高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題51 機(jī)械波 橫波的圖象練含解析1

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1、 專(zhuān)題51 機(jī)械波 橫波的圖象（練） 1．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T(mén)。在t= 0時(shí)的波形如圖所示，波上有P、Q兩點(diǎn)，其縱坐標(biāo)分別為，下列說(shuō)法正確的是________（選對(duì)一個(gè)給3分，選對(duì)兩個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分。每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分） 、 A．P點(diǎn)的振動(dòng)形式傳到Q點(diǎn)需要T/2 B．P、Q在振動(dòng)過(guò)程中，位移的大小總相等 C．在5T/4內(nèi)，P點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm D．經(jīng)過(guò)3T/8，Q點(diǎn)回到平衡位置 E．在相等時(shí)間內(nèi)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程相等 【答案】ABE 【名師點(diǎn)睛】此題考查機(jī)械波的傳播問(wèn)題；要知道P、Q兩點(diǎn)平衡位置間的距離等于半

2、個(gè)波長(zhǎng)，振動(dòng)形式從P傳到Q需要半個(gè)周期，這兩點(diǎn)的振動(dòng)情況總是相反．根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系，分析P、Q的位置，求解路程。 2．（多選）如圖所示，實(shí)線是沿軸負(fù)方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在時(shí)刻的波形圖，則下列說(shuō)法正確的是?。? （ ）　 A．這列波的周期可能是0.3 B．這列波的波長(zhǎng)是12 C．=2處的質(zhì)點(diǎn)在0.6內(nèi)振動(dòng)的路程可能是40 D．時(shí)，=4處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸正方向 【答案】BCD 【名師點(diǎn)睛】本題給出兩個(gè)時(shí)刻的波形圖，讓從中獲取信息求解，關(guān)鍵是找出在0.2s內(nèi)波向x負(fù)方向傳播的可能的距離，然后討論可能的周期；此題題意新穎，有一定

3、難度．在解題是可以通過(guò)特殊點(diǎn)來(lái)確定，如平衡位置、波峰、波谷等。 3．分振幅為0.1m、波長(zhǎng)為2m的一列簡(jiǎn)諧正弦波，以1m/s的速率沿一條繃緊的足夠長(zhǎng)的水平弦從左向右傳播。t＝0時(shí)，弦的左端點(diǎn)P在平衡位置，且向下運(yùn)動(dòng)．規(guī)定向上為正方向．不考慮波的反射．求 （l）質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的周期．寫(xiě)出P的振動(dòng)方程； （2）t＝5．5s時(shí)，弦上與p相距1．25 m的質(zhì)點(diǎn)Q的位移。 【答案】（1）2s ；y=-0.1sinπt m（2） 【解析】 （1）質(zhì)點(diǎn)的周期為 P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為：；解得：y=-0.1sinπt m （2）P點(diǎn)的振動(dòng)傳到Q所需要的時(shí)間為： Q振動(dòng)的時(shí)間為：t2=t-t1=4．25

4、s 則Q點(diǎn)的位移為：yQ=-0.1sinπt2 m 解得： 【名師點(diǎn)睛】此題考查了機(jī)械波的傳播問(wèn)題；解決本題時(shí)要明確質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期等于波的周期，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況相似，只是沿著波的傳播方向逐漸滯后。 4．在均勻介質(zhì)中，時(shí)刻振源O沿方向開(kāi)始振動(dòng)，時(shí)x軸上0至范圍第一次出現(xiàn)圖示的簡(jiǎn)諧橫波波形，由此可以判斷：波的周期為s，處質(zhì)點(diǎn)在內(nèi)通過(guò)的路程為m。 【答案】， 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵抓住介質(zhì)中任何質(zhì)點(diǎn)的起振方向均與波源的起振方向相同，確定出已有波形的長(zhǎng)度，不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為波在傳播的距離為。 5．沿x軸正向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，波剛好傳到x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)

5、，再經(jīng)過(guò)Δt=0.2 s，x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰．根據(jù)信息，試求: （1）簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度v和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T; （2）畫(huà)出平衡位置在x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)，以t=0時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象．（至少畫(huà)一個(gè)周期） 【答案】（1）10m/s；0.4 s ；（2）如解析圖所示； 【解析】 （1）簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期 （2）根據(jù)波形圖可知，t=0時(shí)刻，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，故振動(dòng)圖像如圖； 【名師點(diǎn)睛】此題是機(jī)械波的傳播問(wèn)題；解題時(shí)要根據(jù)“經(jīng)過(guò)Δt=0.2 s，x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰”這以信息找到波傳播的距離，然后根據(jù)波速公式求解；根據(jù)t=0時(shí)刻，x

6、=1m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況來(lái)確定此質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線． 1．一列簡(jiǎn)諧橫波a，某時(shí)刻的波形如圖2甲所示。從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，波上質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像如圖乙所示。波a與另一列簡(jiǎn)諧橫波b相遇能發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則下列判斷正確的是： （ ） 圖2 A．波a沿x軸負(fù)方向傳播 B．波b的頻率為0.4 Hz C．從該時(shí)刻起，再經(jīng)過(guò)0.4 s質(zhì)點(diǎn)A通過(guò)的路程為40 cm D．若波b遇到障礙物能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，則障礙物的尺寸一定比0.4 m大很多 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】本題是振動(dòng)圖線與波形圖象的綜合應(yīng)用，要有把握兩種圖象聯(lián)系的能力，知道干涉和衍射的條件，熟練運(yùn)用波形的平

7、移法判斷波的傳播方向． 2．圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x=1．0m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x=4．0m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則： （ ） A．t=0.15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到負(fù)向最大 B．質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x=10sint （cm） C．從t=0.10s到t=0.25s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6m D．從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30m 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】本題有一定的綜合性，考察了波動(dòng)和振動(dòng)圖象問(wèn)題，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)振動(dòng)情況來(lái)判定波的傳播方向，由振動(dòng)圖像判斷某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)

8、方向，再根據(jù)振動(dòng)方向來(lái)判斷波的傳播方向． 3．如圖甲所示，在某介質(zhì)中波源A、B相距d=20cm，t=0時(shí)二者開(kāi)始上下振動(dòng)，A只振動(dòng)了半個(gè)周期，B連續(xù)振動(dòng)，所形成的波的傳播速度均為v=1．0m/s，開(kāi)始階段兩波源的振動(dòng)圖像如圖乙所示，求： （1）距A點(diǎn)1m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0到t=22s內(nèi)所經(jīng)過(guò)的路程； （2）在t=0到t=16s時(shí)間內(nèi)從A發(fā)出的半個(gè)波在前進(jìn)的過(guò)程中所遇到的波峰的個(gè)數(shù) 【答案】（1）（2）6個(gè)波峰 【解析】 （1）距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)在先經(jīng)過(guò)左邊的A波路程為： B波22秒傳播的距離為：，B波的波長(zhǎng)為： B波已經(jīng)傳播過(guò)距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)此點(diǎn)1．5個(gè)波長(zhǎng)， 故此點(diǎn)

9、又振動(dòng)的路程為：； 距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)，在t=0到t=22s內(nèi)所經(jīng)過(guò)的路程： （2）16s內(nèi)兩列波相對(duì)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度為：， A波寬度為：， B波波長(zhǎng)為：，則，可知A波經(jīng)過(guò)了6個(gè)波峰． 【名師點(diǎn)睛】先求出距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)在先經(jīng)過(guò)左邊的A波路程，再求出B波22秒傳播的距離，從而求出B波在距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)路程，兩者之和即為總路程．波在t時(shí)間內(nèi)傳播的距離為，根據(jù)幾何關(guān)系求得16 s內(nèi)兩列波相對(duì)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度，結(jié)合兩波的長(zhǎng)度，求解 4．在均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為S ，如圖甲所示，振動(dòng)從質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向右傳播，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速度方向豎直向上，經(jīng)過(guò)

10、時(shí)間t，前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第二次形成如圖所示的波形，這列波的周期為，這列波的傳播速度為。 第34題圖甲 【答案】 24s/t 【名師點(diǎn)睛】本題容易犯的錯(cuò)誤就是認(rèn)為時(shí)間t= 2．5T，得到T=0.4t，是由于對(duì)機(jī)械波特點(diǎn)：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)起振方向與波源起振方向相同掌握不牢造成的． 5．設(shè)B、C為兩列機(jī)械波的波源，它們?cè)谕N介質(zhì)中傳播，其振動(dòng)表達(dá)式分別為和，發(fā)出的波的傳播方向如圖中的虛線所示，末P點(diǎn)開(kāi)始起振，它們傳到P點(diǎn)時(shí)相遇，，，試求： （1）這兩列波的波長(zhǎng)； （2）P點(diǎn)形成合振動(dòng)的振幅。 【答案】（1）；（2） 【名師點(diǎn)睛】知道波源的振動(dòng)方程，可讀出波的角頻率，得到周期．根據(jù)

11、波的疊加原理分析質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)；兩列波到P點(diǎn)的波程差為半個(gè)波長(zhǎng)，且波源振動(dòng)反向，所以P點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，振幅等于兩列波振幅之和。 1．【2016·天津卷】（多選）在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其表達(dá)式為，它在介質(zhì)中形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻波剛好傳播到x=12 m處，波形圖象如圖所示，則： （ ） A．此后再經(jīng)6 s該波傳播到x=24 m處 B．M點(diǎn)在此后第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向 C．波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向 D．此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y=–3 m處所需時(shí)間是2 s 【答案】AB 【解析】波的周期T=4 s

12、，波長(zhǎng)λ=8 m，波速，則再經(jīng)過(guò)6 s，波傳播的距離為x=vt=12 m，故該波傳到x=24 m處，選項(xiàng)A正確；M點(diǎn)在此時(shí)振動(dòng)方向向下，則第3 s末，即經(jīng)過(guò)了0.75T，該點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，選項(xiàng)B正確；因波傳到x=12 m處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向振動(dòng)，故波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)?lt;=sin 45°，故M點(diǎn)第一次到達(dá)y=–3 m位置時(shí)，振動(dòng)的時(shí)間小于=1 s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】此題考查了質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)及機(jī)械波的傳播；要知道質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一個(gè)周期，波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離；各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是重復(fù)波源的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在自己平衡位置附近上下振動(dòng)，而不隨波遷

13、移；能根據(jù)波形圖及波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。 2．【2016·四川卷】（多選）簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距10 m的兩質(zhì)點(diǎn)，波先傳到P，當(dāng)波傳到Q開(kāi)始計(jì)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示。則： （ ） A．質(zhì)點(diǎn)Q開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸正方向 B．該波從P傳到Q的時(shí)間可能為7 s C．該波的傳播速度可能為2m/s D．該波的波長(zhǎng)可能為6 m 【答案】AD 【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)振動(dòng)圖像及機(jī)械波傳播問(wèn)題的考查；首先要掌握已知振動(dòng)圖像判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的基本方法以及波速、波長(zhǎng)及周期的關(guān)系；此題中要考慮波形傳播的重復(fù)性及多解問(wèn)題

14、，這是題目的難點(diǎn)所在． 3．【2015·上海·2】如圖，P為橋墩，A為靠近橋墩浮出水面的葉片，波源S連續(xù)振動(dòng)，形成水波，此時(shí)葉片A靜止不動(dòng)。為使水波能帶動(dòng)葉片振動(dòng)，可用的方法是： （ ） A．提高波源頻率 B．降低波源頻率 C．增加波源距橋墩的距離 D．減小波源距橋墩的距離 【答案】B 【名師點(diǎn)睛】 本題考查波的衍射，意在考查考生對(duì)波的衍射現(xiàn)象的理解能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸也波長(zhǎng)小或差

15、不多。要讓衍射明顯，要么增大波長(zhǎng)，要么減小障礙物的尺寸。 4．【2015·北京·15】周期為2．0s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖像如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波： （ ） A．沿x軸正方向傳播，波速v=20m/s B．沿x軸正方向傳播，波速v=10m/s C．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=20m/s D．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=10m/s 【答案】B 【解析】橫波的振動(dòng)方向與傳播方向垂直，已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，由同側(cè)法可知傳播方向右，而讀圖得波長(zhǎng)，，則波速，故選項(xiàng)B正確。 【規(guī)律總結(jié)】橫波的波動(dòng)

16、與振動(dòng)的方向垂直，判斷方法有四種：同側(cè)法、帶動(dòng)法（特殊點(diǎn)法）、微平移法、口訣法（上坡下、下坡上）。 5．【2014·山東·38】一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播。以波源O為平衡位置開(kāi)始振動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖所示，已知O、A的平衡位置相距0.9m，以下判斷正確的是。（雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)） a．波長(zhǎng)為1．2m b．波源起振方向沿y軸正方向 c．波速大小為0.4m/s d．質(zhì)點(diǎn)A的動(dòng)能在時(shí)最大 【答案】ab 【方法技巧】本題重點(diǎn)在由振動(dòng)圖像知，波從O傳播到A需3s，故可求波速、波長(zhǎng)等；質(zhì)點(diǎn)起振的方向與振源起振的方向相同。 - 10 -