（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)60 機械波（含解析）新人教版

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1、機械波 一、選擇題 1．(2018·安徽三模)(多選)下列說法正確的是(　　) A．聲源與觀察者相互靠近時，觀察者所接收的聲波波速大于聲源發(fā)出的聲波波速 B．在波的傳播方向上，某個質(zhì)點的振動速度就是波的傳播速度 C．機械波傳播過程中即使遇見尺寸比機械波波長大得多的障礙物也能發(fā)生衍射 D．同一聲波由空氣傳入水中，波長變大 E．圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音是干涉現(xiàn)象 答案　CDE 解析　A項，根據(jù)多普勒效應(yīng)，聲源與觀察者相互靠近時，觀察者所接收的聲波波速與聲源發(fā)出的聲波波速相等．故A項錯誤； B項，對于機械波，某個質(zhì)點的振動速度與波的傳播速度不同，故B項錯誤； C

2、項，只有當(dāng)障礙物的尺寸與機械波的波長差不多或比機械波的波長小，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象；當(dāng)障礙物的尺寸與機械波的波長大得多時，也能發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是不明顯．故C項正確； D項，在水和空氣中傳播的頻率相同，波速在水中較空氣中快，由v＝λf知，聲波在水中傳播的波長長． E項，圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音，是聲波疊加產(chǎn)生加強與減弱的干涉的結(jié)果．故E項正確． 2．(2018·東城區(qū)二模)在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡諧橫波．一質(zhì)點由平衡位置豎直向上運動，經(jīng)0.1 s第一次達(dá)到最大位移處，在這段時間內(nèi)波傳播了0.8 m，則可知這列波(　　) A．周期是0.2 s　　　　　 B．波長是0

3、.8 m C．波速是8 m/s D．振幅是0.4 m 答案　C 解析　A項，由于在平衡位置的質(zhì)點經(jīng)0.1 s第一次到達(dá)最大位移處，故周期T＝0.1×4 s＝0.4 s，故A項錯誤． B、C兩項，波的傳播速度v＝＝ m/s＝8 m/s，波長λ＝v·T＝8×0.4 m＝3.2 m，B項錯誤，C項正確． D項，由題意不明確質(zhì)點的振動情況，故無法確定振幅大小，故D項錯誤． 3．(2018·合肥模擬)(多選)將一根較長的彈性細(xì)繩沿x軸放置，左端記為坐標(biāo)原點，將繩子拉平后，手握左端，以固定的頻率和振幅上下抖動(簡諧運動)，如圖1所示．從抖動開始計時，在t＝0.3 s時的波形如圖2所示，下列

4、說法正確的是(　　) A．手抖動繩的頻率為2.5 Hz B．在t＝0.75 s時，A點的速度方向向上 C．在0～0.3 s的時間內(nèi)，質(zhì)點B經(jīng)過的路程為6 cm D．該列波遇到寬度為6 m的障礙物時不能發(fā)生衍射 答案　ABC 解析　A項，在0.3 s時，波形傳播0.75 m，故波速為：v＝＝＝2.5 m/s， 波長λ＝1 m，故周期：T＝＝＝0.4 s， 故手抖動繩的頻率為：f＝＝2.5 Hz，故A項正確； B項，根據(jù)波形微平移法可知，A點此時速度方向向上； t＝0.75 s＝1T，故A點的速度方向與圖示時刻速度方向相同，也向上，故B項正確； C項，在0～0.3

5、 s，B點從0.2 s開始向下運動到最低點，故路程等于一倍的振幅，為6 cm，故C項正確； D項，該列波遇到寬度為6 m的障礙物時可以發(fā)生衍射，由于波長λ＝1 m＜6 m，不會發(fā)生明顯衍射，故D項錯誤． 4．(2018·浙江模擬)如圖所示，S1和S2是兩個相干波源，其振幅均為A，周期均為T.實線與虛線分別表示兩列波的波峰和波谷．此刻，c是波谷與波谷的相遇點，下列說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)處質(zhì)點始終處于離平衡位置2A處 B．隨著時間的推移，c處的質(zhì)點將向右移動 C．從該時刻起，經(jīng)過T，c處的質(zhì)點將通過平衡位置 D．若S2不動，S1沿S1b連線向b運動，則b處質(zhì)點仍然始終處于平

6、衡位置 答案　C 解析　A項，a點是波峰和波峰疊加，由于兩列波的振幅相等，其的振幅為2A，雖此時位移為2A，但不是始終處于2A處，故A項錯誤； B項，振動的質(zhì)點只是在各自的平衡位置附近振動，不會“隨波逐流”，則c處的質(zhì)點將不會向右移動，故B項錯誤； C項，由圖知c點是波谷和波谷疊加的位置，是振動加強點，經(jīng)過T，c處的質(zhì)點將通過平衡位置，故C項正確； D項，若S2不動，S1沿S1b連線向b運動，b處不一定就是波峰與波谷相遇，故D項錯誤． 5．(2018·菏澤一模)(多選)如圖所示，在x＝5 cm處有一質(zhì)點此時一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，波長為λ＝4 m，經(jīng)過一段時間，x＝1 m處

7、的質(zhì)點C剛好開始振動，振動方向沿y軸正方向，將該時間作為計時起點，即t＝0，從計時開始經(jīng)0.3 s，x＝3 m處的質(zhì)點B第一次到達(dá)波峰，則下列說法正確的是(　　) A．該簡諧波的波速大小為10 m/s B．t＝0時質(zhì)點B的振動方向沿y軸正方向 C．在t＝0.3 s時，x＝4 m處的質(zhì)點A位于平衡位置且運動方向沿y軸正方向 D．在t＝0.4 s時，x＝4 m處的質(zhì)點A的加速度最大且沿y軸正方向 E．在t＝0.5 s時，位于x＝－3 m處的質(zhì)點D第一次到達(dá)波峰 答案　ADE 解析　B項，該簡諧波沿x軸負(fù)方向傳播，t＝0時刻，質(zhì)點C開始振動，且振動方向沿y軸正方向，則由振動和波動的

8、關(guān)系可知x＝3 m處的質(zhì)點B的振動方向沿y軸負(fù)方向，B項錯誤； A項，當(dāng)質(zhì)點B第一次出現(xiàn)在波峰時滿足T＝0.3，解得T＝0.4 s，因此波速v＝＝10 m/s，A項正確； C項，t＝0.3 s時x＝4 m處的質(zhì)點A位于平衡位置且運動方向沿y軸負(fù)方向，C項錯誤； D項，在t＝0.4 s時，x＝4 m處的質(zhì)點A位于波谷，位移為負(fù)方向最大，則此時的加速度沿y軸正方向且最大，D項正確； E項，由題意可知t＝0時，x＝2 m處質(zhì)點位于波峰，當(dāng)該振動形式第一次傳到x＝－3m處的D點時，所需的時間為t＝＝ s＝0.5 s，則t＝0.5 s時，位于x＝－3 m處的質(zhì)點D第一次在波峰，E項正確． 6．

9、(2018·揭陽二模)(多選)如圖為一列簡諧橫波某時刻的波形圖，介質(zhì)中有P、Q、M三個質(zhì)點，此時的縱坐標(biāo)分別為yP＝2 cm，yQ＝－2 cm.下列說法正確的是(　　) A．P、Q兩質(zhì)點的速度方向總是相同 B．Q、M兩質(zhì)點的加速度總是相同 C．P、M兩質(zhì)點的速度總是大小相等、方向相反 D．在任何相等時間內(nèi)，P、M兩質(zhì)點通過的路程總相等 E．P、M兩質(zhì)點對平衡位置的位移總是大小相等、方向相反 答案　CDE 解析　A項，P、Q兩點平衡位置間的距離小于半個波長，它們的速度方向不總是相同，故A項錯誤． B項，圖示時刻Q、M的位移相同，加速度相同，但由于它們此時的速度方向相反，所以加

10、速度不總是相同．故B項錯誤． C、D、E三項，P、M兩點平衡位置間的距離等于半個波長，振動情況總是相反，速度總是大小相等、方向相反，在任何相等時間內(nèi)，P、M兩質(zhì)點通過的路程總相等，P、M兩質(zhì)點對平衡位置的位移總是大小相等、方向相反，故C、D、E三項正確． 7．(2018·海淀區(qū)二模)如圖所示為一列沿著x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖．已知這列波的波速v＝5.0 m/s.下列說法正確的是(　　) A．這列波的頻率f＝1.0 Hz B．經(jīng)過一個周期，x＝0.5 m處的質(zhì)點沿著x軸正向運動的距離為1.0 m C．在t＝0到t1＝0.4 s時間內(nèi)，x＝0.5 m處的質(zhì)點通過的

11、路程是20 cm D．在t＝0時刻，x＝0.5 m處的質(zhì)點正在沿著y軸負(fù)方向運動 答案　D 解析　A項，由圖知：波長λ＝1 m，則波速v＝，可求出周期T＝＝＝0.2 s，則頻率為f＝＝＝5 Hz.故A項錯誤． B項，在t＝0時，x＝0.5 m處的質(zhì)點位于平衡位置，該質(zhì)點不隨著波遷移．故B項錯誤． C項，在t＝0到t1＝0.4 s時間內(nèi)，x＝0.5 m處的質(zhì)點振動了兩個周期，則通過的路程是2×4×5＝40 cm，故C項錯誤． D項，t＝0時，x＝0.5 m處的質(zhì)點的運動方向為y軸負(fù)方向．故D項正確． 8．(2018·武漢模擬)(多選)一列簡諧橫波某時刻的波形圖如圖(a)所示，從該時

12、刻開始計時，質(zhì)點A的振動圖像如圖(b)所示．下列說法正確的是(　　) A．t＝0.6 s時，質(zhì)點P的位移為2 m B．0～0.6 s內(nèi)，質(zhì)點P運動的路程為6 m C．t＝0.6 s時，波傳播的距離為6 m D．若t＝0時，振動剛剛傳到A點，則t＝1.6 s時，x＝50 m的質(zhì)點第二次位于波峰 E．若t＝0時，振動剛剛傳到A點，則t＝2.4 s時，x＝50 m的質(zhì)點第二次位于波峰 答案　ABE 解析　A、B兩項，由圖(a)可得：質(zhì)點P和質(zhì)點A的振動完全一致；由圖(b)可得：t＝0.6 s時，質(zhì)點A在波峰位置，位移為2 m；0～0.6 s內(nèi)，質(zhì)點A運動的路程為3A＝6 m； 故

13、t＝0.6 s時，質(zhì)點P在波峰位置，位移為2 m；0～0.6 s內(nèi)，質(zhì)點P運動的路程為3A＝6 m；故A、B兩項正確； C項，由圖(a)可得：波長λ＝20 m，由圖(b)可得：周期T＝0.8 s，故波速v＝＝25 m/s；故經(jīng)過時間0.6 s，波傳播的距離為25 m/s×0.6 s＝15 m，故C項錯誤； D項，若t＝0時，振動剛剛傳到A點，那么，波前起振方向向下；根據(jù)波速可得：x＝50 m的質(zhì)點在t＝1 s時開始振動，經(jīng)過1T＝1.2 s后第二次位于波峰，故t＝2.4 s時，x＝50 m的質(zhì)點第二次位于波峰，故D項錯誤，E項正確． 9．(2018·東城區(qū)二模)一列簡諧橫波，在t＝0.6

14、 s時刻的圖像如圖甲所示，此時，P、Q兩質(zhì)點的位移均為－1 cm，波上A質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示，則以下說法正確的是(　　) A．這列波沿x軸負(fù)方向傳播 B．這列波的波速是 m/s C．從t＝0.6 s開始，緊接著的Δt＝0.6 s時間內(nèi)，A質(zhì)點通過的路程是10 m D．從t＝0.6 s開始，質(zhì)點P比質(zhì)點Q早0.6 s回到平衡位置 答案　B 解析　A項，由乙圖讀出t＝0.6 s時刻質(zhì)點A的速度方向為沿y軸負(fù)方向，由甲圖判斷出波的傳播方向為沿x軸正向．故A項錯誤． B項，由甲圖讀出該波的波長為λ＝20 m，由乙圖周期為：T＝1.2 s，則波速為：v＝＝ m/s＝ m/s.故B項

15、正確． C項，Δt＝0.6 s＝0.5 T，質(zhì)點做簡諧運動時在一個周期內(nèi)質(zhì)點A通過的路程是4倍振幅，則經(jīng)過Δt＝0.6 s，A質(zhì)點通過的路程是：S＝2A＝2×2 cm＝4 cm.故C項錯誤． D項，圖示時刻質(zhì)點P沿y軸正方向，質(zhì)點Q沿y軸負(fù)方向，所以質(zhì)點P將比質(zhì)點Q早回到平衡位置．將此圖像與正弦曲線進行對比可知：P點的橫坐標(biāo)為xP＝ m，Q點的橫坐標(biāo)為xQ＝ m，根據(jù)波形的平移法可知質(zhì)點P比質(zhì)點Q早回到平衡位置的時間為：t＝＝ s＝0.4 s，故D項錯誤． 10．(2018·浙江模擬)(多選)如圖所示，同一介質(zhì)中的P、Q兩列持續(xù)振動的簡諧橫波分別沿x軸正向和負(fù)向傳播，質(zhì)a、b、c、d分別

16、位于x＝6 m、7 m、8 m、7.5 m處，若波的傳播速度為10 m/s，圖示為t＝0 s時刻的波形圖．則再經(jīng)過t＝0.5 s時(　　) A．質(zhì)點振動的頻率為0.4 Hz B．質(zhì)點a、c處于平衡位置 C．質(zhì)點b的位移大小為30 cm D．質(zhì)點d的振動方向沿－y軸 答案　BD 解析　A項，由題意知，v＝10 m/s，λ＝4 m，由v＝λf得質(zhì)點振動的頻率為f＝＝＝2.5 Hz，振動周期為T＝＝0.4 s，故A項錯誤． B項，質(zhì)點a、c為振動減弱點，當(dāng)t＝0.5 s，兩波振動方向相反，所以質(zhì)點a、c處于平衡位置，故B項正確． C項，質(zhì)點b是振動加強點，t＝0.5 s時，兩列波

17、在質(zhì)點b的位移均為0，故質(zhì)點b的位移為0，故C項錯誤． D項，t＝0.5 s時，簡諧橫波P在d處向下振動，簡諧橫波Q在d處也向下振動，所以質(zhì)點d的振動方向沿－y軸方向，故D項正確． 11．(2018·江蘇模擬)如圖所示，一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實線是在t＝0時刻的波形圖，虛線是這列波經(jīng)Δt＝0.2 s的波形圖，T＜Δt＜2 T．則下列說法正確的是(　　) A．這列波的波長是12 cm B．這列波的周期是0.25 s C．這列波的波速是0.4 m/s D．從t＝0時刻開始，x＝5 cm處的質(zhì)點經(jīng)0.5 s振動到波峰 答案　A 解析　A項，由圖可得：波長λ＝12 cm，

18、故A項正確； B、C兩項，根據(jù)波沿x軸負(fù)方向傳播，由兩時刻的波形圖及T＜Δt＜2 T可得：波在Δt內(nèi)傳播的距離vΔt＝λ＋4 cm＝16 cm＝0.16 m，故波速v＝0.8 m/s，周期T＝＝0.15 s，故B、C兩項錯誤； D項，根據(jù)波沿x軸負(fù)方向傳播可得：波經(jīng)過0.5 s向左傳播0.4 m＝40 cm；故從t＝0時刻開始，x＝5 cm處的質(zhì)點經(jīng)0.5 s的振動與t＝0時，x＝45 cm處質(zhì)點振動一致； x＝45 cm＝3λ＋9 cm，故質(zhì)點振動和t＝0時，x＝9 cm處質(zhì)點振動一致，由圖可得：質(zhì)點并不在波峰，故D項錯誤． 12.(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距

19、9 m的a、b兩質(zhì)點的振動圖像如圖所示，下列描述該波的圖像可能正確的是(　　) 答案　AC 解析　由振動圖像可知，a、b兩點的振動相位相差四分之一或四分之三周期，由波的傳播規(guī)律可知，一個周期內(nèi)波向前傳播一個波長，所以a、b間的距離x＝(n＋)λ或x＝(n＋)λ(n＝0，1，2，3……)． 由第一個表達(dá)式，當(dāng)n＝0時，λ＝36 m；當(dāng)n＝1時，λ＝7.2 m；當(dāng)n＝2時，λ＝4 m，A項正確；由第二個表達(dá)式，當(dāng)n＝0時，λ＝12 m；當(dāng)n＝1時，λ＝ m；當(dāng)n＝2時，λ＝ m，C項正確． 二、非選擇題 13．(2018·銀川三模)如圖甲所示，介質(zhì)中振源位于O點位置，它的振動圖像

20、如圖乙所示，P點距離O點8 m，Q點距離O點5 m，振源振動所形成的機械波在傳播過程中兩相鄰波谷之間的距離為0.8 m．求： (1)振源的振動方程； (2)從振源振動開始計時，P點第一次到達(dá)波谷時所需要的時間t； (3)P點第一次經(jīng)過平衡位置向下運動時Q點的位置以及Q點運動的路程． 解析　(1)由題意得λ＝0.8 m 由圖乙可知A＝0.4 m，T＝0.4 s 則ω＝＝rad/s＝5πrad/s 根據(jù)圖乙可得 振源的振動方程為：y＝0.4sin5πt(m) (2)波速為v＝＝2 m/s 因此波傳到P點用時：t1＝＝4 s， 又由于波源起振方向為向上，因此該質(zhì)點到達(dá)波谷仍

21、需：t2＝T＝0.3 s 所以P點第一次到達(dá)波谷所需的時間為t＝t1＋t2＝4.3 s； (3)波傳到Q點用時t3＝＝2.5 s， P點第一次經(jīng)過平衡位置向下運動用時由(2)可知用時t3＝t1＋＝4.2 s， 因此Q點共振動t4＝4.2－2.5＝1.7 s，合計振動＝4個周期， 所以此時Q點在在波峰， 振動的總路程為：s＝×4×0.4 m＝6.8 m. 14．一列簡諧橫波，沿波的傳播方向依次有P、Q兩點，平衡位置相距5.5 m，其振動圖像如圖所示，實線為P點的振動圖像，虛線為Q點的振動圖像，求： (1)該波的波長； (2)該波的最大傳播速度． 答案　(1) m(n＝0、1、2、3、…)　(2)6 m/s 解析　(1)根據(jù)題意，畫出如圖所示的波動圖像， 其對應(yīng)的方程y＝－10sinx，當(dāng)y＝5時，sinx＝－ 解得x＝2nπ＋π(n＝0、1、2、3、…) 根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系類比可得 ＝(n＝0、1、2、3、…) nλ＋λ＝5.5(n＝0、1、2、3、…) 解得λ＝ m(n＝0、1、2、3、…) (2)由圖像可知：周期T＝1 s，由波速公式可得 v＝＝ m/s(n＝0、1、2、3、…) 當(dāng)n＝0時，vm＝6 m/s 10