（全國(guó)通用版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 選考部分 第一章 波 課時(shí)分層作業(yè) 四十 1.2 機(jī)械波.doc

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課時(shí)分層作業(yè) 四十機(jī)械波(45分鐘100分)一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分)1.(多選)(2018哈爾濱模擬)如圖所示,S為波源,M、N為兩塊擋板,其中M板固定,N板可上下移動(dòng),兩板中間有一狹縫,此時(shí)測(cè)得A點(diǎn)沒(méi)有振動(dòng),為了使A點(diǎn)能發(fā)生振動(dòng),可采用的方法是()A.增大波源的頻率B.減小波源的頻率C.移動(dòng)N使狹縫的間距減小D.移動(dòng)N使狹縫的間距增大【解析】選B、C。要使A點(diǎn)發(fā)生振動(dòng),即在狹縫處要產(chǎn)生明顯的衍射,可增大波長(zhǎng)或減小狹縫寬度,由=得可減小波源頻率,故B、C正確,A、D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】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【解析】選B。葉片A之所以不動(dòng),是因?yàn)樗ú荒芾@過(guò)橋墩傳過(guò)來(lái),也就是說(shuō)水波衍射不太明顯,而發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸比波長(zhǎng)小或差不多,所以要讓葉片A動(dòng)起來(lái)的方法只能是減小橋墩的尺寸或增大水波的波長(zhǎng),水波的速度一定,減小頻率會(huì)增長(zhǎng)波長(zhǎng),增大頻率會(huì)減小波長(zhǎng),故A錯(cuò)誤,B正確;改變波源與橋墩的距離不會(huì)讓衍射現(xiàn)象更明顯,所以C、D錯(cuò)誤。2.(多選)如圖所示,一簡(jiǎn)諧橫波在某區(qū)域沿x軸傳播,實(shí)線a為t=0時(shí)刻的波形圖線,虛線b為t=t時(shí)刻的波形圖線。已知該簡(jiǎn)諧橫波波源振動(dòng)的頻率為f=2.5 Hz,虛線b與x軸交點(diǎn)P的坐標(biāo)為xP=1 m。則下列說(shuō)法正確的是()A.這列波的傳播速度大小一定為20 m/sB.這列波一定沿x軸正向傳播C.可能有t=1.25 sD.可能有t=1.45 sE.若該列波遇到寬度為6 m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【解析】選A、C、E。由橫波的圖象可知=8 m,而v=f=20 m/s,A正確。由圖得波可能沿x軸正向或x軸負(fù)向傳播,B錯(cuò)誤。若波沿x軸正向傳播,則距離1 m=,故t=+nT(n=0,1,2),當(dāng)n=3時(shí),t=1.25 s,若波沿x軸負(fù)向傳播,則距離7 m=,故t=+mT(m=0,1,2,),t取值為0.35 s、0.75 s、1.15 s、1.55 s、1.95 s,故C正確、D錯(cuò)誤。障礙物寬度d=6 m與波長(zhǎng)8 m差不多,則能發(fā)生明顯的衍射,E正確。故選A、C、E。3.(多選)(2018揭陽(yáng)模擬)在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速v=10 m/s,已知在t=0時(shí)刻的波形如圖所示,此時(shí)波剛好傳播到x=5 m處。下列說(shuō)法中正確的是()A.這列波的波長(zhǎng)為4 mB.這列波的振幅為20 cmC.這列波的頻率為2.5 HzD.波源起振方向沿y軸正方向E.再經(jīng)過(guò)0.2 s的時(shí)間,質(zhì)點(diǎn)a到達(dá)質(zhì)點(diǎn)b現(xiàn)在所處的位置【解析】選A、C、D。從圖中可得波長(zhǎng)為=4 m,振幅為A=10 cm,頻率f= Hz=2.5 Hz,A、C正確,B錯(cuò)誤;波上所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向和波源起振方向相同,x=5 m處的質(zhì)點(diǎn)的起振方向?yàn)閥軸正方向,所以振源的起振方向?yàn)檠貀軸正方向,D正確;質(zhì)點(diǎn)只在自己的位置上下振動(dòng),不會(huì)沿x軸運(yùn)動(dòng),故質(zhì)點(diǎn)a不能到達(dá)質(zhì)點(diǎn)b所處的位置,故E錯(cuò)誤。4.(多選)在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速v=200 m/s。已知t=0時(shí),波剛好傳播到x=40 m處,如圖所示,在x=400 m處有一接收器(圖中未畫(huà)出),則下列說(shuō)法正確的是 ()A.波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸正方向B.從t=0開(kāi)始經(jīng)過(guò)0.15 s,x=40 m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程為0.6 mC.接收器在t=1.8 s時(shí)才能接收到此波D.若波源向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)多普勒效應(yīng),接收器接收到的波源頻率可能為11 HzE.若該波與另一列頻率為10 Hz、波源在x=350 m 處的沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波相遇,能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣【解析】選B、C、E。根據(jù)波的圖象和波的傳播方向可知,波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向,A錯(cuò)誤;根據(jù)波的圖象可知波長(zhǎng)=20 m,振幅A=10 cm,周期T=0.1 s,從t=0開(kāi)始經(jīng)過(guò)0.15 s(1.5個(gè)周期),x=40 m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程為6個(gè)振幅,即6A=60.1 m=0.6 m,B正確;接收器在t= s=1.8 s時(shí)能夠接收到此波,C正確。波源頻率為f=10 Hz,若波源向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)多普勒效應(yīng),接收器接收到的頻率小于10 Hz,D錯(cuò)誤;根據(jù)頻率相同的兩列波相遇才能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件,若該波與另一列頻率為10 Hz的簡(jiǎn)諧橫波相遇,能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣,E正確。5.(多選)(2018寶雞模擬)圖甲為某一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=1.0 s時(shí)刻的波形圖,圖乙為參與波動(dòng)的某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,則下列說(shuō)法正確的是()A.該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為4 m/sB.從此時(shí)刻起,經(jīng)過(guò)2 s,P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了8 m的路程C.從此時(shí)刻起,P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置D.乙圖可能是甲圖x=2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象E.此時(shí)刻M質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度小于Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度【解析】選A、C、D。由甲圖可得=4 m,由乙圖中可得t=1.0 s,所以該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為v=4 m/s,A正確;t=2 s=2T,則從此時(shí)刻起,經(jīng)過(guò)2 s,P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為s=8A=80.2 m=1.6 m,故B錯(cuò)誤;簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播,此時(shí)刻Q質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),而P質(zhì)點(diǎn)直接向下運(yùn)動(dòng),所以P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置,C正確;由乙圖知t=1.0 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移為0,振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,與甲圖x=2 m處t=1.0 s時(shí)刻的狀態(tài)相同,所以乙圖可能是甲圖x=2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,D正確;質(zhì)點(diǎn)越靠近平衡位置速度越大,則此時(shí)刻M質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度大于Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度,故E錯(cuò)誤。6.(多選)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa=2 m和xb=6 m,圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象。下列說(shuō)法正確的是()A.該波沿-x方向傳播,波速為1 m/sB.質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4 s振動(dòng)的路程為4 mC.此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向D.此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿-y方向E.質(zhì)點(diǎn)a在t=2 s時(shí)速度為零【解析】選A、D、E。由題圖甲可知,該波的波長(zhǎng)為8 m,由題圖乙可知,波振動(dòng)的周期為8 s,并且質(zhì)點(diǎn)b在開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)刻沿+y軸方向運(yùn)動(dòng),則該波沿-x方向傳播,且波速v= m/s=1 m/s,故選項(xiàng)A正確;質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4 s振動(dòng)半個(gè)周期,振動(dòng)的路程為兩個(gè)振幅,即振動(dòng)的路程為2A=20.5 m=1 m,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;該波沿-x方向傳播,則開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿-y軸方向運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確;質(zhì)點(diǎn)a在t=2 s時(shí),處于波谷,其速度為零,故選項(xiàng)E正確。7.(多選)波源質(zhì)點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y方向上下振動(dòng),已知t=0時(shí)刻波恰好傳到x=20 cm的質(zhì)點(diǎn)處,波形如圖,波沿x軸正向傳播,波速為2 m/s,由此可知 ()A.波源質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期一定為0.2 sB.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅一定為4 cmC.波源質(zhì)點(diǎn)的起振方向一定沿y軸負(fù)方向D.再經(jīng)過(guò)0.4 s波恰好傳到x=60 cm的P點(diǎn)E.當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)沿著x軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí),站在x軸正向相對(duì)于地面靜止的觀察者接收到的波的頻率在變大【解析】選B、C、E。波源質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期等于波的周期,大小為T(mén)= s=0.1 s,A錯(cuò)誤;介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅一定為4 cm,B正確;波傳到x=20 cm的質(zhì)點(diǎn)處時(shí),此質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下,故波源質(zhì)點(diǎn)的起振方向一定沿y軸負(fù)方向,C正確;波傳到x=60 cm的P點(diǎn)需要的時(shí)間是t= s=0.2 s,D錯(cuò)誤;根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)沿著x軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí),站在x軸正向相對(duì)于地面靜止的觀察者接收到的波的頻率在變大,E正確;故選B、C、E。二、計(jì)算題(本題共3小題,共44分。需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟)8.(14分)(2018長(zhǎng)沙模擬)在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波,t=0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示。若波向右傳播,零時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn),且再經(jīng)過(guò)0.6 s,P點(diǎn)也開(kāi)始起振,求: (1)該列波的周期T。(2)從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰時(shí)止,O點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過(guò)的路程s0各為多少?【解析】由圖象可知,=2 m,A=2 cm。當(dāng)波向右傳播時(shí),點(diǎn)B的起振方向豎直向下,包括P點(diǎn)在內(nèi)的各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均為豎直向下。(1)波速v= m/s=10 m/s,由v=,得T=0.2 s。(2)由t=0至P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰,經(jīng)歷的時(shí)間t2=t1+T=0.75 s=(3+)T,而t=0時(shí)O點(diǎn)的振動(dòng)方向豎直向上(沿y軸正方向),故經(jīng)過(guò)t2時(shí)間,O點(diǎn)振動(dòng)到波谷,即:y0=-2 cm,s0=n4A=(3+)4A=0.3 m。答案:(1)0.2 s(2)-2 cm0.3 m9.(14分)一列橫波在x軸上傳播,a、b是x軸上相距xab=6 m的兩質(zhì)點(diǎn),t=0時(shí),b正好到達(dá)正方向最大位移處,且b到x軸的距離為4 cm,而此時(shí)a恰好經(jīng)過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)。已知這列波的頻率為25 Hz。 (1)求經(jīng)過(guò)時(shí)間1 s,a運(yùn)動(dòng)的路程。(2)若a、b在x軸上的距離大于一個(gè)波長(zhǎng),求該波的波速?！窘馕觥?1)a在一個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程s0=4A=0.16 m1 s內(nèi)的周期數(shù)是n=25(個(gè))1 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程s=ns0=4 m(2)由題意可知,若波由a傳向b,xab=(n+)(n=1,2,3,)v=f= m/s(n=1,2,3,)若波由b傳向a,xab=(n+)(n=1,2,3)v=f= m/s(n=1,2,3,)答案:(1)4 m(2)若波由a傳向b,則波速為 m/s(n=1,2,3)若波由b傳向a,則波速為 m/s(n=1,2,3)10.(16分)如圖所示是一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0.25 s時(shí)刻的波形圖,已知波的傳播速度v=4 m/s。(1)畫(huà)出x=2.0 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象(至少畫(huà)出一個(gè)周期)。(2)求x=2.5 m處質(zhì)點(diǎn)在t=4.5 s內(nèi)通過(guò)的路程及t=4.5 s時(shí)的位移。(3)此時(shí)A點(diǎn)的縱坐標(biāo)為2 cm,試求從圖示時(shí)刻開(kāi)始經(jīng)過(guò)多少時(shí)間A點(diǎn)第三次出現(xiàn)波峰?！窘忸}指導(dǎo)】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn):(1)由波形圖可以求得和T。(2)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)的路程為4A。(3)利用y=Asin x和x=vt計(jì)算運(yùn)動(dòng)時(shí)間?！窘馕觥?1)根據(jù)圖中信息可得=2 m,T=0.5 s,如圖,t=0時(shí)刻,x=2.0 m處質(zhì)點(diǎn)正從平衡位置向上振動(dòng)。(2)4.5 s=9T,一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是4A,s=94A=1.44 mt=4.5 s時(shí),距離現(xiàn)在圖示時(shí)刻T,與現(xiàn)在所處位置關(guān)于x軸對(duì)稱x=-4 cm(3)設(shè)此時(shí)波動(dòng)方程為y=Asin x4=4sin(0.5),=y=4sin x,2=4sin xx= m,波向x軸正方向傳播A從現(xiàn)在位置到達(dá)波峰所需時(shí)間為s=x+t=+2T= s=1.42 s答案:(1)見(jiàn)解析(2)1.44 m-4 cm(3)1.42 s