（全國通用）2020版高考物理一輪復習 第十四章 微專題83 機械振動和機械波加練半小時（含解析）

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1、機械振動和機械波方法點撥(1)能運用簡諧運動的特點、公式和圖象分析解決問題.(2)掌握波長、頻率和波速的關系及相關計算，并注意結(jié)果的多解性.1.(多選)下列說法中正確的是()A.軍隊士兵過橋時使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象B.機械波的傳播速度與振源的振動速度相等C.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響D.水中的氣泡看起來特別明亮，是因為光線從氣泡中射向水中時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射E.赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在2.(多選)(2018福建省漳州市質(zhì)檢)如圖1，兩個頻率相同、振幅均為A的相干波源在水面上傳播產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，其中實線和虛線分別表示

2、兩列波的波峰和波谷，t0時刻M是波峰與波峰相遇的點，下列說法正確的是()圖1A.如果兩個波源頻率不同，也能產(chǎn)生類似的穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象B.質(zhì)點P和質(zhì)點M在圖示時刻的高度差為2AC.質(zhì)點Q、M是振動加強點，再過半個周期，質(zhì)點P、N也成為振動加強點D.質(zhì)點M振動一個周期，其路程為8AE.若質(zhì)點M振動的頻率為2.5Hz，則從圖示時刻起經(jīng)1.7s后質(zhì)點M的運動方向豎直向下3.(多選)(2018河南省商丘市統(tǒng)考)如圖2所示，a、b、c、k是彈性介質(zhì)中等距離分布在一條直線上的若干個質(zhì)點，t0時刻，處在e處的波源從平衡位置開始向上做簡諧運動，形成在質(zhì)點a、b、c、k所在的直線上傳播的橫波，其振幅為4cm、周期為

3、0.4s，若沿波的傳播方向，后一個質(zhì)點比前一個質(zhì)點遲0.05s開始振動.t0.3s時，直線上距波源e點2m處的某質(zhì)點第一次達到最高點，則下列判斷正確的是()圖2A.該機械波的傳播速度大小為5m/sB.該機械波的波長為4mC.圖中相鄰兩個質(zhì)點間距為0.5mD.當質(zhì)點a經(jīng)過的路程為12cm時，質(zhì)點k經(jīng)過的路程為8cmE.當質(zhì)點b在平衡位置向下運動時，質(zhì)點c位于平衡位置的上方4.(多選)(2018安徽省合肥一中測試)如圖3所示，一簡諧橫波在某區(qū)域沿x軸傳播，實線a為t0時刻的波形圖線，虛線b為tt時刻的波形圖線，已知該簡諧橫波波源振動的頻率為f2.5Hz，虛線b與x軸交點P的橫坐標xP1m，下列說法

4、中正確的是()圖3A.這列波的傳播速度大小一定為20m/sB.這列波一定沿x軸正向傳播C.可能有t1.25sD.可能有t1.45sE.該列波遇到寬度為6m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象5.(多選)如圖4所示，物體A置于物體B上，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與B相連，在彈性限度范圍內(nèi)，A和B一起在光滑水平面上做往復運動(不計空氣阻力)，則下列說法正確的是()圖4A.物體A和B一起做簡諧運動B.作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比C.B對A的靜摩擦力對A做功，而A對B的靜摩擦力對B不做功D.物體A和B組成的系統(tǒng)機械能守恒6.(多選)(2019吉林省遼源市模擬)兩列簡諧橫波的振幅都是20cm，傳

5、播速度大小相同.實線波的頻率為2Hz，沿x軸正方向傳播，虛線波沿x軸負方向傳播.某時刻兩列波在如圖5所示區(qū)域相遇，則()圖5A.在相遇區(qū)域會發(fā)生干涉現(xiàn)象B.實線波和虛線波的頻率之比為32C.平衡位置為x6m處的質(zhì)點此刻速度為零D.平衡位置為x8.5m處的質(zhì)點此刻位移y20cmE.從圖示時刻起再經(jīng)過0.25s，平衡位置為x5m處的質(zhì)點的位移y07.(多選)(2018河南省南陽市統(tǒng)考)某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播，如圖6甲是t1s時的波形圖，圖乙是介質(zhì)中x2m處質(zhì)點的振動圖象，則下列說法正確的是()圖6A.波沿x軸正向傳播，波速為1m/sB.t2s時，x2m處質(zhì)點的振動方向沿y軸負向C.x1m處質(zhì)點和

6、x2m處質(zhì)點振動步調(diào)總相同D.在1s的時間內(nèi)，波動圖象上任意質(zhì)點通過的路程都是10cmE.在t1s到t2s的時間內(nèi)，x0.5m處的質(zhì)點運動速度先增大后減小8.(2018江西省重點中學協(xié)作體聯(lián)考)在某光滑水平面上建立xOy直角坐標系，一彈性繩置于y軸正半軸，A、B是繩上的兩質(zhì)點，繩子的一端位于坐標原點O，現(xiàn)讓繩子的該端以x0.2sin5t (m)的規(guī)律做簡諧運動，形成一列沿y軸正方向傳播的橫波，某時刻波剛傳到A點，波形如圖7所示，已知OA的距離為1.0m，OB的距離為4.0m，求：圖7(1)質(zhì)點振動的周期和波傳播的速度的大小；(2)繩上的B點在波峰位置的時刻.9.(2017湖北省武漢市2月調(diào)考)

7、介質(zhì)中x軸上有兩個波源S1和S2，P是S1S2的中點，x軸上的a點與P點相距d2m，如圖8所示.兩波源同時開始沿y軸負方向振動，產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，頻率相等，波速相等，振幅均為A，波長滿足1m4m.某一時刻質(zhì)點a的位移為2A.圖8(1)若波速為2.5m/s，波源S2發(fā)出的波剛傳播到a點時，質(zhì)點a已經(jīng)振動了多長時間？(2)求兩列波的波長.10.如圖9所示實線是一列簡諧橫波在t10時刻的波形，虛線是這列波在t20.5s時刻的波形，這列波的周期T符合：3Tt2t14T，求：圖9(1)若波速向右，波速多大；(2)若波速向左，波速多大；(3)若波速大小為74m/s，波速方向如何.答案精析1.A

8、CE軍隊士兵過橋時使用便步，是防止行走的頻率與橋的頻率相同，橋發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；機械波的傳播速度與質(zhì)點振動速度沒有直接關系，故B錯誤；加偏振片的作用是減弱反射光的強度，從而增大透射光的強度，故C正確；D項中應該是光從水中射向氣泡，故D錯誤；麥克斯韋預言了電磁波的存在，而赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故E正確.2.BDE如果兩個波源頻率不同，不能產(chǎn)生類似的穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故A錯誤；在圖示時刻，質(zhì)點M是波峰與波峰疊加，是振動加強點，振動加強點的振幅等于兩列波單獨傳播時振幅的和，質(zhì)點P是波谷與波峰疊加，是振動減弱點，位移為0，故質(zhì)點P和質(zhì)點M在圖示時刻的高度差為2A，故B正確；兩列波干涉

9、時，兩列波的波峰與波峰、波谷與波谷相遇處振動始終加強，波峰與波谷相遇處振動始終減弱，質(zhì)點Q、M是振動加強點，質(zhì)點P、N是振動減弱點，再過半個周期，質(zhì)點P、N還是振動減弱點，故C錯誤；質(zhì)點M是振動加強點，振動加強點的振幅等于兩列波單獨傳播時振幅的和，所以質(zhì)點M振動一個周期，其路程為8A，故D正確；若質(zhì)點M振動的頻率為2.5Hz，周期為T0.4s，由于1.7s1.6s0.1s4TT，則從圖示時刻起經(jīng)1.7s后質(zhì)點M的運動方向豎直向下，故E正確.3.BCD后一個質(zhì)點比前一個質(zhì)點遲0.05s開始振動，所以t0.3s時e點后面的第6個質(zhì)點開始振動，即質(zhì)點k開始振動，所以質(zhì)點k前面的質(zhì)點i第一次到達波峰，

10、相鄰兩個質(zhì)點間距為x0.5m，當t0.3s時，波傳播了3.0m，所以波速大小為vm/s10m/s，故波長為vT4m，故A錯誤，B、C正確；當質(zhì)點a經(jīng)過的路程為12cm時，波傳播時間ts0.4s0.5s，則質(zhì)點k運動時間為0.2s，質(zhì)點k經(jīng)過的路程為s0.2cm8cm，故D正確；當質(zhì)點b在平衡位置向下運動時，經(jīng)歷的時間為ts0.35s，質(zhì)點c運動時間為ts0.25sT，故質(zhì)點c位于平衡位置的下方，故E錯誤.4.ACE由波的圖象可知8m，則這列波的傳播速度為vf82.5m/s20m/s，故A正確；由已知條件無法判斷波的傳播方向，故B錯誤；若波沿x軸正向傳播，傳播距離為1m，tTnT(n0,1,2,

11、3)，即t0.05s0.4n，當n3時，t1.25s；當n4時，t1.65s；若波沿x軸負方向傳播，則傳播距離為7m，tTnT(n0,1,2,3)，即t0.35s0.4n，t取值為0.35s、0.75s、1.15s、1.55s，故C正確，D錯誤；障礙物寬度為6m，與波長8m相差不多，則能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故E正確.5.ABA和B一起在光滑水平面上做往復運動，對整體研究，整體在水平方向上只受彈簧的彈力，因為彈簧的彈力和位移成正比，所以回復力Fkx，而對A，在B給的靜摩擦力作用下，做往返運動，設彈簧的形變量為x，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B的質(zhì)量分別為M和m，根據(jù)牛頓第二定律得到整體的加速度為a，

12、對A：Ff|Ma|，可見，作用在A上的靜摩擦力大小Ff與彈簧的形變量x成正比，滿足Fkx形式，故兩者都做簡諧運動，A、B正確；在簡諧運動過程中，B對A的靜摩擦力與位移方向相同或相反，B對A的靜摩擦力對A做功，同理，A對B的靜摩擦力對B也做功，C錯誤；由于A、B組成的系統(tǒng)中彈簧對系統(tǒng)做功，所以機械能不守恒，D錯誤.6.BDE兩列波波速相同，波長不同，根據(jù)vf，頻率不同，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故A錯誤；兩列波波速相同，波長分別為4m、6m，根據(jù)vf，頻率之比為32，故B正確；平衡位置為x6m處的質(zhì)點此刻位移為零，兩列波單獨引起的速度大小不等、方向相同，故合速度不為零，故C錯誤；平衡位置為x8.5m處的

13、質(zhì)點，兩列波單獨引起的位移分別為A、A，故合位移大于振幅A，故D正確；兩列波傳播速度大小相同，實線波的頻率為2Hz，其周期為0.5s，由題圖可知：虛線波的周期為0.75s；從圖示時刻起再經(jīng)過0.25s，實線波在平衡位置為x5m的質(zhì)點處于波谷，而虛線波處于y軸上方，但不在波峰處，所以質(zhì)點的位移y0，故E正確.7.BDE由題圖甲可知波長2m，由題圖乙可知周期T2s，則波速為vm/s1m/s，由題圖乙可知，t1s時x2m處的質(zhì)點向上運動，由題圖甲根據(jù)“上坡下，下坡上”可知該波沿x軸負方向傳播，故A錯誤；t1s和t2s相差半個周期，質(zhì)點的振動情況完全相反，即t2s時，x2m處質(zhì)點的振動方向沿y軸負方向

14、運動，故B正確；x1m處的質(zhì)點和x2m處的質(zhì)點相距半個波長，則兩處質(zhì)點振動步調(diào)總相反，故C錯誤；由于1s，所以在1s的時間內(nèi)，波動圖象上任意質(zhì)點通過的路程都是2A25cm10cm，故D正確；由題圖甲可知，t1s時刻x0.5m處的質(zhì)點位于波峰，則在t1s到t2s的半個周期的時間內(nèi)，該質(zhì)點從波峰運動到波谷，即速度先增大后減小，故E正確.8.(1)0.4s5m/s(2)(0.70.4n) s(n0,1,2)解析(1)由簡諧運動的表達式x0.2sin5t (m)可知5，解得T0.4s，由題圖可知2OA2m，則波傳播的速度大小為vm/s5m/s.(2)由于AB之間的距離為(41)m3m1，該波傳到B點用

15、時t11T0.6s，則從B開始振動到處于波峰位置需要用時t2(n0,1,2)，故B在波峰的時刻為tt1t2(0.70.4n) s(n0,1,2)9.(1)1.6s(2)見解析解析(1)S1波傳到a點時，S2波傳到距離a點2d的位置，則波程差：S2aaS12dS2波剛傳到a點時，質(zhì)點a已經(jīng)振動的時間：t1.6s(2)因質(zhì)點a的振幅為2A，故a點是振動加強點，則：S2aaS1n(n0,1,2)由已知條件：1m4m聯(lián)立解得：n2,3當n2時，2m當n3時，m10.(1)54m/s(2)58m/s(3)波向左傳播解析(1)波向右傳播時，傳播距離x滿足xk(k0,1,2,3)由t，波速v知傳播時間滿足tkTT(k0,1,2,3)由3Tt2t14T，可知k取3故t3TT，解得Ts，由波形圖知8m解得v54m/s.(2)波向左傳播時，傳播距離x滿足xk(k0,1,2,3)由波速v，知傳播時間滿足tkTT(k0,1,2,3)由3Tt2t14T，可知k取3故t3TT，解得Ts，由8m，解得v58m/s.(3)波速大小為74m/s時，波在t時間內(nèi)傳播的距離為xvt740.5m37m4所以波向左傳播.9