（山東專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2節(jié) 機械波練習(xí)（含解析）新人教版選修3-4

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1、第2節(jié)　機械波 1.關(guān)于機械波的形成,下列說法中正確的是(　B　) A.物體做機械振動,一定產(chǎn)生機械波 B.機械波在介質(zhì)中傳播時,介質(zhì)中后振動的質(zhì)點總是重復(fù)先振動的相鄰的質(zhì)點的振動,做受迫振動 C.參與振動的質(zhì)點振動頻率各不相同 D.機械波傳播過程中,介質(zhì)中質(zhì)點隨波遷移,振動能量也隨波傳遞 解析:有振源沒有媒介時不能產(chǎn)生機械波,A錯誤.機械波在介質(zhì)中傳播時,介質(zhì)中后振動的質(zhì)點總是在相鄰的先振動的質(zhì)點的作用下做受迫振動,并重復(fù)前一質(zhì)點的振動情況,B正確.參與振動的質(zhì)點振動頻率都相同,C錯誤.機械波傳播過程中,介質(zhì)中質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷移,在振動過程中把能

2、量傳遞出去,D錯誤. 2.一列簡諧橫波在x軸上傳播,某時刻的波形如圖所示,a,b,c為三個質(zhì)點,a正向上運動.由此可知(　C　) A.該波沿x軸負方向傳播 B.c正向上運動 C.該時刻以后,b比c先到達平衡位置 D.該時刻以后,b比c先到達離平衡位置最遠處 解析:由同側(cè)法可知波沿x軸正方向傳播,A錯誤;在該時刻,c點正向下振動,B錯誤;由同側(cè)法可知,b質(zhì)點先到達平衡位置,c質(zhì)點先到達離平衡位置最遠處,C正確,D錯誤. 3.(多選)某同學(xué)漂浮在海面上,雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播,但他并不向海灘靠近.該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔

3、為15 s.下列說法正確的是(　BD　) A.該水面波的頻率為6 Hz B.該水面波的波長為3 m C.水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊,是因為波傳播時能量不會傳遞出去 D.水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊,是因為波傳播時振動的質(zhì)點并不隨波遷移 解析:根據(jù)第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15 s可知,該水面波的周期為T= s= s,頻率為f==0.6 Hz,選項A錯誤;該水面波的波長為λ=vT=1.8× m=3 m,選項B正確;水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊,是因為波傳播時介質(zhì)中的質(zhì)點只在平衡位置附近振動,不隨波遷移,但能量會傳遞出去,選項C錯誤,D正確. 4.利用發(fā)波水槽得到的水面波

4、形如圖(甲)、(乙)所示,則(　D　) A.圖(甲)、(乙)均顯示了波的干涉現(xiàn)象 B.圖(甲)、(乙)均顯示了波的衍射現(xiàn)象 C.圖(甲)顯示了波的干涉現(xiàn)象,圖(乙)顯示了波的衍射現(xiàn)象 D.圖(甲)顯示了波的衍射現(xiàn)象,圖(乙)顯示了波的干涉現(xiàn)象 解析:由題圖容易看出(甲)圖是小孔衍射,圖(乙)是干涉,選項D 正確. 5.(多選)如圖所示,一列向右傳播的簡諧橫波,波速大小為0.6 m/s,P質(zhì)點的橫坐標(biāo)x=1.20 m.從圖中狀態(tài)開始計時,則下列說法正確的是(　ACD　) A.簡諧橫波的頻率為2.5 Hz B.經(jīng)過1.6 s,P點第一次到達波谷 C.P點剛開始振動的方向

5、沿y軸負方向 D.直到P點第一次到達波峰時,x=0.06 m處的質(zhì)點經(jīng)過的路程為95 cm 解析:由波動圖像知λ=0.24 m,T==0.4 s,f==2.5 Hz,A正確;P點第一次到達波谷需時t= s=1.7 s,B錯誤,由波的傳播規(guī)律知,所有質(zhì)點起振方向都與波源起振方向相同,由帶動法知,各質(zhì)點起振方向均沿y軸負方向,C正確;P點第一次到達波峰需時t′= s= 1.9 s=T,x=0.06 m 處質(zhì)點經(jīng)過的路程s=×4×5 cm=95 cm,D正確. 6.(多選)下列波形圖中波傳播方向與質(zhì)點振動方向關(guān)系正確的是(　BC　) 解析:根據(jù)“坡形”法,凡是在“上坡”區(qū)必向下運動,“

6、下坡”區(qū)的必向上運動,故B,C正確. 7.如圖所示,在空曠的廣場上有一堵較高大的墻MN,在墻的一側(cè)有一個正在播放男女合唱歌曲的聲源O,某人從A點走到墻后的B點,在此過程中,如從衍射的角度來考慮,則會聽到(　D　) A.聲音變響,男聲比女聲更響 B.聲音變響,女聲比男聲更響 C.聲音變?nèi)?男聲比女聲更弱 D.聲音變?nèi)?女聲比男聲更弱 解析:由題意可知,某人從圖中A點走到墻后的B點,能聽到聲音,是由于波的衍射現(xiàn)象,但強度變?nèi)?由于男聲的頻率低于女聲,在同一介質(zhì)中,傳播速度相同,則其波長大于女聲的波長,更容易發(fā)生衍射,故D正確,A,B,C錯誤. 8.一簡諧機械橫波沿x軸正方向傳播,

7、波長為λ,周期為T.t=0時刻的波形如圖(甲)所示,a,b是波上的兩個質(zhì)點.圖(乙)是波上某一質(zhì)點的振動圖像.下列說法正確的是(　D　) A.t=0時質(zhì)點a的速度比質(zhì)點b的大 B.t=0時質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的小 C.圖(乙)可以表示質(zhì)點a的振動 D.圖(乙)可以表示質(zhì)點b的振動 解析:圖(甲)為波的圖像,圖(乙)為振動圖像.t=0時刻,a質(zhì)點在波峰位置,速度為零,加速度最大;b質(zhì)點在平衡位置,加速度為零,速度最大,故選項A,B錯誤;在波的圖像中根據(jù)同側(cè)法由傳播方向可以判斷出質(zhì)點的振動方向,所以t=0時刻,b點在平衡位置且向下振動,故選項C錯誤,D正確. 9.(2018·

8、吉林一模)(多選)如圖所示是水面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況,以波源S1,S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰(實線)和波谷(虛線);S1的振幅A1=3 cm,S2的振幅A2=2 cm,下列說法正確的是(　BD　) A.質(zhì)點D是振動減弱點 B.質(zhì)點A,D在該時刻的高度差為10 cm C.再過半個周期,質(zhì)點B,C是振動加強點 D.質(zhì)點C此刻將向下運動 解析:由題圖知質(zhì)點A,D都是波峰與波峰相遇點或波谷與波谷的相遇點.故質(zhì)點A,D都是振動加強點,而質(zhì)點B,C都是波峰與波谷相遇,都是振動減弱點,A錯誤;圖示時刻,質(zhì)點A的位移為+3 cm+2 cm=+5 cm,質(zhì)

9、點D的位移為(-3) cm+(-2) cm=-5 cm,故質(zhì)點A,D在該時刻的高度差為10 cm,B正確;振動的干涉圖樣是穩(wěn)定的,質(zhì)點A,D一直是振動加強點,而質(zhì)點B,C一直是振動減弱點,故C錯誤;質(zhì)點C是振動減弱點,此刻在上方最大位移處,故質(zhì)點C此刻將向下振動,D正確. 10.一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播,波速v=4 m/s.已知坐標(biāo)原點(x=0)處質(zhì)點的振動圖像如圖所示.在選項圖中能夠正確表示t=0.15 s時波形圖的是(　A　) 解析:由x=0處質(zhì)點的振動圖像可知波的周期T=0.4 s,由v=4 m/s,得λ=vT=1.6 m,x=0處質(zhì)點在 t=0.15 s時刻的運動情

10、況是在0～0.1 m之間的某一位置向平衡位置振動.所以滿足以上條件的波的圖像為A項. 11.(多選)一列簡諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸正方向傳播,波源位于坐標(biāo)原點O,t=0時開始振動,3 s時停止振動,3.5 s時的波形如圖所示,其中質(zhì)點a的平衡位置與O的距離為5.0 m.以下說法正確的是(　ABD　) A.波速為4 m/s B.波源起振方向沿y軸正方向 C.2.0 s～3.0 s內(nèi)質(zhì)點a沿y軸負方向運動 D.0～3.0 s內(nèi)質(zhì)點a通過的總路程為1.4 m 解析:由3 s時停止振動,3.5 s時的波形圖可知,在0.5 s時間內(nèi),波向前傳播了2 m,故波速為4 m/s,A項對;由波形

11、圖知,波長為4 m,周期為T==1 s,故此列波從起振到傳到a點需要的時間為1.25 s,故3.5 s時質(zhì)點a已經(jīng)振動了2.25 s,即2T,可知a點起振時,沿y軸正方向運動,B項對;因周期為1 s,故C項錯;0～3.0 s內(nèi)質(zhì)點a振動時間為1.75 s,故路程為1.75×4A=1.4 m,D項對. 12.(多選)如圖所示是一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,圖中質(zhì)點P正沿y軸正方向運動,此波的傳播速度為v=4 m/s,則(　ABD　) A.此波沿x軸正方向傳播 B.質(zhì)點P的振動周期為T=1.0 s C.x=1.0 m處的質(zhì)點做簡諧運動的表達式為y=5cos (4t) c

12、m D.x=1.0 m處的質(zhì)點在0～2.5 s內(nèi)通過的路程為50 cm 解析:因質(zhì)點P正沿y軸正方向運動,由“上下坡法”知波沿x軸正方向傳播,A正確;由題圖知波長為λ=4 m,由λ=vT知各質(zhì)點振動周期為T=1.0 s,B正確;由題圖知x=1.0 m處的質(zhì)點做簡諧運動的表達式為y=5cos (2πt) cm,C錯誤;t=2.5 s=2.5T,所以x=1.0 m處的質(zhì)點在0～2.5 s內(nèi)通過的路程為s=2.5×4A=50 cm,D正確. 13.(2019·湖南衡陽聯(lián)考)如圖所示為一列簡諧橫波在t=0時刻的圖像,此時質(zhì)點P的運動方向沿y軸負方向,且當(dāng)t=1.5 s時質(zhì)點P恰好第4次到達y軸正

13、方向最大位移處.求: (1)該簡諧橫波的波速v的大小和方向如何. (2)從t=0至t=1.2 s,質(zhì)點P運動的路程s是多少. 解析:(1)質(zhì)點P的運動方向沿y軸負方向,所以此波沿x軸負向傳播,在t=1.5 s時,質(zhì)點P恰好第4次到達y軸正方向最大位移處, 則有(3+)T=1.5 s, 解得T=0.4 s, 由圖像可得簡諧橫波的波長λ=0.4 m, 則波速v== m/s=1 m/s. (2)從t=0至t=1.2 s,質(zhì)點P恰經(jīng)過了3個周期,即質(zhì)點P回到始點,由于振幅A=5 cm,所以質(zhì)點P運動的路程s=3×4A=60 cm. 答案:見解析 14.如圖所示實線是一列簡諧橫波

14、在t1=0時刻的波形,虛線是這列波在t2=0.5 s時刻的波形.求: (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74 m/s,波速方向如何? 解析:(1)波向右傳播時,傳播距離Δx滿足 Δx=nλ+λ(n=0,1,2,3,…) v===2nλ+λ(n=0,1,2,3,…) 由波形圖知λ=8 m, 解得v=(16n+6) m/s(n=0,1,2,3,…). (2)波向左傳播時,傳播距離Δx′滿足 Δx′=nλ+λ(n=0,1,2,3,…) 由v′=得v′=(16n+10) m/s(n=0,1,2,3,…). (3)已知v=74 m/s. 令74=16n+6,得n=(不合題意) 令74=16n+10得n=4(符合題意). 故當(dāng)v=74 m/s時,波應(yīng)向左傳播. 答案:見解析 7