北京专用2019版高考物理一轮复习第八章机械振动和机械波第2讲机械波检测

第2讲机械波
基础巩固
1.(2017北京东城一模,16)机械振动在介质中传播形成机械波。

下列说法正确的是( )
A.如果波源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止
B.在纵波中质点的振动方向总是垂直于波的传播方向
C.在横波中两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于波长
D.横波中振动质点不随波迁移,纵波中振动质点随波迁移
2.(2018北京西城期末)一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形图如图所示。

此时质点K与M处于最大位移处,质点L与N处于平衡位置。

下列说法正确的是( )
A.此时质点L的运动方向沿y轴负方向
B.此时质点N的运动方向沿y轴正方向
C.此时质点K的加速度为零
D.此时质点M的速度为零
3.(2017北京海淀期中,7)(多选)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t1=0时刻波传播到x=2 m 处的质点C,此时x=0.5 m处的质点A在负方向最大位移处,在 t2=0.2 s时刻质点A自计时开始后第一次运动到正方向最大位移处,则( )
A.该简谐横波的波速等于5 m/s
B.质点C开始振动时的运动方向沿y轴负方向
C.在t1~t2时间内,x=1 m处的质点B通过的路程为4.0 cm
D.在t2时刻,位于x=3 m处的质点D处于平衡位置且开始沿y轴正方向运动
4.(2018北京东城期末)一列沿x轴传播的简谐波在某时刻的波形图如图所示,此时质点P 沿y轴正方向运动。

已知波的周期T=0.4 s,则该波( )
A.沿x轴正方向传播,波速v=12.5 m/s
B.沿x轴正方向传播,波速v=5 m/s
C.沿x轴负方向传播,波速v=12.5 m/s
D.沿x轴负方向传播,波速v=5 m/s
5.(2017北京海淀一模,16)一列简谐横波在t=0时刻波的图像如图所示,其中a、b、c、d为介质中的四个质点,在该时刻( )
A.质点a的速度最大
B.质点b的加速度最大
C.若质点c向下运动,则波沿x轴正方向传播
D.若质点d向上运动,则波沿x轴正方向传播
6.(2017北京朝阳二模,15)一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形如图所示,a、b、c为波上的三个质点,质点a此时向上运动。

由此可知( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.质点b振动的周期比质点c振动的周期小
C.该时刻质点b振动的速度比质点c振动的速度小
D.从该时刻起质点b比质点c先到达平衡位置
7.(2018北京丰台期末)如图甲所示为一列简谐横波在t=2 s时的波形图,图乙是该列波中的质点P的振动图像,由图甲、乙中所提供的信息可知这列波的传播速度v以及传播方向分别是( )
A.v=25 cm/s,向左传播
B.v=50 cm/s,向左传播
C.v=25 cm/s,向右传播
D.v=50 cm/s,向右传播
综合提能
1.(2017北京海淀二模,16)如图甲所示为一列简谐横波在t=10 s 时的波动图像,P为介质中的一个质点。

图乙是质点P的振动图像,那么该波的传播速度v和传播方向是( )
A.v=1.0 m/s,沿x轴负方向
B.v=0.5 m/s,沿x轴负方向
C.v=0.5 m/s,沿x轴正方向
D.v=1.0 m/s,沿x轴正方向
2.(2017北京丰台二模,16)如图所示,1、2、3、4…是某绳(可认为是均匀介质)上一系列等间距的质点。

开始时绳处于水平方向,质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4…各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。

已知t=0时,质点1开始向下运动,经过二分之一周期,质点9开始运动。

则在二分之一周期时,下列说法正确的是( )
A.质点3向上运动
B.质点5所受回复力为零
C.质点6的加速度向下
D.质点9的振幅为零
3.(2016北京丰台一模,16)一根弹性长绳沿x轴放置,左端点位于坐标原点,A和B分别是绳上x1=2 m、x2=5 m处的质点。

用手握住绳的左端,当t=0时使手开始沿y轴做简谐运动,在t=0.5 s 时,绳上形成如图所示的波形。

下列说法中正确的是 ( )
A.此列波的波长为1 m,波速为4 m/s
B.此列波为横波,左端点开始时先向上运动
C.当t=2.5 s时,质点B开始振动
D.在t=3.5 s后,A、B两质点的振动情况总相同
4.如图甲所示,横波1沿BP方向传播,B点的振动图像如图乙所示;横波2沿CP方向传播,C点的振动图像如图丙所示。

两列波的波速都为 20 cm/s。

P与B相距40 cm,P与C相距50 cm,两列波在P点相遇,则P点振幅为( )
图甲
A.70 cm
B.50 cm
C.35 cm
D.10 cm
5.在某介质中形成一列简谐波,t=0时刻的波形如图中的实线所示。

(1)若波向右传播,零时刻刚好传到B点,且再经过 0.6 s,P点也开始起振,求:
①该列波的周期T;
②从t=0时刻起到P点第一次到达波峰时止,O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少?
(2)若该列波的传播速度大小为20 m/s,且波形由实线变成虚线需要经历0.525 s时间,则该列波的传播方向如何?
答案精解精析
基础巩固
1.C 波源停止振动,波动继续向前传播,直到能量耗尽,A错误。

纵波中质点的振动方向平行于波的传播方向,B错误。

横波的波长等于相邻的振动情况完全一致的两质点间的距离,C正确。

纵波中振动质点不随波迁移,D错误。

2.D 由题意知,波沿x轴正方向传播,由图可知,此时质点L的运动方向沿y轴正方向,质点N的运动方向沿y轴负方向,A、B错误。

在最大位移处,速度为零,加速度最大,C错误,D正确。

3.ACD 从t1~t2经历了0.2 s,质点A从负向最大位移处第一次到达正向最大位移处,即=0.2 s,得T=0.4 s,又λ=2 m,所以v==5 m/s,A正确。

波沿x轴正方向传播,由图可知C开始时沿y轴正方向运动,B错误。

t1~t2时间内,B点通过的路程为2A=
4.0 cm,C正确。

C、D相距,经波刚好传到D点,D点起振方向与C点起振方向相同,沿y轴正方向,则D正确。

4.B 由“上下坡”法知,因质点P沿y轴正方向运动,则波沿x轴正方向传播。

由图知波长λ=2.0 m,
波速v== m/s=5 m/s。

5.C a处于波峰,速度为0,加速度最大。

b处于平衡位置,加速度为0。

由波的传播规律可知,若c向下运动,则波沿x轴正方向传播;若d向上运动,则波沿x轴负方向传播。

6.D 由质点的振动方向跟波的传播方向间的判定关系可知,波沿x轴正方向传播,故A项错误;波中各质点的振动周期都相同且等于波源振动的周期,故B项错误;质点振动过程中越靠近平衡位置时速率越大,故C项错误;因波沿x轴正方向传播,则此时b向上振动而c向下振动,质点b比质点c先到达平衡位置,故D项正确。

7.B 由图乙可知质点P在t=2 s时处于平衡位置正在向y轴正方向运动,则结合图甲可知波向左传播。

由图可知,波长λ=100 cm,周期T=2 s,则波速v===50 cm/s。

故B正确。

综合提能
1.C 由图乙可知t=10 s时,质点P经平衡位置向上运动,由质点振动方向和波的传播方向的关系知,该波沿x轴正方向传播。

v== m/s=0.5 m/s,所以选C。

2.A 经周期波形如图所示,则知此时,质点3向上运动,A对。

质点5所受回复力最大,B错。

质点6的加速度向上,C错。

振幅是质点在振动过程中离开平衡位置的最大距离,D错。

3.C 由已知条件可推知,波长λ=2 m,周期 T=1 s,所以波速v==2 m/s,A选项错误。

此列波振动方向与传播方向垂直,为横波,由波形图可知,左端点开始时先向下运动,B选项错误。

经时间t0=-=2.5 s,质点B开始振动,即当 t=2.5 s 时,质点B开始振动,C选项正确。

A、B两质点相距λ,在 t=3.5 s 后,振动情况不相同,D选项错误。

4.A 由题图乙、丙可知T B=T C=1 s,横波1由B传到P所用时间t BP===2 s=2T B。

波2由C传到P 所用时间t CP===2.5 s=2.5T C,又因为波1与2反相,因此两列波在P点相遇时是同相位的,P点是振动加强点,振幅等于两列波振幅之和,即70 cm。

5.答案(1)①0 2 s②y0=-2 cm s0=0.3 m (2)波沿x轴负方向传播
解析由图像可知,λ=2 m,A=2 cm。

(1)当波向右传播时,点B的起振方向竖直向下,包括P点在内的各质点的起振方向均为竖直向下。

①波速v== m/s=10 m/s,由v=,得T==0.2 s
②由t=0至P点第一次到达波峰时止,经历的时间Δt2=Δt1+T=0.75 s=(3+)T,而 t=0 时O点的振动方向竖直向上(沿y轴正方向),故经Δt2时间,O点振动到波谷,即y0=-2 cm,s0=n·4A=(3+)×4A=0 3 m
(2)当波速v=20 m/s时,经历0.525 s时间,波沿x轴方向传播的距离x=vt=10.5 m,即x=(5+)λ,实线波形变为虚线波形经历了(5+)T,故波沿x轴负方向传播。