2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)45 機(jī)械波新人教版選修3-4

課時(shí)作業(yè)45機(jī)械波時(shí)間：45分鐘1(多選)下列說法正確的是(BCD)A海豚有完善的聲吶系統(tǒng)，海豚發(fā)出的聲波比無線電波傳播的速度快，方向性好B蝙蝠利用超聲脈沖導(dǎo)航，當(dāng)它飛向某一墻壁時(shí)，接收到的脈沖頻率大于它發(fā)出的頻率C聲波擊碎玻璃杯的實(shí)驗(yàn)原理是共振D頻率相同，相位差恒定的兩列波能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉解析：海豚有完善的聲吶系統(tǒng)，海豚的聲吶系統(tǒng)發(fā)出的是超聲波，故A錯(cuò)誤；蝙蝠利用超聲脈沖導(dǎo)航，當(dāng)蝙蝠飛向某一墻壁時(shí)，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，它接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于它發(fā)出的頻率，故B正確；當(dāng)聲波的頻率等于玻璃杯的固有頻率時(shí)，玻璃杯震蕩最劇烈，最容易被擊碎，即聲波擊碎玻璃杯的實(shí)驗(yàn)原理是共振，故C正確；根據(jù)干涉產(chǎn)生的條件可知，頻率相同、相位差恒定的兩列波能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉，故D正確2(多選)B超成像的基本原理就是向人體發(fā)射一組超聲波，其遇到人體組織會(huì)產(chǎn)生不同程度的反射(類似回聲)，通過探頭發(fā)送和接收超聲波信號(hào)，經(jīng)過電子電路和計(jì)算機(jī)的處理，形成了我們今天的B超圖象(如圖甲所示)圖乙為儀器檢測(cè)到發(fā)送和接收的超聲波圖象，其中實(shí)線為沿x軸正方向發(fā)送的超聲波，虛線為一段時(shí)間后遇到人體組織后沿x軸負(fù)方向返回的超聲波已知超聲波在人體內(nèi)傳播速度約為1 500 m/s，下列說法正確的是(AC)A根據(jù)題意可知此超聲波的頻率約為1.25×105 HzB圖乙中質(zhì)點(diǎn)A在此后的1 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為1 500 mC圖乙中質(zhì)點(diǎn)B此時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)D圖乙中質(zhì)點(diǎn)A、B加速度大小相等，方向相反解析：由圖象可知該超聲波的波長(zhǎng)為12 mm，波速為1 500 m/s，T，可得f1.25×105 Hz，T8×106 s，故A選項(xiàng)正確；質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的路程s×4A2 000 m，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；虛線為沿x軸負(fù)方向返回的超聲波，可知質(zhì)點(diǎn)B此時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故C選項(xiàng)正確；圖乙中質(zhì)點(diǎn)A、B加速度大小相等，方向相同，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤3(多選)均勻介質(zhì)中相距為a的兩個(gè)波源S1和S2，振動(dòng)頻率均為f，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿其連線相向傳播，振幅為A，波速為v.O為S1S2的中點(diǎn)，如圖所示已知兩波源的振動(dòng)方向和初始相位均相同下列說法正確的是(ACE)A質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)頻率為fB質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)頻率為2fC質(zhì)點(diǎn)O的振幅為2AD只要不滿足an(n1,2,3)，質(zhì)點(diǎn)O的振幅就一定小于2AE質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)可能與波源S1、S2不同步解析：S1和S2的振動(dòng)在O點(diǎn)疊加，路程差x1x20，所以O(shè)點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，即振幅為2A，頻率仍為f，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤；只有到波源的距離等于波長(zhǎng)整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)才與波源同步，所以質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)可能與波源S1、S2不同步，故E正確4(多選)波源S在t0時(shí)刻從平衡位置開始向上振動(dòng)，形成向左、右兩側(cè)傳播的簡(jiǎn)諧橫波a、b、c和a、b、c是沿波傳播方向上的間距為2 m的6個(gè)質(zhì)點(diǎn)，SaSa2 m，t0時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)均處于平衡位置，如圖所示已知波的傳播速度為4 m/s，當(dāng)t0.25 s時(shí)波源S第一次達(dá)最高點(diǎn)，則下列說法正確的是(BCD)At5.25 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)b處于波谷Bt1.35 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度正在增大C波傳到c質(zhì)點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c開始向上振動(dòng)D任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a與質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)狀態(tài)完全相同E若接收器向距它20 m的波源S勻速遠(yuǎn)離，接收器接收到的頻率將大于1 Hz解析：當(dāng)t0.25 s時(shí)波源S第一次達(dá)最高點(diǎn)，波源S振動(dòng)了周期，波的周期為T4×0.25 s1 s，波傳到b質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為t s1 s，則T5.25 s時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了4.25 s4T，又波源的起振方向向上，則t5.25 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)b處于波峰位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；波傳到a質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間是0.5 s，則t1.35 s時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了0.85 sTT，又a質(zhì)點(diǎn)初始時(shí)由平衡位置向上振動(dòng)，則知t1.35 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a在波谷與平衡位置之間向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度正在增大，選項(xiàng)B正確；因波源S起振方向向上，則當(dāng)波傳到c質(zhì)點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)方向向上，選項(xiàng)C正確；因質(zhì)點(diǎn)a與質(zhì)點(diǎn)a與波源距離相同，則任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a與質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)狀態(tài)完全相同，選項(xiàng)D正確；波的頻率為1 Hz，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，若接收器向距它20 m的波源S勻速遠(yuǎn)離，則接收器接收到的頻率將小于1 Hz，選項(xiàng)E錯(cuò)誤5(多選)如圖甲所示，在水平面內(nèi)，有三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c分別位于直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，已知ab6 m，ac8 m在t10時(shí)刻a、b同時(shí)開始振動(dòng)，振動(dòng)圖象均如圖乙所示，所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播，在t24 s時(shí)c點(diǎn)開始振動(dòng)(ABC)A該機(jī)械波的傳播速度大小為2 m/sB該列波的波長(zhǎng)是2 mC兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)D兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)減弱E兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)先加強(qiáng)后減弱解析：a點(diǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械波最先到達(dá)c點(diǎn)，則根據(jù)關(guān)系式v可知波速v2 m/s，選項(xiàng)A正確；由于v，則vT2 m/s×1 s2 m，選項(xiàng)B正確；a波比b波早到達(dá)c點(diǎn)的時(shí)間t1 s，即兩列波到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，使c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，產(chǎn)生共振，由于兩列機(jī)械波頻率相同相干涉，故c總是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D、E錯(cuò)誤6(多選)圖(a)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x4.0 m處的質(zhì)點(diǎn)；圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，下列說法正確的是(BCE)A波向左傳播B波速為40 m/sCt0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D從t0到t0.05 s，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為20 cmE從t0到t0.25 s，質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程為50 cm解析：由(a)和(b)兩圖可知，波向右傳播，A項(xiàng)錯(cuò)誤由(a)圖可知波長(zhǎng)8 m，由(b)圖可知周期T0.2 s，則波速v40 m/s，B項(xiàng)正確由于t0.10 s，則t0.10 s時(shí)P處在波谷與平衡位置之間且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確從t0到t0.05 s的這內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程小于20 cm，D項(xiàng)錯(cuò)誤.0.25 s1T，則從t0到t0.25 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程為5A5×10 cm50 cm，E項(xiàng)正確7如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的圖象此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，且當(dāng)t0.55 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處問：(1)該簡(jiǎn)諧橫波的波速v的大小和方向如何？(2)從t0至t1.2 s，質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程L是多少？(3)當(dāng)t1.2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q相對(duì)于平衡位置的位移s的大小是多少？解析：(1)此波沿x軸負(fù)向傳播；在t10到t20.55 s這段時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)P恰好第3次到達(dá)y正方向最大位移處，則有T0.55 s，解得T0.2 s簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為0.4 m，則波速v2 m/s；(2)在t10至t31.2 s這段時(shí)間里，質(zhì)點(diǎn)Q恰經(jīng)過了6個(gè)周期，即質(zhì)點(diǎn)Q回到始點(diǎn)，由于振幅A5 cm，所以質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程為L(zhǎng)4A×64×5×6 cm120 cm；(3)質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過6個(gè)周期后恰好回到始點(diǎn)，則相對(duì)于平衡位置的位移為s2.5 cm.答案：(1)2 m/s，沿x軸負(fù)向傳播(2)120 cm(3)2.5 cm8(2019·山東聊城一模)(多選)某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播，圖甲是t1 s時(shí)的波形，圖乙是介質(zhì)中x2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則下列說法正確的是(BDE)A波沿x軸正向傳播，波速為1 m/sBt2 s時(shí)，x2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向?yàn)閥軸負(fù)向Cx1 m處質(zhì)點(diǎn)和x2 m處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總相同D在1 s的時(shí)間內(nèi)，波動(dòng)圖象上任意質(zhì)點(diǎn)通過的路程都是10 cmE在t1 s到t2 s的時(shí)間內(nèi)，x0.5 m處質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度先增大后減小解析：由甲圖知，波長(zhǎng)2 m，由乙圖知，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T2 s，則波速為v1 m/s，由乙圖知，t1 s時(shí)刻，x2 m處質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)甲圖可知，該波沿x軸負(fù)方向傳播，故A錯(cuò)誤；由乙圖知，t2 s時(shí)刻，x2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向?yàn)閥軸負(fù)向，故B正確；因t1 s，則在x1 m處質(zhì)點(diǎn)和x2 m處質(zhì)點(diǎn)相距半個(gè)波長(zhǎng)，振動(dòng)步調(diào)總相反，故C錯(cuò)誤；1 s的時(shí)間內(nèi)，波的圖象上任意質(zhì)點(diǎn)通過的路程都是兩個(gè)振幅，為10 cm，故D正確；在t1 s到t2 s經(jīng)歷的時(shí)間為t1 s，t1 s時(shí)刻x0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)位于波峰，則在t1 s到t2 s的時(shí)間內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)的速度先增大后減小，故E正確9(2019·四川成都一診)(多選)兩波源分別位于x0和x20 cm處，從t0時(shí)刻起兩波源開始振動(dòng)，形成沿x軸相向傳播的簡(jiǎn)諧橫波和，如圖所示為t0.04 s時(shí)刻兩列波的圖象已知兩波的振幅分別為A12 cm，A23 cm，質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置在x1 cm處，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置在x18 cm處下列說法中正確的是(BCE)A兩列波的波源起振方向相同B和兩列波的波長(zhǎng)之比為12Ct0.05 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(18 cm，3 cm)D和兩列波將在t0.1 s時(shí)相遇，之后疊加形成穩(wěn)定的干涉圖樣Et0.12 s時(shí)，x10 cm處的質(zhì)點(diǎn)位移為零解析：由圖可知，簡(jiǎn)諧橫波的起振方向沿y軸負(fù)方向，簡(jiǎn)諧橫波的起振方向沿y軸正方向，而波源的起振方向與波前質(zhì)點(diǎn)的起振方向相同，故A錯(cuò)誤；由圖可知簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為2 cm，簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為4 cm，則和兩列波的波長(zhǎng)之比為12，故B正確；由圖可知，t0.05 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P處在平衡位置且正向下振動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)Q處在負(fù)向位移最大處，同時(shí)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，則質(zhì)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(18 cm，3 cm)，故C正確；兩列波的波長(zhǎng)不相等，波速相等，所以兩列波的頻率不相等，無法形成穩(wěn)定的干涉圖樣，故D錯(cuò)誤；由波的圖象和波的平移法可知t0.12 s時(shí)，簡(jiǎn)諧橫波在x10 cm處的質(zhì)點(diǎn)處在平衡位置，簡(jiǎn)諧橫波在x10 cm處的質(zhì)點(diǎn)也處在平衡位置，所以此處的質(zhì)點(diǎn)位移為零，故E正確10(2019·河南濮陽一模)如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，P為傳播方向上一質(zhì)點(diǎn)，圖象為t0時(shí)刻的波形，此時(shí)P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為 cm.若經(jīng)過時(shí)間t0.1 s，P點(diǎn)首次到達(dá)波峰求：(1)波的傳播速度v；(2)從t0時(shí)刻起，再經(jīng)過t0.5 s質(zhì)點(diǎn)P的位置坐標(biāo)和在這段時(shí)間內(nèi)P運(yùn)動(dòng)的路程解析：(1)根據(jù)波形可知：1 m，質(zhì)點(diǎn)振幅A2 cm由圖象可知，波動(dòng)方程為y0.02sin2x(m)，將P點(diǎn)縱坐標(biāo)代入，結(jié)合圖象解得P點(diǎn)的坐標(biāo)為由于經(jīng)過時(shí)間t0.1 s，P點(diǎn)首次到達(dá)波峰，即P點(diǎn)左側(cè)相鄰的波峰傳播到P點(diǎn)，距離等于x m m波的傳播速度v代入數(shù)據(jù)可得v1.25 m/s(2)波的傳播方向上任意質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期T代入數(shù)據(jù)可得T0.8 s假設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在此過程中振動(dòng)了n個(gè)周期，則tnT代入數(shù)據(jù)可得nt0時(shí)刻P向上振動(dòng)，t0.5 s時(shí)P點(diǎn)首次到達(dá)波谷位置，所以質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程s(2)2A(6) cm此時(shí)P在波谷位置，所以P點(diǎn)坐標(biāo)為.答案：(1)1.25 m/s(2)(6) cm11有兩列簡(jiǎn)諧橫波a、b在同一介質(zhì)中分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播兩列波在t0時(shí)刻的波形如圖所示，已知a波的周期Ta1 s.(1)求兩列波的傳播速度大小；(2)從t0時(shí)刻開始，最短經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間平衡位置在x1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為0.16 m?解析：(1)由題圖可知a、b兩列波的波長(zhǎng)分別為a2.5 m，b4.0 m，兩列波在同種介質(zhì)中的傳播速度相同，為v2.5 m/s(2)a波的波峰傳播到x1.0 m處經(jīng)歷的時(shí)間ta(m0,1,2，)b波的波峰傳播到x1.0 m處經(jīng)歷的時(shí)間tb，x1.5 m，(n0,1,2，)又tatbt聯(lián)立解得5m8n1分析知，當(dāng)m5、n3時(shí)，x1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為0.16 m，經(jīng)過時(shí)間最短將m5代入t，解得t5.4 s答案：(1)2.5 m/s(2)5.4 s8