高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題51 機(jī)械波 橫波的圖象練含解析1

專題51 機(jī)械波 橫波的圖象（練）1一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T。在t= 0時(shí)的波形如圖所示，波上有P、Q兩點(diǎn)，其縱坐標(biāo)分別為，下列說(shuō)法正確的是_（選對(duì)一個(gè)給3分，選對(duì)兩個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分。每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分）、AP點(diǎn)的振動(dòng)形式傳到Q點(diǎn)需要T/2BP、Q在振動(dòng)過(guò)程中，位移的大小總相等C在5T/4內(nèi)，P點(diǎn)通過(guò)的路程為20cmD經(jīng)過(guò)3T/8，Q點(diǎn)回到平衡位置E在相等時(shí)間內(nèi)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程相等【答案】ABE【名師點(diǎn)睛】此題考查機(jī)械波的傳播問(wèn)題；要知道P、Q兩點(diǎn)平衡位置間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng)，振動(dòng)形式從P傳到Q需要半個(gè)周期，這兩點(diǎn)的振動(dòng)情況總是相反根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系，分析P、Q的位置，求解路程。2（多選）如圖所示，實(shí)線是沿軸負(fù)方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在時(shí)刻的波形圖，則下列說(shuō)法正確的是： （ ）A這列波的周期可能是0.3B這列波的波長(zhǎng)是12C=2處的質(zhì)點(diǎn)在0.6內(nèi)振動(dòng)的路程可能是40D時(shí)，=4處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸正方向【答案】BCD【名師點(diǎn)睛】本題給出兩個(gè)時(shí)刻的波形圖，讓從中獲取信息求解，關(guān)鍵是找出在0.2s內(nèi)波向x負(fù)方向傳播的可能的距離，然后討論可能的周期；此題題意新穎，有一定難度在解題是可以通過(guò)特殊點(diǎn)來(lái)確定，如平衡位置、波峰、波谷等。3分振幅為0.1m、波長(zhǎng)為2m的一列簡(jiǎn)諧正弦波，以1m/s的速率沿一條繃緊的足夠長(zhǎng)的水平弦從左向右傳播。t0時(shí)，弦的左端點(diǎn)P在平衡位置，且向下運(yùn)動(dòng)規(guī)定向上為正方向不考慮波的反射求（l）質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的周期寫出P的振動(dòng)方程；（2）t55s時(shí)，弦上與p相距125 m的質(zhì)點(diǎn)Q的位移。【答案】（1）2s ；y=-0.1sint m（2）【解析】 （1）質(zhì)點(diǎn)的周期為P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為：；解得：y=-0.1sint m（2）P點(diǎn)的振動(dòng)傳到Q所需要的時(shí)間為：Q振動(dòng)的時(shí)間為：t2=t-t1=425s則Q點(diǎn)的位移為：yQ=-0.1sint2 m解得：【名師點(diǎn)睛】此題考查了機(jī)械波的傳播問(wèn)題；解決本題時(shí)要明確質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期等于波的周期，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況相似，只是沿著波的傳播方向逐漸滯后。4在均勻介質(zhì)中，時(shí)刻振源O沿方向開始振動(dòng)，時(shí)x軸上0至范圍第一次出現(xiàn)圖示的簡(jiǎn)諧橫波波形，由此可以判斷：波的周期為s，處質(zhì)點(diǎn)在內(nèi)通過(guò)的路程為m?！敬鸢浮浚久麕燑c(diǎn)睛】本題關(guān)鍵抓住介質(zhì)中任何質(zhì)點(diǎn)的起振方向均與波源的起振方向相同，確定出已有波形的長(zhǎng)度，不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為波在傳播的距離為。5沿x軸正向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，波剛好傳到x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)t=0.2 s，x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰根據(jù)信息，試求:（1）簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度v和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T;（2）畫出平衡位置在x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)，以t=0時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象（至少畫一個(gè)周期）【答案】（1）10m/s；0.4 s ；（2）如解析圖所示；【解析】 （1）簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期（2）根據(jù)波形圖可知，t=0時(shí)刻，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，故振動(dòng)圖像如圖；【名師點(diǎn)睛】此題是機(jī)械波的傳播問(wèn)題；解題時(shí)要根據(jù)“經(jīng)過(guò)t=0.2 s，x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰”這以信息找到波傳播的距離，然后根據(jù)波速公式求解；根據(jù)t=0時(shí)刻，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況來(lái)確定此質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線1一列簡(jiǎn)諧橫波a，某時(shí)刻的波形如圖2甲所示。從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，波上質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像如圖乙所示。波a與另一列簡(jiǎn)諧橫波b相遇能發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則下列判斷正確的是： （ ）圖2A波a沿x軸負(fù)方向傳播 B波b的頻率為0.4 HzC從該時(shí)刻起，再經(jīng)過(guò)0.4 s質(zhì)點(diǎn)A通過(guò)的路程為40 cmD若波b遇到障礙物能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，則障礙物的尺寸一定比0.4 m大很多【答案】C【名師點(diǎn)睛】本題是振動(dòng)圖線與波形圖象的綜合應(yīng)用，要有把握兩種圖象聯(lián)系的能力，知道干涉和衍射的條件，熟練運(yùn)用波形的平移法判斷波的傳播方向2圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x=10m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x=40m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則： （ ）At=0.15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到負(fù)向最大B質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x=10sint （cm）C從t=0.10s到t=0.25s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6mD從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30m【答案】C【名師點(diǎn)睛】本題有一定的綜合性，考察了波動(dòng)和振動(dòng)圖象問(wèn)題，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)振動(dòng)情況來(lái)判定波的傳播方向，由振動(dòng)圖像判斷某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，再根據(jù)振動(dòng)方向來(lái)判斷波的傳播方向3如圖甲所示，在某介質(zhì)中波源A、B相距d=20cm，t=0時(shí)二者開始上下振動(dòng)，A只振動(dòng)了半個(gè)周期，B連續(xù)振動(dòng)，所形成的波的傳播速度均為v=10m/s，開始階段兩波源的振動(dòng)圖像如圖乙所示，求：（1）距A點(diǎn)1m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0到t=22s內(nèi)所經(jīng)過(guò)的路程；（2）在t=0到t=16s時(shí)間內(nèi)從A發(fā)出的半個(gè)波在前進(jìn)的過(guò)程中所遇到的波峰的個(gè)數(shù)【答案】（1）（2）6個(gè)波峰【解析】 （1）距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)在先經(jīng)過(guò)左邊的A波路程為：B波22秒傳播的距離為：，B波的波長(zhǎng)為：B波已經(jīng)傳播過(guò)距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)此點(diǎn)15個(gè)波長(zhǎng)，故此點(diǎn)又振動(dòng)的路程為：；距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)，在t=0到t=22s內(nèi)所經(jīng)過(guò)的路程：（2）16s內(nèi)兩列波相對(duì)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度為：，A波寬度為：，B波波長(zhǎng)為：，則，可知A波經(jīng)過(guò)了6個(gè)波峰【名師點(diǎn)睛】先求出距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)在先經(jīng)過(guò)左邊的A波路程，再求出B波22秒傳播的距離，從而求出B波在距A點(diǎn)1米處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)路程，兩者之和即為總路程波在t時(shí)間內(nèi)傳播的距離為，根據(jù)幾何關(guān)系求得16 s內(nèi)兩列波相對(duì)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度，結(jié)合兩波的長(zhǎng)度，求解4在均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為S ，如圖甲所示，振動(dòng)從質(zhì)點(diǎn)1開始向右傳播，質(zhì)點(diǎn)1開始運(yùn)動(dòng)的速度方向豎直向上，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第二次形成如圖所示的波形，這列波的周期為，這列波的傳播速度為。第34題圖甲【答案】 24s/t【名師點(diǎn)睛】本題容易犯的錯(cuò)誤就是認(rèn)為時(shí)間t= 25T，得到T=0.4t，是由于對(duì)機(jī)械波特點(diǎn)：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)起振方向與波源起振方向相同掌握不牢造成的5設(shè)B、C為兩列機(jī)械波的波源，它們?cè)谕N介質(zhì)中傳播，其振動(dòng)表達(dá)式分別為和，發(fā)出的波的傳播方向如圖中的虛線所示，末P點(diǎn)開始起振，它們傳到P點(diǎn)時(shí)相遇，試求：（1）這兩列波的波長(zhǎng)；（2）P點(diǎn)形成合振動(dòng)的振幅?！敬鸢浮浚?）；（2）【名師點(diǎn)睛】知道波源的振動(dòng)方程，可讀出波的角頻率，得到周期根據(jù)波的疊加原理分析質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)；兩列波到P點(diǎn)的波程差為半個(gè)波長(zhǎng)，且波源振動(dòng)反向，所以P點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，振幅等于兩列波振幅之和。1【2016·天津卷】（多選）在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其表達(dá)式為，它在介質(zhì)中形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻波剛好傳播到x=12 m處，波形圖象如圖所示，則： （ ）A此后再經(jīng)6 s該波傳播到x=24 m處BM點(diǎn)在此后第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向C波源開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向D此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y=3 m處所需時(shí)間是2 s【答案】AB【解析】波的周期T=4 s，波長(zhǎng)=8 m，波速，則再經(jīng)過(guò)6 s，波傳播的距離為x=vt=12 m，故該波傳到x=24 m處，選項(xiàng)A正確；M點(diǎn)在此時(shí)振動(dòng)方向向下，則第3 s末，即經(jīng)過(guò)了0.75T，該點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，選項(xiàng)B正確；因波傳到x=12 m處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向振動(dòng)，故波源開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)?amp;lt;=sin 45°，故M點(diǎn)第一次到達(dá)y=3 m位置時(shí)，振動(dòng)的時(shí)間小于=1 s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】此題考查了質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)及機(jī)械波的傳播；要知道質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一個(gè)周期，波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離；各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是重復(fù)波源的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在自己平衡位置附近上下振動(dòng)，而不隨波遷移；能根據(jù)波形圖及波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。2【2016·四川卷】（多選）簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距10 m的兩質(zhì)點(diǎn)，波先傳到P，當(dāng)波傳到Q開始計(jì)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示。則： （ ）A質(zhì)點(diǎn)Q開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向B該波從P傳到Q的時(shí)間可能為7 sC該波的傳播速度可能為2m/sD該波的波長(zhǎng)可能為6 m【答案】AD【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)振動(dòng)圖像及機(jī)械波傳播問(wèn)題的考查；首先要掌握已知振動(dòng)圖像判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的基本方法以及波速、波長(zhǎng)及周期的關(guān)系；此題中要考慮波形傳播的重復(fù)性及多解問(wèn)題，這是題目的難點(diǎn)所在3【2015·上海·2】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【答案】B【名師點(diǎn)睛】 本題考查波的衍射，意在考查考生對(duì)波的衍射現(xiàn)象的理解能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸也波長(zhǎng)小或差不多。要讓衍射明顯，要么增大波長(zhǎng)，要么減小障礙物的尺寸。4【2015·北京·15】周期為20s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖像如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波： （ ）A沿x軸正方向傳播，波速v=20m/s B沿x軸正方向傳播，波速v=10m/sC沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=20m/s D沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=10m/s【答案】B【解析】橫波的振動(dòng)方向與傳播方向垂直，已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，由同側(cè)法可知傳播方向右，而讀圖得波長(zhǎng)，則波速，故選項(xiàng)B正確。【規(guī)律總結(jié)】橫波的波動(dòng)與振動(dòng)的方向垂直，判斷方法有四種：同側(cè)法、帶動(dòng)法（特殊點(diǎn)法）、微平移法、口訣法（上坡下、下坡上）。5【2014·山東·38】一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播。以波源O為平衡位置開始振動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖所示，已知O、A的平衡位置相距0.9m，以下判斷正確的是。（雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)）a波長(zhǎng)為12m b波源起振方向沿y軸正方向c波速大小為0.4m/s d質(zhì)點(diǎn)A的動(dòng)能在時(shí)最大【答案】ab【方法技巧】本題重點(diǎn)在由振動(dòng)圖像知，波從O傳播到A需3s，故可求波速、波長(zhǎng)等；質(zhì)點(diǎn)起振的方向與振源起振的方向相同。- 10 -