O点沿y轴正方向运动．(1)当S完成第一次全振动时，画出此时的波形图．(2)如图，波传到坐标为x1＝2.7 cm的M点时，还要经过多长时间才能传到N点？波传到N点时，M点在什么位置？解析：(1)波形图象如图．(2)当波到达M点时，波也已经传到x＝－2.7 cm的位置．还要再经过t＝＝0.01 s才能传到N点．当波传播到N点时，M点已经振动了半个周期，故M点正在平衡位置且正在向y轴负向运动．答案：(1)见解析 (2)0.01 s M点正在平衡位置。
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第2讲机械波A组基础题组1.下列说法正确的是( )A.若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率减小B.声波击碎玻璃杯的实验原理是共振C.超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波近得多D.“音箱的高音部分容易被大的障碍物挡住的现象”是声波的干涉现象2.(多选)如图甲所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,据图乙,下列关于女同学的感受的说法正确的是( )A.女同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高B.女同学从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高C.女同学在点C向右运动时,她感觉哨声音调不变D.女同学在点C向左运动时,她感觉哨声音调变低E.女同学从B向D运动过程中,她感觉哨声音调变高3.(2014安徽理综,16,6分)一简谐横波沿x轴正向传播,图1是t=0时刻的波形图,图2是介质中某质点的振动图像,则该质点的x坐标值合理的是( )A.0.5 mB.1.5 mC.2.5 mD.3.5 m4.(2015四川攀枝花模拟)(多选)一列横波沿x轴正方向传播,其中t=0和t=0.4 s两时刻在x轴上-3 m至3 m的区间内的波形图如图中同一条图线所示,则下列说法中正确的是( )A.质点振动周期的最大值为0.4 sB.该波最大传播速度为10 m/sC.在t=0.5 s时,x=-2 m处的质点位移可能为零D.从t=0开始计时,x=-1.5 m处的质点比x=2 m处的质点先回到平衡位置5.(2015湖北八市联考)(多选)如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像,乙图是x=2 m处质点P的振动图像,下列判断正确的是( )A.该波的传播速率为4 m/sB.该波沿x轴正方向传播C.经过0.5 s,质点P沿波的传播方向移动2 mD.若遇到3 m的障碍物,该波能发生明显的衍射现象6.(2015江苏苏北四市调研)如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同。
实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。
a、b、c、d四点中振动减弱的点为,经四分之一周期,不在平衡位置的点为。
7.(2016江苏淮安淮海中学二模)x=0处的质点在t=0时刻开始振动,产生的波沿x轴正方向传播,t1=0.14 s时刻波的图像如图所示,质点A刚好开始振动。
①求波在介质中的传播速度;②求x=4 m处的质点在0.14 s内运动的路程。
B组提升题组8.(2016湖北孝感调研)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T。
在t=0时的波形如图所示,波上有P、Q两点,其纵坐标分别为y P=2 cm,y Q=-2 cm,下列说法正确的是( )A.P点的振动形式传到Q点需要B.P、Q在振动过程中,位移的大小总相等C.在内,P点通过的路程为20 cmD.经过,Q点回到平衡位置E.在相等时间内,P、Q两质点通过的路程相等9.(2015天津十二区县重点学校联考)(多选)a、b、c是某弹性绳上的三个质点,沿绳建立x 坐标轴。
一简谐横波正在沿x轴的正方向传播,振源的周期T=0.4 s,t=0.2 s时的波形如图所示,则( )A.波速为10 m/sB.质点b开始振动时,速度方向沿y轴正方向C.t=0.6 s时,质点b处于波峰D.0到0.5 s内,质点c通过的路程为0.3 m10.[2013课标Ⅰ,34(1),6分](多选)如图,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m。
一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3 s时a第一次到达最高点。
下列说法正确的是( )A.在t=6 s时刻波恰好传到质点d处B.在t=5 s时刻质点c恰好到达最高点C.质点b开始振动后,其振动周期为4 sD.在4 s<t<6 s的时间间隔内质点c向上运动E.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动11.(2015河北唐山统考)一列沿-x方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图所示,质点振动的振幅为10 cm。
P、Q两点的坐标分别为(-1 m,0)和(-9 m,0),已知t=0.7 s时,P点第二次出现波峰。
(1)这列波的传播速度多大?(2)从t=0时刻起,经过多长时间Q点第一次出现波峰?(3)当Q点第一次出现波峰时,P点通过的路程为多少?12.(2015河南三市联考)如图所示,一列水平向右传播的简谐横波,波速大小为v=0.6 m/s,P 质点的平衡位置坐标为 x=0.96 m。
从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距O点0.24 m 的位置),求:①经过多长时间,P质点第一次到达波峰?②经过多长时间,P质点第二次到达波谷?P质点第二次到达波谷时,P质点通过的路程及该时刻的位移为多少?答案全解全析A组基础题组1.B 由多普勒效应可知,若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率增大,A错误;当声波频率与玻璃杯固有频率相同时,玻璃杯发生共振导致破碎,B正确;由于水对光波和无线电波吸收得多,所以超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多,C错误;“音箱的高音部分容易被大的障碍物挡住的现象”是声波的衍射现象,D错误。
2.ADE 女同学荡秋千的过程中,只要她向右运动,她都向声源靠近,根据多普勒效应,她都会感到哨声音调变高;反之,女同学向左运动时,她感到音调变低,选项A、D、E正确,B、C错误。
3.C 由图2知,t=0时刻此质点相对平衡位置的位移约为-0.15 m,且振动方向向下,图1中符合此要求的点在2~3 m 之间,故C正确。
4.AC 根据题述,波的最大周期为0.4 s,波长为4 m,该波最小传播速度为10 m/s,选项A正确,B错误;若周期为0.4 s,在t=0.5 s时,x=-2 m处的质点位移为零,选项C正确;因波沿x 轴正方向传播,则从t=0开始计时,x=-1.5 m处的质点比x=2 m处的质点后回到平衡位置,选项D错误。
5.AD 由题图可知,波的波长为λ=4 m,周期为T=1 s,则v==4 m/s,选项A正确;由乙图可知,t=0时刻质点P经平衡位置向下振动,由甲图可知,该波沿x轴负方向传播,选项B错误;质点P只在平衡位置附近振动,不沿波的传播方向移动,选项C错误;由于波长大于障碍物尺寸,该波能发生明显的衍射现象,选项D正确。
6.答案 a d解析波峰与波谷相遇叠加,振动减弱,波峰与波峰或波谷与波谷相遇时,振动加强,且加强与减弱的区域相互间隔。
由图可知,a点为振动减弱的点,b、c、d点均为振动加强的点。
经四分之一周期后,a、b、c三点均在平衡位置,但d点不在平衡位置。
7.答案①50 m/s②15 cm解析①由题知,波在t=0.14 s时间内传播的距离为x=7 m,则该波的传播速度v==50 m/s②在0.14 s内,x=4 m处的质点只振动了个周期,该质点运动的路程:s=3A=15 cmB组提升题组8.ABE 由图看出,P、Q两点所对应的平衡位置间的距离等于半个波长,因简谐横波传播过程中,在一个周期内传播一个波长,所以P点的振动形式传到Q点需要半个周期,则P、Q两点的振动情况总是相反,所以在振动过程中,它们的位移大小总是相等,故A、B正确。
若图示时刻P在平衡位置或最大位移处,在T内,P点通过的路程为:s=5A=5×4 cm=20 cm,而实际上图示时刻,P点不在平衡位置或最大位移处,所以在T内,P点通过的路程不是20 cm,故C错误。
图示时刻,Q点向下运动,速度减小,所以从图示位置运动到波谷的时间大于,再从波谷运动到平衡位置的时间为,所以经过T,Q点没有回到平衡位置,故D错误。
由于P、Q两点的振动步调总是相反,所以在相等时间内,P、Q两质点通过的路程相等,故E正确。
9.ACD 由题知:λ=4 m、T=0.4 s,则v==10 m/s,A正确;质点b开始振动时的速度方向为波源的起振方向,方向向下,故B错误;t=0.2 s时波传播到a,再经过Δt==0.1 s,质点b开始向下振动,当t=0.6 s时,质点b恰好振动了个周期处于波峰,C正确;从图示时刻开始,再经过Δt'==0.2 s,质点c开始振动,t=0.5 s时质点c恰好从平衡位置第一次运动到波谷,故通过的路程为一个振幅,即0.3 m,D正确。
10.ACD 波由a到d匀速传播,v=2 m/s,t===6 s,A项正确。
第一个波峰在t1=3 s时产生于a点,再经t2===3 s到达c点,共计t=t1+t2=6 s,B项错误。
a点从向下起振至到达最高点用时3 s,可知T=3 s,即T=4 s,则b点的振动周期也为4 s,C项正确。
波经t2==3 s到达c点,说明此时c点开始从平衡位置向下振动,再经=1 s,共计4 s到达最低点,再经=2 s可到达最高点,故在4 s<t<6 s的时间内点c向上运动,D项正确。
因λ=v·T=8 m,而db=10 m=1λ,并不是λ或λ的奇数倍,故E项说法错误。
11.答案(1)10 m/s (2)1.1 s (3)0.9 m解析(1)由题意可知该波的波长为λ=4 m,P点与最近波峰的水平距离为3 m,距离下一个波峰的水平距离为7 m,所以v== m/s=10 m/s。
(2)Q点与最近波峰的水平距离为11 m故Q点第一次出现波峰的时间为t1== s=1.1 s。
(3)该波中各质点振动的周期为T== s=0.4 sQ点第一次出现波峰时,质点P振动了t2=0.9 s则t2=2T+T=质点每振动经过的路程为10 cm当Q点第一次出现波峰时,P点通过的路程s'=0.9 m。
12.答案①1.5 s②1.7 s0.25 m -5 cm解析由波形图可知,波长λ=0.24 m,波上质点振动的振幅为A=5 cm,波上质点振动的周期为:T===0.4 s①P质点第一次到达波峰所需的时间,就是初始时刻x=0.06 m处的质点的振动状态传到P点所需的时间,由图可知:Δx1=0.96 m-0.06 m=0.90 m则t1== s=1.5 s②为了求P质点第二次到达波谷所需的时间,可选取初始时刻x=0.18 m处的质点的振动状态作为研究对象,该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间,则: Δx2=0.96 m-0.18 m=0.78 mt2=+T= s+0.4 s=1.7 s设波最右端传到P处所需时间为t3,有:t3= s=1.2 s所以从质点P起振到第二次到达波谷历时Δt=t2-t3=1.7 s-1.2 s=0.5 s,相当于1T所以质点P通过的路程为5A=0.25 m,此时刻质点P的位移为-5 cm。