2022年高三物理第一輪復(fù)習(xí) 限時規(guī)范專題練 7 振動與波動的綜合應(yīng)用

2022年高三物理第一輪復(fù)習(xí) 限時規(guī)范專題練 7 振動與波動的綜合應(yīng)用一、選擇題(本題共12小題，每小題6分，共72分)1. 在波的傳播方向上有A、B兩質(zhì)點，該兩質(zhì)點在振動過程中，相對平衡位置的位移始終相同，該兩質(zhì)點連線中點處的質(zhì)點為C，則()A. 該兩質(zhì)點間的距離一定等于一個波長B. 該兩質(zhì)點的振動方向總是相同C. 質(zhì)點C的振動方向一定和A的振動方向相反D. 當(dāng)質(zhì)點C處于波谷時，質(zhì)點A、B一定處于波峰解析： AB間的距離為波長的整數(shù)倍，A錯誤；兩質(zhì)點的振動完全相同，質(zhì)點C到A、B的距離可能為波長的整數(shù)倍，也可能為半波長的奇數(shù)倍，因此C、D錯誤。答案：B2. xx·黃岡模擬(多選)如圖所示，實線和虛線分別表示一列簡諧橫波在傳播方向上相距為3 m的兩點P和Q的振動圖象，若P點離波源比Q點近，則該波的波長可能為()A. mB. mC. m D. m解析：由兩質(zhì)點的振動圖線可知t0時質(zhì)點P位于波峰，Q位于平衡位置且向下振動，可得PQ間距x(n)(n0,1,2，)，x3 m，解得AB正確。答案：AB3. 一列橫波沿x軸傳播，圖甲為t0.5 s時的波動圖象，圖乙為介質(zhì)中質(zhì)點P的振動圖象。對該波的傳播方向和傳播速度說法正確的是 ( )A. 沿x方向傳播，波速為4.0 m/sB. 沿x方向傳播，波速為4.0 m/sC. 沿x方向傳播，波速為8.0 m/sD. 沿x方向傳播，波速為8.0 m/s解析：由圖乙知，在t0.5 s時P向上振動，再根據(jù)圖甲，由前一質(zhì)點帶動后一質(zhì)點運動的規(guī)律可得，該波沿x方向傳播，波速為v m/s4.0 m/s，選B。答案：B4. xx·河南開封一模(多選)在某一均勻介質(zhì)中由波源O發(fā)出的簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波形如圖，其波速為5 m/s，則下列說法正確的是 ( )A. 此時P、Q兩點運動方向相同B. 再經(jīng)過0.5 s質(zhì)點N剛好在(5 m,20 cm)位置C. 能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為3 HzD. 波的頻率與波源的振動頻率無關(guān)解析： 應(yīng)用P、Q兩點關(guān)于波源O對稱，此時P、Q兩點運動方向相同，選項A正確；該波波長為2 m，周期為0.4 s，再經(jīng)過0.5 s質(zhì)點N剛好在(5 m,20 cm)位置，選項B正確；根據(jù)波發(fā)生干涉的條件，能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為2.5 Hz，選項C錯誤；波的頻率與波源的振動頻率相同，選項D錯誤。答案：AB5. 下圖甲是一列簡諧橫波在t1.25 s時的波形圖，已知c位置的質(zhì)點比a位置的晚0.5 s起振，則圖乙所示振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點可能位于()A. a<x<b B. b<x<cC. c<x<d D. d<x<e解析：質(zhì)點a、c間距為半個波長，而c比a晚0.5 s起振，說明該波向x軸正方向傳播，周期為1 s。由圖乙可知，t1.25 s時刻該質(zhì)點位于橫軸上方，且向下振動，D正確。答案：D6. xx·唐山模擬一列周期為T的簡諧波在介質(zhì)中沿x軸傳播，圖甲為該波在某一時刻的波形圖，此時振動還只發(fā)生在O、M之間；A、B、C是介質(zhì)中的三個質(zhì)點，此時，A在波峰，C在波谷，B在AC間，且B的速度方向為y軸負方向，若以C點開始振動時作為計時起點，則A點的振動圖象是圖乙中的()圖乙解析：由圖象可知，波沿x軸負向傳播，由圖甲可知此時O點的振動方向向上，A、C兩點平衡位置間距為/2，所以從C點開始振動經(jīng)T/2時間后A點從平衡位置向上振動，選項B正確。答案：B7. xx·河南鄭州模擬一列簡諧橫波，A為振源，在B點剛開始振動時的圖象如圖所示。圖中數(shù)據(jù)單位都是m，已知波的傳播速度為10 m/s，下列說法正確的是( )A. 振源A開始振動時的速度方向向下B. 從振源A開始振動到形成如圖所示波形，經(jīng)過時間為1.6 sC. 此后再經(jīng)過0.2 s，振源A到達波峰D. 從M點開始振動到如圖所示時刻，M通過的路程為1.0 m解析： 波向右傳播，則B點向上起振，振源A的起振方向向上，A項錯誤；波由A點傳到B點，需要時間t s1.6 s，B項正確；由題圖可知，波長為6 m，所以周期T/v0.6 s，圖示時刻振源A正向下運動，但還沒到波谷位置，所以要到達波峰需要的時間大于半個周期，即大于0.3 s，C項錯誤；由圖可知，M、B兩點相距兩個波長，即此時M點已振動了兩個周期，M點通過的路程應(yīng)為8A0.8 m，D項錯誤。答案：B8. (多選)質(zhì)點O振動形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t時刻的波形圖如圖甲所示，當(dāng)波傳到x3 m處的質(zhì)點P時開始計時，質(zhì)點P的振動圖象如圖乙所示，則()A. 該波的頻率為25 HzB. 該波的傳播速度為2 m/sC. 質(zhì)點O開始振動時沿y軸正方向D. 從t時刻起，經(jīng)過0.015 s，質(zhì)點P將回到平衡位置解析：根據(jù)題圖可知，該波的波長8 m，周期T0.04 s，所以波速v/T200 m/s，頻率f1/T25 Hz，選項A正確，B錯誤；根據(jù)甲圖， t時刻機械波剛好傳播到x8 m處的質(zhì)點，已知機械波沿x軸正方向傳播，該質(zhì)點的起振方向為y軸負方向，這與波源的起振方向相同，所以質(zhì)點O開始振動時沿y軸負方向，也可利用乙圖看出質(zhì)點P的起振方向沿y軸負方向，選項C錯誤；經(jīng)過0.015 s波傳播的距離為x200×0.015 m3 m，從t時刻起經(jīng)過0.015 s質(zhì)點P左側(cè)距離質(zhì)點P 3 m遠的質(zhì)點O的振動情況傳到P點，即P點回到平衡位置，選項D正確。答案：AD9. (多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時刻的波形如圖中實線所示，t0.1 s時刻的波形如圖中的虛線所示。波源不在坐標(biāo)原點O，P是傳播介質(zhì)中離坐標(biāo)原點2.5 m處的一個質(zhì)點。則以下說法正確的是()A. 波的頻率可能為7.5 HzB. 波的傳播速度可能為50 m/sC. 質(zhì)點P的振幅為0.1 mD. 在t0.1 s時刻與P相距5 m處的質(zhì)點也一定向上振動解析：從題圖中可以看出從實線傳播到虛線的時間為t(n)T(n0、1、2、)，波的頻率為f Hz2.5(4n1) Hz(n0、1、2、)，A錯誤；從圖中得出波長為4 m，波的傳播速度為vf10(4n1) m/s(n0,1,2，)，當(dāng)n1時，v50 m/s，B正確；從圖中可以看出質(zhì)點P的振幅為0.1 m, C正確；從圖中可知t0.1 s時，質(zhì)點P向上振動，與P相距5 m的質(zhì)點與質(zhì)點P相距1個波長，若該質(zhì)點在P點左側(cè)，它正在向下振動，若該質(zhì)點在P點右側(cè)，它正在向上振動，D錯誤。答案：BC10xx·山東高考(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播。以波源O由平衡位置開始振動為計時零點，質(zhì)點A的振動圖象如圖所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m。以下判斷正確的是()A. 波長為1.2 m B. 波源起振方向沿y軸正方向C. 波速大小為0.4 m/s D. 質(zhì)點A的動能在t4 s時最大解析：由圖可知波源起振后3 s質(zhì)點A開始振動，故波速大小v0.3 m/s，C錯誤；由圖知波的周期即質(zhì)點A的振動周期T4 s，故該波的波長vT1.2 m，A正確；因介質(zhì)中各質(zhì)點的起振方向與波源的起振方向相同，故由圖知B正確；由圖知t4 s時質(zhì)點A處于正向最大位移處，此時質(zhì)點A的速度為零、動能為零，故D錯誤。答案：AB11. 如圖所示，1,2,310各點之間的距離均是1 m。當(dāng)t0時，點1開始向上振動，t0.1 s時點1第一次到達平衡位置上方最大位移處，而振動向右傳播至點3，則以下結(jié)論正確的是()A. 波的頻率是2.5 Hz，波的傳播速度是30 m/s B. t0.2 s時，點3位于平衡位置下方最大位移處C. t0.45 s時波恰好傳播到點10D. 波傳播到點10時，點1的位移大小正好是振幅的一半解析： t0時，點1開始向上振動，t0.1 s時點1第一次到達平衡位置上方最大位移處，可知質(zhì)點的振動周期是0.4 s，頻率是2.5 Hz。0.1 s內(nèi)振動向右傳播至點3，而一個周期內(nèi)波向前傳播一個波長，可知波長是8 m，由vf可得波速是20 m/s，A項錯誤；t0.1 s時振動向右傳播至點3，點3開始向上振動，經(jīng)過0.1 s位于平衡位置上方最大位移處，B項錯誤；由t，可得t0.45 s時波恰好傳播到點10，C項正確；t0.45 s內(nèi)，點1振動1個周期，此時點1的位移大小是A，D項錯誤。答案：C12. xx·四川高考如圖所示，甲為t1 s時某橫波的波形圖象，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點的振動圖象，距該質(zhì)點x0.5 m處質(zhì)點的振動圖象可能是()解析：由甲、乙兩圖可以看出，該橫波的波長為2 m，周期為2 s，則波傳播到距離該質(zhì)點0.5 m的質(zhì)點時間間隔為0.5 s，即周期，只需要把圖乙向前或向后平移周期，就可以得到質(zhì)點的可能圖象。故選A。答案：A二、非選擇題(本題共2小題，共28分)13. (10分)如圖為某一簡諧橫波在t0時刻的波形圖，此時質(zhì)點a振動方向沿y軸正方向。從這一時刻開始，質(zhì)點a、b、c中第一次最先回到平衡位置的是_，若t0.02 s時，質(zhì)點c第一次到達波谷處，從此時刻起開始計時，c點的振動方程為_cm。解析：由t0時刻質(zhì)點a振動方向沿y軸正方向可知，該波沿x軸正方向傳播，故質(zhì)點b向y軸負方向振動、質(zhì)點c也向y軸負方向振動，a、b、c中第一次最先回到平衡位置的是c；由t0.02 s時，質(zhì)點c第一次到達波谷處可知振動周期T0.04 s，又A8 cm，初相位0，所以c點的振動方程為y8sin(50t) cm。答案：cy8sin(50t)14. (18分)如圖所示是某時刻一列橫波上A、B兩質(zhì)點的振動圖象，該波由A傳向B，兩質(zhì)點沿波的傳播方向上的距離x6 m，波長大于4.0 m，求：(1)再經(jīng)過0.7 s，質(zhì)點A通過的路程；(2)這列波的波速。解析：(1)由振動圖象可知，質(zhì)點振動周期T0.4 s，振幅A0.05 m通過的路程為x×4A0.35 m(2)取t0時刻分析，質(zhì)點A經(jīng)平衡位置向上振動，質(zhì)點B處于波谷，設(shè)波長為，則xn(n0,1,2,3，)，所以該波波長為因為有>4.0 m的條件，所以取n0,1當(dāng)n0時，124 m，波速v160 m/s當(dāng)n1時，24.8 m，v212 m/s。答案：(1)0.35 m(2)見解析