三年高考两年模拟高考物理新课标一轮复习习题：第13章第2讲机械波含答案
高考物理一轮总复习专题训练 机械波(含解析)
第2讲机械波1．图1－2－14(1)同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图1－2－14所示，以下说法正确的是________.A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线(2)一列简谐横波沿x负方向传播，速度为10 m/s，已知t＝0时刻的波形图如图1－2－15甲所示．图中P点此时正经过平衡位置沿________方向运动，将t＝0.5 s时的波形图画在图1－2－15乙上(至少要画一个半波长)．图1－2－15解析：(1)因声波的波速在水中较空气中快，而波的频率等于振源的振动频率，则声波在水和空气中传播的频率相同，再由v＝λf知，声波在水中传播的波长长．答案：(1)A (2)y轴正如右图2．(1)如图1－2－16所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则f1、f2与f的关系为________．图1－2－16(2)如图1－2－17所示，横波1沿BP 方向传播，B 点的振动图象如图1－2－18甲所示；横波2沿CP 方向传播，C 点的振动图象如图1－2－18乙所示．P 与B 相距40 cm ，P 与C 相距50 cm ，波速都为20 cm/s.两横波在P 处相遇，两横波振动方向相同，P 点振幅为________ cm.图1－2－17图1－2－18解析：(1)声源靠近A 处的人，由多普勒效应知，他接收到的频率变大，即f 1＞f ；相反，声源远离B 处的人，则他接收到的频率变小，即f 2＜f .(2)Δl ＝PC －PB ＝50 cm －40 cm ＝10 cm ，由题图可知T ＝1 s ，λ＝vT ＝20 cm ，所以Δl ＝λ2，但是由两波源的振动图象知，两波源振动情况相反．所以P 点应为加强点，所以P 点的振幅A ＝A 1＋A 2＝30 cm ＋40 cm ＝70 cm.答案：(1)f 1＞f ，f 2＜f (2)703．(1)如图1－2－19所示，是用a 、b 两束不同频率的光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上用照相底片感光得到的干涉图样，其中图甲是用a 光照射时形成的，图乙是用b 光照射时形成的．则关于a 、b 两束光，下述正确的是( )图1－2－19A ．a 光的波长比b 光短，频率比b 光高B ．b 光的波长比a 光短，频率比a 光高C ．b 光比a 光衍射现象更明显D ．a 光比b 光衍射现象更明显(2)在均匀介质中，各质点的平衡位置均在同一直线上，图中正方形方格的边长均为1.5 cm.波源在坐标原点处，t ＝0时波源开始向y 轴负方向振动，如图1－2－20为t ＝0时刻的波动图象，经过0.24 s 时间第三次形成如图所示波形，则此波的周期T 和波速v 分别为多大？图1－2－20解析：(1)b 光的干涉条纹间距比a 光小，由Δx ＝L dλ可知b 光的波长比a 光短，频率比a 光高，选项A 错误；选项B 正确；波长越长，衍射现象越明显，选项C 错误；选项D 正确．(2)又t ＝0时波源开始向y 轴负方向振动，经过0.24 s 时间第三次形成如图所示波形，所以t ＝3T ，T ＝0.24/3 s ＝0.08 s ．图中正方形方格的边长均为1.5 cm ，波长为λ＝8×1.5 cm，所以波速v ＝λ/T ＝1.5 m/s.答案：(1)BD (2)0.08 s 1.5 m/s 4.图1－2－21如图1－2－21所示为一列简谐波在t 1＝0时刻的图象．此时波中质点M 的运动方向沿y 轴负方向，且t 2＝0.55 s 时质点M 恰好第3次到达y 轴正方向最大位移处．试求：(1)此波沿什么方向传播？(2)波速是多大？(3)从t 1＝0至t 3＝1.2 s ，质点N 运动的路程和t 3时刻相对于平衡位置的位移分别是多少？ 解析：(1)此波沿x 轴负方向传播．(2)在t 1＝0到t 2＝0.55 s 这段时间时，质点M 恰好第3次到达沿y 轴正方向的最大位移处，则有：(2＋34)T ＝0.55 s ，得T ＝0.2 s. 由图象得简谐波的波长为λ＝0.4 m ，则波速v ＝λT＝2 m/s. (3)在t 1＝0至t 3＝1.2 s 这段时间，波中质点N 经过了6个周期，即质点N 回到始点，所以走过的路程为s ＝6×5×4 cm＝120 cm.相对于平衡位置的位移为2.5 cm.答案：(1)沿x 轴负方向 (2)2 m/s (3)120 cm 2.5 cm5．振幅A ＝2 cm ，f ＝50 Hz 的横波沿x 正方向传播，波源在坐标原点O 处，从t ＝0开始振动，已知在t ＝0.5 s 末，此波传到距波源O 为x ＝10 m 处的P 点，并且P 点向－y 方向开始振动．求：(1)该波的波速、波长．(2)画出t 1＝0.4 s 末的波形图．(3)画出距波源O 为x 2＝5 m 处Q 点的振动图象．解析：(1)周期T ＝1/f ＝0.02 s波速v ＝x /t ＝20 m/s波长λ＝vT ＝0.4 m.(2)t 1＝0.4 s 末，波传到距波源x 1＝vt 1＝8 m 处，由于各点开始振动的方向相同，故该点也开始由平衡位置向－y 方向振动．由于x 1＝20λ，故该时刻波源O 刚好过平衡位置向－y 方向振动．则t 1＝0.4 s 末的波形图如上图所示．(3)波传到Q 点需用时间t ＝x 2/v ＝0.25 sQ 点做简谐运动的周期T ＝0.02 s ，开始振动的方向也为－y 方向，故画出如图所示的距波源O 为x 2＝5 m 处Q 点的振动如下图所示．答案：(1)20 m/s 0.4 m (2)见解析 (3)6．图1－2－22如图1－2－22所示，甲为某一列简谐波t ＝t 0时刻的图象，乙是这列波上P 点从这一时刻起的振动图象，试讨论：(1)波的传播方向；并求其波速．(2)画出经过2.3 s 后波的图象，并求0～2.3 s 内P 质点的位移和路程．解析：(1)根据振动图象可以判断P 质点在t ＝t 0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，由此可确定波沿x 轴正向传播．由t ＝t 0时该波的图象可知λ＝2.0 m ，根据v ＝λf ，波传播的频率与波源振动频率相同，而波源振动的频率与介质中各质点振动频率相同，由P 质点的振动图象可知，f ＝1T ＝10.4Hz ＝2.5 Hz ，所以v ＝2.0×2.5 m/s＝5.0 m/s. (2)由于T ＝0.4 s ，所以2.3 s ＝534T ，波形重复5次再沿x 轴推进34个波长，经过2.3 s 后波的图象如下图所示，P 质点的位移为10 cm ，路程s ＝4A ×5＋3A ＝23A ＝2.3 m.答案：(1)沿x 轴正向 5.0 m/s(2) 10 cm 2.3 m1. 如图1－2－23所示，O 是波源，a 、b 、c 、d 是波传播方向上各质点的平衡位置，且Oa ＝ab＝bc ＝cd ＝0.6 m ，开始各质点均静止在平衡位置，t ＝0时波源O 开始向上做简谐运动，振幅是0.02 m ，波沿Ox 方向传播，波长是1.6 m ，当波源O 点振动了一段时间t 1，其经过的路程是0.1 m ，在t 1时刻，各质点运动的方向是(填向上、向下或未振动)a 质点________，b 质点________，c 质点________，d 质点________．图1－2－23解析：O 点在t 1时间的路程是0.1 m ＝5.0 A ，因质点每个周期振动4A ，所以t 1＝5.0A 4A＝ 1.25 T ，此时O 点位于正最大位移处，对应图形如图所示．可以判断a 质点向上振，b 质点向下振，c 质点向上振，d 质点此时刻未振动，速度为零．答案：向上 向下 向上 未振动2．(1)摆长为L 的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t ＝0)，当运动至t ＝3π2L g时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象为下图中的( )(2)图1－2－24为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t ＝0时刻的波形图，虚线为t ＝0.6 s 时的波形图，波的周期T >0.6 s ，则( )图1－2－24A ．波的周期为2.4 sB ．在t ＝0.9 s 时，P 点沿y 轴正方向运动C ．经过0.4 s ，P 点经过的路程为4 mD ．在t ＝0.5 s 时，Q 点到达波峰位置解析：(1)单摆的摆长为L ，其做简谐运动的周期T ＝2π L g ，从t ＝0到t ＝3π2 L g 时，运动的时间为34T ，此时摆球具有负向最大速度，即摆球正在平衡位置向负方向运动，显然，34T 前摆球应在负向最大位移处，即摆球在负向最大位移处开始计时的，单摆的振动图象应为D.(2)从两时刻的波形图可以看出，在Δt ＝0.6 s 时间内，波传播的距离Δx ＝3λ4＝6 m ，故传播时间Δt ＝3T 4＝0.6 s ，周期T ＝0.8 s ，A 项错误；同时可求波速为10 m/s ；t ＝0时刻P 点向y 轴负方向振动，经过Δt ＝0.9 s ＝118T ，P 点正向y 轴负方向振动，B 项错误；经过t ＝0.4 s ，即半个周期，P 点经过的路程为2A ＝0.4 m ，C 项错误；经过t ＝0.5 s ，波向x 轴负方向平移Δx ＝vt ＝5 m ，可知Q 点处于波峰，D 项正确．答案：(1)D (2)D3．如图1－2－25所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A 、B 、C 、D …为绳上等间隔的点，点间间隔为50 cm.现用手拉着绳子的端点A 使其上下振动，若A 点开始向上振动，经0.1 s 第一次达到最大位移时，C 点恰好开始振动．则：图1－2－25(1)绳子形成的向右传播的横波速度为多大？(2)从A 开始振动，经多长时间J 点第一次向下达到最大位移？解析：(1)v ＝Δx t ＝10.1m/s ＝10 m/s. (2)波传播到J 点的时间为：t 1＝Δx v ＝9×0.510s ＝0.45 s ， J 点第一次向下达到最大位移时，振动了34个周期．t 2＝34T ＝34×0.4 s＝0.3 s ，t 2＝t 1＋t 2＝0.75 s.答案：(1)10 m/s (2)0.75 s 4.图1－2－26在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L ，如图1－2－26(a)所示．一列横波沿该直到向右传播，t ＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt 第一次出现如图(b)所示的波形．则该波：(1)波长为多少？(2)质点振动的周期为多少？解析：由图可知该波的波长为8L ，由波的传播方向可推知质点9在Δt 时刻的振动方向向上，而t ＝0时刻波刚传到质点1时其振动方向是向下的，由此可见质点9并非是Δt 时刻波的前沿，由题意知(b)所示是经Δt 时间第一次出现的波形，可知Δt 时刻在质点9的右侧还应有半个波长的波形未画出来，即经Δt 波应从质点1传播到质点13.(未画出)传播的距离Δx ＝1.5λ＝12L ，故波速v ＝Δx Δt ＝12L Δt ，波的周期T ＝λv ＝8L 12L Δt＝2Δt 3. 答案：(1)8L (2)2Δt 35． 如图1－2－27为一列横波某时刻的波形图，已知该波沿＋x 方向连续传播，传播速度为2 m/s.(1)求波上质点P 的振动周期并画出从该时刻计时开始的振动图象．(2)如图1－2－28所示，在探究共振现象的实验中发现：当作用在装置上MN 间的驱动力的频率与上述横波的频率相同时，MN 间五个单摆中D 摆恰好发生共振．现测得D 摆摆线长l ＝99.6 cm.摆球的直径d ＝0.8 cm ，求当地重力加速度g .(结果取2位有效数字)图1－2－27解析：(1)由图象可以看出：λ＝4 m.由T ＝λv 可解得：T ＝λv ＝42s ＝2 s. 由于t ＝0时刻P 点向上振动，则P 点的振动图象如下图所示：(2)由T ＝2π L g 得：g ＝4π2L T2 又L ＝l ＋d2，联立可解得：g ＝4π2(99.6＋0.4)×10－222＝9.9 m/s 2. 答案：(1)(2)9.9 m/s 2 6. 已知一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图象如图1－2－29所示，再经过1.1 s ，P 点第3次出现波峰．求：图1－2－29(1)波速v 为多少？(2)由图示时刻起，Q 点再经过多长时间第一次出现波峰？(3)从此时刻开始计时，试写出坐标为x ＝3 m 的质点的位移与时间的关系式．解析：由传播方向可以判断，此时此刻P 点的振动方向是向下的，经过t 1＝34T 第一次到达波峰位置，经过t 2＝134T ，第二次到达波峰位置，经过t 3＝234T ，第三次到达波峰位置，即234T ＝1.1 s ，T ＝0.4 s.(1)从题中波形图上可以看出，波长λ＝4 m ，所以波速v ＝λT ＝ 4 m 0.4 s＝10 m/s. (2)由图上可以看出波向右传播，t ＝0时，离A 点最近的波峰在x ＝2 m 处，该点距Q 点距离为s ＝4 m ，因此再经过t 1时间，Q 点第一次出现波峰，t 1＝s v ＝ 4 m 10 m/s＝0.4 s. (3)坐标为x ＝3 m 的质点此时处在平衡位置，由于波沿x 轴正方向传播，所以质点向上运动，周期为0.4 s ，所以质点的振动周期也为0.4 s ，从图上可以看出振幅为0.5 m ，因此坐标为x＝3 m 的质点的位移与时间关系式为y ＝0.5sin 2π0.4t ＝0.5sin 5πt . 答案：(1)10 m/s (2)0.4 s (3)y ＝0.5sin 5πt7. 两列横波在x 轴上沿相反方向传播，如图1－2－30所示，传播速度v ＝6 m/s ，两列波的频率都是f ＝30 Hz ，在t ＝0时，这两列波分别从左和右刚刚传到S 1和S 2处，使S 1和S 2都开始向上做简谐振动，S 1的振幅为2 cm ，S 2的振幅为1 cm ，已知质点A 与S 1、S 2的距离分别是S 1A ＝2.95 m ，S 2A ＝4.25 m ，当两列波在A 点相遇时，A 点的振幅为多大？图1－2－30解析：根据v ＝λf ，则λ＝v f ＝630m ＝0.2 m ， S 1、S 2两波源到A 点的波程差，ΔS ＝S 2A －S 1A ＝(4.25－2.95)m ＝1.3 m.因为是完全相同的波源，所以ΔS 若满足半波长的偶数倍，A 点振动加强，振幅为两振幅之和，ΔS 若满足半波长的奇数倍，A 点振动减弱，振幅为两振幅之差，由此判定ΔS λ/2＝1.3×2/0.2＝13.即满足半波长的奇数倍，A 点为振动减弱点，振动振幅为A ＝A 1－A 2＝(2－1)cm ＝1 cm. 答案：1 cm8. 如图1－2－31所示为波源O 振动1.5 s 时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图．已知波源O 在t ＝0时开始沿y 轴负方向振动，t ＝1.5 s 时它正好第二次到达波谷．问：图1－2－31(1)再经过多长时间x ＝5.4 m 处的质点第一次到达波峰？(2)从t ＝0开始至x ＝5.4 m 处的质点第一次到达波峰这段时间内，波源通过的路程是多少？解析：(1)从图象可知λ＝60 cm ＝0.6 m ，t ＝114T 所以T ＝45t ＝1.2 s ， 又因为x t ＝λT ，所以x ＝λt T＝0.75 m 所以t ＝1.5 s 时波刚好传至距波源0.75 m 的质点处，最前面的波峰位于x ＝0.3 m 的质点．又因为Δx Δt ＝λT， 所以Δt ＝ΔxT λ＝(5.4－0.3)×1.20.6s ＝10.2 s (2)从t ＝0至x ＝5.4 m 处的质点第一次到达波峰时所用总时间t ′＝t ＋Δt ＝1.5 s ＋10.2 s ＝11.7 s所以波源通过的总路程x 路＝4A ·t ′T ＝1.95 m 答案：(1)10.2 s (2)1.95 m。
【把握高考】高考物理 第13章 第2讲 机械波挑战真题 新人教版选修
【把握高考】2013届高考物理 第12章 第2讲 机械波挑战真题 新人教版选修3-41.(2010·天津理综）一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如图所示，再经0.6 s ，N 点开始振动，则该波的振幅A 和频率f 为（ ）A.A=1 m f=5 HzB.A=0.5 m f=5 HzC.A=1 m f=2.5 HzD.A=0.5 m f=2.5 Hz【解析】由图可知振幅A=0.5 m.波从M 传到N 的过程，波速v=x t =1150.6- m/s=10 m/s.由图可知λ=4 m,所以T=vλ=0.4 s,f=1/T=2.5 Hz,D 正确. 【答案】D2．(2009·全国Ⅱ理综)下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是( )A ．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B ．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C ．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D ．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍【解析】 本题考查机械波和机械振动．介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致，A 正确．而各质点做简谐运动速度随时间做周期性的变化，但波在介质中是匀速向前传播的，所以不相等，B 错．对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的，C 错．根据波的特点D 正确．【答案】 A 、D3．(2009·浙江理综)一列波长大于1 m 的横波沿着x 轴正方向传播，处在x 1＝1 m 和x 2＝2 m 的两质点A 、B 的振动图象如图所示．由此可知( )A ．波长为43m B ．波速为1 m/sC ．3 s 末A 、B 两质点的位移相同D ．1 s 末A 点的振动速度大于B 点的振动速度【解析】 由振动图象可知，振动的周期为4 s,3 s 末质点A 的位移为－2 cm ，质点B 的位移为零，C 错；1 s 末质点A 的振动速度为零，质点B 的振动速度最大，D 错；由图可知AB 两点相距为34λ，所以其波长为43 m ，波速为13m/s.A 正确，B 错． 【答案】 A4．(2009·上海高考)弹性绳沿x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t ＝0时使其开始沿y 轴做振幅为8 cm 的简谐振动，在t ＝0.25 s 时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为________cm/s ，t ＝______ s 时，位于x 2＝45 cm 的质点N 恰好第一次沿y 轴正向通过平衡位置．【解析】 由图可知，这列简谐波的波长为20 cm ，周期T ＝0.25 s ×4＝1 s ，所以该波的波速v ＝λT ＝201 m/s ＝20 m/s ；从t ＝0时刻开始到N 质点开始振动需要时间t 1＝s 2v ＝4520s ＝2.25 s ，在振动到沿y 轴正向通过平衡位置需要再经过t 2＝T /2＝0.5 s ，所以当t ＝(2.25＋0.5) s ＝2.75 s 时，质点N 恰好第一次沿y 轴正向通过平衡位置．【答案】 20 2.755.（2010·山东理综）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位.已知某超声波频率为1.0×105 Hz ，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示.（1）从该时刻开始计时，画出x=7.5×10-3 m 处质点做简谐运动的振动图象（至少一个周期）.（2）现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s ，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）.【解析】（1）该波的周期为T=1f=1×10-5 s,由波动图象知，此时x=7.5×10-3 m 处的质点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图象如图所示.（2）由波形图读出波长λ=15×10-3 m.由波速公式得v=λf,①鱼群与渔船的距离为x=12vt,② 联立①②式，代入数据得x=3 000 m.③【答案】(1)图见解析 (2)3 000 m。
高三物理一轮复习机械振动机械波专项训练答案
高三物理一轮复习机械振动、机械波专项训练答案一、选择题1、【答案】 ABE【解析】试题分析：由振动图象读出t=0时刻P 点的振动方向，判断波的传播方向．由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速．分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断Q 点的运动方向．由乙图读出，t=0时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x 轴正方向传播，A 正确；由图知：λ=4m ，T=0.2s ，则波速s m T v /202.04===λ，B 正确；简谐横波中质点在平衡位置附近振动，并不随着波迁移，C 错误；图示时刻Q 点沿y 轴正方向运动，21.0T s t ==，质点Q 的运动方向沿y 轴负方向，D 错误；t=0.35s=1.75T ，经过0.35 s 时，质点P 到达波峰，而质点Q 位于平衡位置与波谷之间，故质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离，E 正确．2、【答案】 ABD【解析】A 、由图乙可以知道，当 2.5t s =时质点M 对平衡位置的位移为负，故选项A 正确；B 、由图乙可以知道，当 2.5t s =时质点M 的速度方向指向负方向，故选项B 正确；C 、由图乙可以知道，当 2.5t s =时质点M 的位移为负，则根据kx a m=-可以知道，加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，故选项C 错误；D 、0t =时刻，质点M 的振动方向向上，所以波的传播方向与x 的正方向相同，故选项D 正确；E 、质点M 只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，故选项E 错误。
3、【解析】A ：波上质点并不随波迁移，故A 错误。
B ：从波传到N 处开始计时，经过t ＝0.03 s ，波向前传播1140000.03120x vt m m ==⨯=，即N 点的振动情况刚好到达x ＝240 m 处，x ＝240 m 处的质点在t ＝0.03 s 时从平衡位置开始向下振动，也就是此时质点的加速度为0，故B 正确。
衡水中学高考物理一轮专题复习：第13章 波和相对论(含答案解析)
衡水中学高考物理一轮专题复习：第13章波和相对论一、单选题1．下列几种电磁波：①验钞机发出的紫外线；②电视机的遥控器发出的红外线；③微波炉磁控管产生的微波；④放射性元素衰变产生的γ射线。
若按波长从小到大排列，正确的顺序是（）A．①②③④B．③④①②C．④①②③D．③②①④2．凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径．把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹，如图所示．这个现象是牛顿首先发现的，这些环状条纹叫做牛顿环，它是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的．从凸透镜中心向外，依次叫第1,2, 3,……级条纹．同一级亮（或暗）条纹对应的空气膜厚度相同，并且两个相邻的亮（或暗）条纹对应的空气膜厚度差相同．理论和实验均表明：光从折射率小的介质射向折射率大的介质时，反射光与入射光相比，有一个相位为π突变（相当于反射光比入射光多走了半个波长）．因而，某一级亮条纹对应的空气膜厚度应该满足:2d = (2k+1)λ/2，其中k=0，1，2……．根据以上信息，结合光的干涉规律，判断下列说法中，正确的是（）A．凸透镜中心点应该是亮点B．从凸透镜中心向外，圆环半径均匀増大C．如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的同一級条纹半径变大D．如果改用波长更短的单色光照射，观察到的同一級条紋半径变大3．一列简谐横波沿直线由质点a向质点b传播，a、b两质点平衡位置之间的距离为10．5 m，其振动图象如图所示，则以下说法正确的是（）A．质点a的振动方程为B．该波的波长可能是8．4mC．该波的波速可能是10．5m/sD．该波由a传到b所经历的时间可能是7s4． OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，ON=OM，a、b两束可见单色光（关于OO′）对称，从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是（）A．在棱镜中a光束的折射率大于b光束的折射率B．在棱镜中，a光束的传播速度小于b光束的传播速度C．a、b 两束光用同样的装置分别做单缝衍射实验，a光束比b光束的中央亮条纹宽D．a、b两束光用同样的装置分别做双缝干涉实验，a光束比b光束的条纹间距小5．根据相对论判断，下列说法正确的是（）A．狭义相对论全面否定了经典力学理论B．如果物体在地面上静止不动．任何人在任何参考系里测出的物体长度都是一样的C．真空中的光速在不同的惯性参考系中也是不同的D．物体运动时的质量总要大于静止时的质量6．如图为某简谐运动图象，若t＝0时质点正经过O点向b运动，则下列说法正确( )A．质点在0.7 s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B．质点在1.5 s时的位移最大，方向向左，在1.75 s时，位移为1 cmC．质点从1.6 s到1.8 s时间内，质点的位移正在增大，方向向右D．质点在1.2 s到1.4 s过程中，质点的位移在增加，方向向左7．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（）A．都是光的衍射现象B．都是光的干涉现象C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象8．如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏。
三年高考两年模拟高考物理新课标一轮复习习题：第13章第1讲机械振动含答案
第1讲机械振动A组基础题组1.如图所示是弹簧振子的振动图像,由此图像可得,该弹簧振子做简谐运动的公式是( )A.x=2 sin (2.5πt+) cmB.x=2 sin(2.5πt-) cmC.x= sin (2.5πt-) cmD.x=2 sin 2.5πt cm2.(多选)一弹簧振子的位移x随时间t变化的关系式为x=0.1 sin (2.5πt)m,位移x的单位为m,时间t的单位为s,则( )A.弹簧振子的振幅为0.1 mB.弹簧振子的周期为0.8 sC.在t=0.2 s时,振子的运动速度最大D.在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.1 mE.在任意0.8 s时间内,振子的路程均为0.4 m3.[2013江苏单科,12B(1)]如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz。
现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz,则把手转动的频率为。
A.1 HzB.3 HzC.4 HzD.5 Hz4.装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如图所示。
将试管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。
若取竖直向上为正方向,则以下描述试管振动的图像中可能正确的是( )5.一个做简谐运动的弹簧振子,周期为T,振幅为A,已知振子从平衡位置第一次运动到x=处所用的最短时间为t1,从最大的正位移处第一次运动到x=处所用的最短时间为t2,那么t1与t2的大小关系是( )A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.无法判断6.(多选)甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示,则可知( )A.两弹簧振子完全相同B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大D.两振子的振动频率之比f甲∶f乙=2∶1E.振子乙速度为最大时,振子甲速度不一定为零7.(2015江苏常州模拟)(多选)铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行的列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲击。
高三新高考练习题及答案解析 第十三章 第2讲 机械波
第2讲 机械波一、非选择题1．(2022·唐山市高三月考)一列简谐横波沿着x 轴正方向传播，t ＝0时刻波刚好传播到x ＝4 m 处；t ＝0.05 s 时刻，平衡位置x ＝4 m 处的质点第一次到达波峰。
求：(1)这列波的周期和传播速度；(2)经过0.55 s ，平衡位置为x ＝2 m 处质点的位移与路程。
[答案] (1)0.2 s ；20 m/s (2)位移为0.2 m ，朝y 轴正方向 路程为2.2 m[解析] (1)波沿着x 轴正方向传播，且t ＝0.05 s 时刻，平衡位置x ＝4 m 处的质点第一次到达波峰，则有t ＝T 4，解得：T ＝0.2 s ；由图可知，横波的波长为λ＝4 m ，则有 v ＝λT ＝40.2m/s ＝20 m/s 。
(2)经过0.55 s ，平衡位置为x ＝2 m 处质点的路程为s ＝t T ×4A ＝0.550.2×4×0.2 m ＝2.2 m ， 经过0.55 s ，平衡位置为x ＝2 m 处质点振动了t T ＝0.550.2＝2.75个周期，处于波峰的位置，因此位移为0.2 m ，朝y 轴正方向。
2．(2022·芮城中学高三月考)如图所示，一列简谐横波由M 向P 方向传播，M 、P 、Q 为波上的三个质点，若质点M 是振源，当它由平衡位置开始向上振动时，经1 s 后第一次到达波峰。
当波传到P 时，质点M 在波谷，再经过13 s ，质点Q 第一次达到波谷。
已知质点M 与P 之间的距离为84 cm ，且λ<84 cm<2λ，从质点M 开始振动到质点Q 第一次在波谷的过程中，质点M 通过的路程是200 cm 。
求：(1)质点P 与Q 平衡位置间的距离；(2)这列简谐横波的振幅。
[答案] (1)120 cm (2)10 cm[解析] (1)设波的周期为T ，T ＝4 s ，波长为λ，质点M 与P 平衡位置间的距离为x 1，且x 1＝84 cm ，波从M 传到P 的时间为t 1，由于质点M 与P 平衡位置间的距离大于一倍波长小于二倍波长，且当波传到P 时质点M 在波谷，所以t 1＝T ＋34T ，所以x 1＝λ＋34λ， 设质点P 与Q 平衡位置间的距离为x ，波从P 传到Q 的时间为t 2，当波传到Q 点后，质点Q 经过时间t 3第一次在波谷，且这过程总时间为t 0，则t 3＝3T 4，t 0＝t 2＋t 3，解得t 2＝10 s ，所以x ＝2λ＋12λ，解得x ＝120 cm 。
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—机械波
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—机械波1．(2023·江苏南京市高三月考)超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践．关于超声波及应用，下列说法正确的是()A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度B．超声波的频率越高，衍射本领越强C．高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪D．“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回来的波的频率低于其发射的超声波的频率2．A、B为同一波源发出的两列波，某时刻在不同介质、相同距离上的波形如图所示，则两列波的波速大小之比v A∶v B是()A．1∶3B．1∶2C．2∶1D．3∶13.(多选)如图所示，蟾蜍在池塘边平静的水面上鸣叫，形成了水波．已知水波的传播速度与水的深度成正相关，蟾蜍的鸣叫频率f＝1451Hz.下列说法正确的是()A．水波从浅水区传入深水区，频率变大B．在深水区，水波更容易发生衍射现象C．池塘水面上的落叶会被水波推向岸边D．若水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为7.3m/s4．(2022·辽宁卷·3)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点P 的说法正确的是()A ．该时刻速度沿y 轴正方向B ．该时刻加速度沿y 轴正方向C ．此后14周期内通过的路程为AD ．此后12周期内沿x 轴正方向迁移为12λ5．(多选)(2022·浙江1月选考·15)两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T 的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t ＝0时刻的波形如图所示，此时两列波相距λ，则()A ．t ＝T4时，波形如图甲所示B ．t ＝T2时，波形如图乙所示C ．t ＝3T4时，波形如图丙所示D ．t ＝T 时，波形如图丁所示6.(2023·江苏徐州市模拟)两辆汽车甲与乙，在t ＝0时刻，分别距十字路O 处的距离为x 甲和x 乙．两车分别以速率v 甲和v 乙沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示．汽车甲持续地以固定的频率f 0鸣笛，则在任意时刻t 汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化(已知声速为u，且有u>v甲、u>v乙)()A．当两车均向O运动(在到达O之前)时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率低B．当两车均向O运动(在到达O之前)时，汽车乙的司机接收到的频率可能等于波源发出的频率C．当两车均向远离O的方向运动时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率低D．当两车均向远离O的方向运动时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率高7．(2023·辽宁大连市二十四中模拟)如图甲所示，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(－2,0)和S2(4,0)．两波源的振动图像分别如图乙和图丙所示，两列波的波速均为0.50 m/s.0时刻两波源产生的波均已到达质点A(－2,8)和B(1,4)处，则()A．质点A位于振动加强区B．质点A比质点B振动得快C．0～4s内，质点A的最小位移为－2mD．0～4s内，质点B的最大位移为2m8．(2022·全国乙卷·34(1))介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源S1和S2，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为0.8s．当S1过平衡位置向上运动时，S2也过平衡位置向上运动．若波速为5m/s，则由S1和S2发出的简谐横波的波长均为_________m．P为波源平衡位置所在水平面上的一点，与S1、S2平衡位置的距离均为10m，则两波在P点引起的振动总是相互____________(填“加强”或“削弱”)的；当S1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P 处的质点____________(填“向上”或“向下”)运动．9．(2023·江苏省镇江第一中学检测)两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x轴上－0.2m和1.2m处，两波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm.如图为t ＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x轴上0.2m和0.8m的P、Q两质点开始振动．质点M、N的平衡位置分别处于x轴上0.5m和0.6m处．求：(1)M点开始振动的时刻；(2)0～3.0s内质点N运动的路程．s时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质10．一列简谐横波在t＝13点Q的振动图像．关于该简谐波下列说法中正确的是()A．波速为9cm/sB．沿x轴正方向传播C．质点Q的平衡位置坐标x＝9cmD ．在t ＝12s 时质点P 移动到O 点11．(2020·山东卷·4)一列简谐横波在均匀介质中沿x 轴负方向传播，已知x ＝54λ处质点的振动方程为y ＝A cos (2πT t )，则t ＝34T 时刻的波形图正确的是()12．(2021·辽宁卷·7)一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，t ＝2s 时的波形如图(a)所示，x ＝2m 处质点的振动图像如图(b)所示，则波速可能是()A.15m/s B.25m/s C.35m/s D.45m/s 13.(多选)如图所示，一列振幅为10cm 的简谐横波，其传播方向上有两个质点P 和Q ，两者的平衡位置相距3m ．某时刻两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷，再经过0.3s ，Q 第一次到达波峰．则下列说法正确的是()A ．波长可能为2mB ．周期可能为0.24sC ．波速可能为15m/sD．0.3s内质点P的位移大小为10cm14．在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4m的A、B两点，如图甲、乙分别是A、B 两质点的振动图像．已知该波波长大于2m，求这列波可能的波速．答案及解析1．C 2.C 3.BD4.A5.BD6.C7．D 8．4加强向下解析因周期T ＝0.8s ，波速为v ＝5m/s ，则波长为λ＝v T ＝4m ；因两波源到P 点的距离之差为零，且两振源振动方向相同，则P 点的振动是加强的；因S 1P ＝10m ＝2.5λ，则当S 1恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在P 处的质点向下振动．9．(1)0.75s (2)4cm解析(1)由题图可知，两列波经时间t ＝xPM v＝0.75s 同时到达M 点．(2)由题图可知，λ＝0.4m ，T ＝λv ＝1s右波传到质点N 处的时间t 1＝xQN v＝0.5s左波传到质点N 处的时间t 2＝xPN v＝1.0s1．0s 后，质点N 始终处于振动减弱状态，静止不动，质点N 实际振动时间为0.5s ，即半个周期，质点N 的路程s ＝2A ＝4cm.10．C[由题图甲可以看出，该波的波长为λ＝36cm ，由题图乙可以看出周期为T ＝2s ，波速为v ＝λT ＝18cm/s ，A 错误；当t ＝13s 时，Q 点向上运动，结合题图甲根据“上下坡”法可得波沿x 轴负方向传播，B 错误；由题图甲可知，x ＝0处，y ＝－A2＝A sin(－30°)，则x P ＝30°360λ＝3cm ，由题图乙可知，t ＝0时，质点Q 处于平衡位置，经过Δt ＝13s ，其振动状态向x 轴负方向传播到P 点处，则x Q －x P ＝v Δt ＝18×13cm ＝6cm ，x Q ＝9cm ，C 正确；波沿x 轴负方向传播，而质点P 只会上下振动，D 错误．]11．D[t ＝0时，代入振动方程可得x ＝54λ处的质点位于波峰(y ＝A )，则x ＝0处质点恰好位于y ＝0的平衡位置，其波形如图中实线所示．t ＝34T 时，x ＝0处质点恰好振动到最低点，t＝34T 时的波形如图中虚线所示，选项D 正确．]12．A[根据题图(b)可知，t ＝2s 时x ＝2m 处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波沿x 轴负方向传播，结合题图(a)，利用“上下坡”法可知x ＝2m 为半波长的奇数倍，即有(2n －1)λ2＝2m(n ＝1,2,3，…)，由题图(b)可知该波的周期为T ＝4s ；所以该波的波速为v ＝λT ＝12n －1m/s(n ＝1,2,3，…)当n ＝3时，可得波速为v ＝15m/s ，故选A.]13．ACD [某时刻P 、Q 两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷，故存在以下四种情况当P 、Q 之间的波的形式如图(c)所示时，则有32λ＝3m ，则有λ＝2m ，A 正确；由图可知，质点Q 第一次到达波峰经历的时间可能为14T 1＝0.3s 或34T 2＝0.3s ，解得周期可能为1.2s 或0.4s ，B 错误；图(a)、(b)、(c)、(d)的波长分别为λa ＝λb ＝3m ，λc ＝2m ，λd ＝6m ，当周期为1.2s 时，波速为v a ＝v b ＝2.5m/s ，v c ＝53m/s ，v d ＝5m/s ，当周期为0.4s 时，波速为v a ′＝v b ′＝7.5m/s ，v c ′＝5m/s ，v d ′＝15m/s ，C 正确；经过0.3s ，当质点Q 到达波峰时，图(a)、(b)中质点P 到达波峰，图(c)质点P 到达波谷，图(d)质点P 到达波谷，故0.3s 内质点P 的位移大小为10cm ，D 正确．]14．见解析解析由振动图像得质点振动周期T ＝0.4s ，若波由A 向B 传播，B 点比A 点晚振动的时间Δt ＝nT ＋34T (n ＝0,1,2,3，…)，所以A 、B 间的距离为Δs ＝v Δt ＝λT Δt ＝nλ＋34λ(n ＝0,1,2,3，…)，则波长为λ＝4Δs 4n ＋3＝164n ＋3m(n ＝0,1,2,3，…)，因为λ>2m ，所以n ＝0,1当n ＝0时，λ1＝163m ，v 1＝λ1T ＝403m/s ，当n ＝1时，λ2＝167m ，v 2＝λ2T ＝407m/s.若波由B 向A 传播，A 点比B 点晚振动的时间Δt ′＝nT ＋14T (n ＝0,1,2,3，…)，所以A 、B 间的距离为Δs ′＝nλ＋14λ(n ＝0,1,2,3，…)，则波长为λ′＝4Δs 4n ＋1＝164n ＋1m(n ＝0,1,2,3，…)因为λ>2m ，所以n ＝0,1当n ＝0时，λ1′＝16m ，v 1′＝40m/s ，当n ＝1时，λ2′＝165m ，v 2′＝8m/s.。
高考物理一轮总复习检测：第十三章 第2课时 机械波 含答案
1机械波的形成条件：(1)波源；(2)介质．2．机械波的特点．(1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移．(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同．(3)各质点开始振动(即起振)的方向均相同．(4)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零．3．波长、波速、频率及其关系．(1)波长：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，用λ表示．(2)波速：波在介质中的传播速度．由介质本身的性质决定．(3)频率：由波源决定，等于波源的振动频率．(4)波长、波速和频率的关系：v＝_fλ.特别提醒：(1)机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变；(2)机械波的波速仅由介质来决定，波速在固体、液体中比在空气中大．波速的计算方法：v ＝或v ＝.4．波的图象的物理意义：反映了某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移．5．波的干涉．(1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇． (2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，且加强区和减弱区互相间隔．(3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长整数倍时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱．6．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小．7．多普勒效应．(1)波源不动⎩⎨⎧观察者向波源运动，接收频率增大观察者背离波源运动，接收频率减小(2)观察者不动⎩⎨⎧波源向观察者运动，接收频率增大波源背离观察者运动，接收频率减小1．在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移(×)2．机械波在传播过程中，各个质点振动的周期、振幅都相等．(√)3．周期或频率，只取决于波源，而与v、λ无直接关系．(√) 4．波速v取决于介质的性质，它与T、λ无直接关系．只要介质不变，v就不变；如果介质变了，v也一定变．(√)5．机械波在一个周期内传播的距离等于一个波长．(√)6．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象．(×)7．一切波都能发生衍射现象．(√)8．多普勒效应说明波源的频率发生变化．(×)1．(2017·长沙模拟)下列物理现象：①在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；②“闻其声而不见其人”；③学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；④当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．分别属于波的( )A．反射、衍射、干涉、多普勒效应B．折射、衍射、多普勒效应、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效应D．衍射、折射、干涉、多普勒效应解析：在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应．正确选项是A.答案：A2．(20xx·重庆卷)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4 s．求该波的波速并判断P点此时的振动方向．解析：由波形图可知λ＝1.0 m，则v＝＝2.5 m/s.波沿x轴正方向，由同侧法可知P点沿y轴正向振动．答案：2.5 m/s P点沿y轴正向振动一、单项选择题1．(2017·恩施模拟)利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则( )A．图甲、乙均显示了波的干涉现象B．图甲、乙均显示了波的衍射现象C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象解析：由图容易看出甲是小孔衍射，图乙是波的干涉，选项D正确．答案：D2．(2017·济南模拟)小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静．现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是( )A．提高拍打水面的频率B．降低拍打水面的频率C．无论怎样拍打，A都不会振动起来D．无需拍打，A也会振动起来解析：使形成的水波能带动树叶A振动起来，必须使水面形成的波波长足够长，衍射现象明显，可以采用的方法是降低拍打水面的频率，选项B正确．答案：B3．(20xx·福建卷)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是( )解析：由图A知，波长λ＝2s，周期T＝，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t1＝T＝，B图对应波长λ＝s，周期T ＝，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t2＝T＝，C图对应波长λ＝s，周期T＝，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t3＝T＝，D图对应波长λ＝，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t4＝T＝，所以D正确．答案：D4．(20xx·日照模拟)在坐标原点处有一质点O做简谐振动，它形成沿x轴传播的简谐横波，波长为16 m，在其右侧相距4 m 处的质点P的振动图象如图所示，使用与P质点相同的计时起点，那么当t＝5 s时的波动图象是下图中的( )解析：由振动图象可知，t＝5 s时，质点P正经过平衡位置向上运动．比较波形图中距离O点右侧面4 m处的质点，A、B波形图中该处质点并不在平衡位置上，故A、B错；D图中4 m处质点正经过平衡位置向下运动，D项错．答案：C5．(20xx·烟台模拟)如图甲所示，S点为振源，P点距S的距离为r，t＝0时刻S点由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P点从t1时刻开始振动的振动图象，则以下说法正确的是( )A．t＝0时刻振源S的振动方向沿y轴负方向B．t2时刻P点振动速度最大，方向沿y轴负方向C．该简谐波的波长为r（t2－t1）t1D．若波源停止振动，则P点也马上停止振动解析：据题意，当机械波在t1时刻刚传到P点时，P点的起振方向向上，说明这列波的起振方向向上，则t＝0时，振源的振动方向沿y轴正方向，A选项错误；据图可知，t2时刻质点P处于平衡位置向上振动，即此时质点P具有正向的最大速度，B选项错误；这列波从波源S传到距离r的P点时所用的时间为t1，则这列波的传播速度为v＝，那么由图可得这列波的波长为λ＝vT＝，则C选项正确；如果波源停止振动，则P点需要经过t1时间才会停止振动，所以D选项错误．答案：C6．(20xx·北京卷)周期为 2.0 s 的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波( )A．沿x轴正方向传播，波速v＝20 m/sB．沿x轴正方向传播，波速v＝10 m/sC．沿x轴负方向传播，波速v＝20 m/sD．沿x轴负方向传播，波速v＝10 m/s解析：根据机械波的速度公式v＝，由图可知波长为 20 m，再结合周期为 2 s，可以得出波速为10 m/s.应用“同侧法”等方法判断波沿x轴正方向传播．因此答案为B.答案：B二、多项选择题7．(20xx·衡水模拟)为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛音do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如图中a和b的两个振动图线，由此可以判断( )A．do和sol的频率之比约为2∶3B．do和sol的周期之比约为2∶3C．do和sol在空气中传播的波速之比约为3∶2D．do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2解析：由题图可知，相同长度的do的4个波长对应sol的6个波长，故do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2，选项D正确；由于二者在空气中传播速度相等，由v＝λf可知，do和sol的频率之比约为2∶3，do和sol的周期之比约为3∶2，选项A正确，B、C 错误．答案：AD8．(2017·唐山模拟)如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是( )A．该时刻质点O正处在平衡位置B．P、N两点始终处于平衡位置C．点M到两波源的距离之差一定是波长的整数倍D．从该时刻起，经过周期，质点M到达平衡位置解析：由题图可知，O、M为振动加强的点，此时点O处于波谷，点M处于波峰，点M是峰、峰相遇，只有当两波源振动相位相同时，点M到两波源的距离差才是波长的整数倍，若两波源振动相位相反，则点M到两波源的距离差为半波长的奇数倍，故A、C均错；P、N两点为减弱点，又因为两列波的振幅相同，因此P、N两点的振幅为零，即两点始终处于平衡位置，B正确；从该时刻经周期，两列波分别引起的振动都使点M位于平衡位置，故点M位于平衡位置，D正确．答案：BD9．(20xx·海南卷)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s．下列说法正确的是( )A．波速为4 m/sB．波的频率为1.25 HzC．x坐标为15 m的质点在t＝0.2 s时恰好位于波谷D．x坐标为22 m的质点在t＝0.2 s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷(2)从t＝0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程．解析：(1)由题意，O、P两点的距离与波长满足OP＝λ，波速与波长的关系为v＝.在t＝5 s时间间隔内波传播的路程为vt，由题意有vt＝PQ＋，综上解得PQ＝133 cm.(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为t1＝t＋T.波源由平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A，由题意可知t1＝25×T，故t1时间内，波源运动的路程为s＝25A＝125 cm.答案：(1)133 cm (2)125 cm11．(20xx·南京模拟)如图所示，在坐标原点O处有一波源S，它沿y轴做频率为50 Hz，振幅为2 cm的简谐振动，形成的波可沿x 轴正、负方向传播，波速为20 cm/s，开始振动时，S恰好通过O点沿y轴正方向运动．(1)当S完成第一次全振动时，画出此时的波形图．(2)如图，波传到坐标为x1＝2.7 cm的M点时，还要经过多长时间才能传到N点？波传到N点时，M点在什么位置？解析：(1)波形图象如图．(2)当波到达M点时，波也已经传到x＝－2.7 cm的位置．还要再经过t＝＝0.01 s才能传到N点．当波传播到N点时，M点已经振动了半个周期，故M点正在平衡位置且正在向y轴负向运动．答案：(1)见解析 (2)0.01 s M点正在平衡位置。
2018版高考物理新课标一轮复习教师用书：第十三章 波
第2讲 机械波知识点一 机械波 横波和纵波 1.机械波的形成条件(1)有发生机械振动的 . (2)有 ，如空气、水等. 2.传播特点(1)机械波传播的只是振动的 和 ，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波 .(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与 的振动周期和频率相同. (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A ，位移为 . 3.机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互 的波，有 (凸部)和 (凹部).(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在 上的波，有 和疏部. 答案：1.(1)波源 (2)传播介质 2.(1)形式 能量 迁移 (2)波源 零 3.(1)垂直 波峰 波谷 (2)同一直线 密部知识点二 横波的图象 波速、波长和频率的关系 1.横波的图象(1)坐标轴：横轴表示各质点的 ，纵轴表示该时刻各质点的 . (2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开 的位移. 2.波长、波速、频率及其关系(1)波长λ：在波动中，振动相位总是 的两个相邻质点间的距离. (2)波速v ：波在介质中的传播速度，由 本身的性质决定. (3)频率f ：由波源决定，等于波源的 .(4)波长、波速和频率的关系：①v ＝ ；②v ＝λT.答案：1.(1)平衡位置 位移 (2)平衡位置 2.(1)相同 (2)介质 (3)振动频率 (4)①λf 知识点三 波的干涉和衍射现象 多普勒效应 1.波的干涉和衍射(1)条件：声源和观察者之间有 . (2)现象：观察者感到 发生变化.(3)实质：声源频率 ，观察者接收到的频率 .答案：1.相同 尺寸 干涉图样 绕过障碍物 2.(1)相对运动 (2)频率 (3)不变 变化(1)在机械波中各质点不随波的传播而迁移.( )(2)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移. ( )(3)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同. ( ) (4)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍. ( ) (5)波速表示介质中质点振动的快慢. ( ) (6)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象. ( ) (7)一切波都能发生衍射现象.( )(8)多普勒效应说明波源的频率发生变化. ( ) 答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)×考点波的形成与传播1.波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同.2.介质中每个质点做的都是受迫振动，所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同.因此可以断定：波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变.3.振源经过一个周期T 完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有v ＝λT＝λf .4.质点振动nT (波传播n λ)时，波形不变.5.相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反.[典例1] (2018·新课标全国卷Ⅰ)(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s.下列说法正确的是( )A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6 HzC.该水面波的波长为3 mD.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移[解析] 水面波是一种机械波，选项A 正确.根据第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s 可知，该水面波的周期为T ＝159 s ＝53 s ，频率为f ＝1T ＝0.6 Hz ，选项B 错误.该水面波的波长为λ＝vT ＝1.8×53 m ＝3 m ，选项C 正确.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时介质中的质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，但能量会传递出去，选项D 错误，E 正确.[答案] ACE[变式1] (多选)如图所示，a 、b 、c 、d 是均匀媒质中x 轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为 2 m 、4 m 和6 m.一列简谐横波以2 m/s 的波速沿x 轴正向传播，在t ＝0时刻到达质点a 处，质点a 由平衡位置开始竖直向下运动，t ＝3 s 时a 第一次到达最高点.下列说法正确的是( )A.在t ＝6 s 时刻波恰好传到质点d 处B.在t ＝5 s 时刻质点c 恰好到达最高点C.质点b 开始振动后，其振动周期为4 sD.在4 s<t <6 s 的时间间隔内质点c 向上运动E.当质点d 向下运动时，质点b 一定向上运动答案：ACD 解析：波由a 到d 匀速传播，v ＝2 m/s ，t ＝ad v ＝12 m2 m/s＝6 s ， A 项正确.第一个波峰在t 1＝3 s 时产生于a 点，再经t 2＝ac v ＝6 m2 m/s＝3 s 到达c 点，共计t ＝t 1＋t 2＝6s ，B 项错误.a 点从向下起振至到达最高点用时3 s ，可知34T ＝3 s ，即T ＝4 s ， 则b 点的振动周期也为4 s ，C 项正确.波经t 2＝acv＝3 s 到达c 点，说明此时c 点开始从平衡位置向下振动，再经T 4＝1 s ，共计4 s 到达最低点，再经T2＝2 s 可到达最高点，故在4 s<t <6 s 的时间内点c 向上运动，D 项正确.因λ＝v ·T ＝8 m ，而db ＝10 m ＝114λ，并不是12λ或12λ的奇数倍，故E 项错误.波的传播规律(1)当介质中有机械波传播时，质点本身并不随波迁移，只是在平衡位置附近往复运动，机械波向外传播的只是机械振动这种运动形式.(2)波在传播振动这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去.波是传递能量的一种重要方式.考点 波的图象的理解和应用1.波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移.如图所示.2.图象的应用(1)直接读取振幅A 和波长λ，以及该时刻各质点的位移. (2)确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小.(3结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向.考向1 波的传播方向与质点振动方向的互判[典例2] 如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P 的振动周期为0.4 s.求该波的波速并判断P 点此时的振动方向.[解析] 由题图知波的波长λ＝1.0 m ，又周期T ＝0.4 s ， 则该波的波速v ＝λT＝2.5 m/s.波向x 轴正方向传播，根据靠近振源的质点带动后面的质点振动，可以判断P 点沿y 轴正方向振动.[答案] 2.5 m/s 沿y 轴正方向[变式2] (2018·北京卷)周期为2.0 s 的简谐横波沿x 轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波( )A.沿x 轴正方向传播，波速v ＝20 m/sB.沿x 轴正方向传播，波速v ＝10 m/sC.沿x 轴负方向传播，波速v ＝20 m/sD.沿x 轴负方向传播，波速v ＝10 m/s答案：B 解析：质点P 沿y 轴负方向运动，根据振动方向与波的传播方向的关系，可判定该波沿x 轴正方向传播.由波的图象可知λ＝20 m ，根据v ＝λT得波速v ＝10 m/s.选项B 正确.考向2 根据波的图象求解其他物理量[典例3] (2018·湖北孝感调研)(多选)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，周期为T .在t ＝0时的波形如图所示，波上有P 、Q 两点，其纵坐标分别为y P ＝2 cm ，y Q ＝－2 cm ，下列说法中正确的是( )A.P 点的振动形式传到Q 点需要T2B.P 、Q 在振动过程中，位移的大小总相等C.在5T4内，P 点通过的路程为20 cmD.经过3T8，Q 点回到平衡位置E.在相等时间内，P 、Q 两质点通过的路程相等[解析] 由图看出，P 、Q 两点所对应的平衡位置间的距离等于半个波长，因简谐横波传播过程中，在一个周期内传播一个波长，则P 点的振动形式传到Q 点需要半个周期T2，P 、Q 两点的振动情况总是相反，所以在振动过程中，它们的位移大小总是相等，故A 、B 正确.若图示时刻P 点在平衡位置或最大位移处，在54T 内，P 点通过的路程为：s ＝5A ＝5×4 cm＝20 cm ，而实际上图示时刻，P 点不在平衡位置或最大位移处，所以在54T 内，P 点通过的路程不是20 cm ，故C 错误.图示时刻，Q 点向下运动，速度减小，所以从图示位置运动到波谷的时间大于T8，再从波谷运动到平衡位置的时间为T 4，所以经过38T ，Q 点没有回到平衡位置，故D 错误.由于P 、Q 两点的振动步调总是相反，所以在相等时间内，P 、Q 两质点通过的路程相等，故E 正确.[答案]ABE波的传播方向与质点的振动方向的判断方法考点振动图象和波的图象的综合应用振动图象和波的图象的比较考向1 根据振动图象画出波的图象[典例4] 波源S 的振动图象如图甲所示，由此产生的简谐波向右传播，已知波上两点S 、P 相距1.5 m ，如图乙所示，波速v ＝6 m/s ，求：(1)作出t ＝0.25 s 时S 、P 间的波形图； (2)在t ＝0到t ＝0.5 s 内，P 点运动的路程. [解析] 由图甲可知该波的周期T ＝0.2 s 所以该波的波长λ＝vT ＝1.2 m 又SPλ＝114波由S 点传到P 点用时t 1＝SPv＝0.25 s 则当t ＝0.25 s 时，P 点开始振动(向下振动)，SP 间的波形图如图所示而在0～0.5 s 内P 点振动的时间t 2＝t －t 1＝0.25 s 运动的路程为s ＝0.250.2×4A ＝5A ＝25 cm.[答案] (1)见解析图 (2)25 cm考向2 由波的图象和某一质点的振动图象判断波的传播规律[典例5] (2018·天津卷)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a 、b 两质点的横坐标分别为x a ＝2 m 和x b ＝6 m ，图乙为质点b 从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是( )A.该波沿＋x 方向传播，波速为1 m/sB.质点a 经4 s 振动的路程为4 mC.此时刻质点a 的速度沿＋y 方向D.质点a 在t ＝2 s 时速度为零[解析] 由题图乙可知，简谐横波的周期T ＝8 s ，且t ＝0时质点b 沿＋y 方向运动，根据振动和波动的关系，波沿－x 方向传播，质点a 沿－y 方向运动，选项A 、C 错误；质点a经过4 s 振动的路程s ＝tT·4A ＝1 m ，选项B 错误；质点a 在t ＝2 s 时，处于负向最大位移处，速度为零，选项D 正确.[答案] D考向3 由两质点的振动图象判断波的传播规律[典例6] 一列简谐横波沿直线由a 向b 传播，相距10.5 m 的a 、b 两处的质点振动图象如图中a 、b 所示，则( )A.该波的振幅可能是20 cmB.该波的波长可能是8.4 mC.该波的波速可能是10.5 m/sD.该波由A 传播到b 可能历时7 s[解析] 题目中给出了两个质点的振动图象，从图中直接可以看出振动的振幅为10 cm ，周期为4 s ，A 错误；因为波是沿着a 向b 传播，所以从振动形式可以看出，b 比a 至少晚振动34个周期，满足t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋34T ＝(4n ＋3) s(n ＝0,1,2，…)，再利用v ＝λT ＝s t ，可得B 、C 错误，D 正确.[答案] D波的图象和振动图象的应用(1)判断波的传播方向与质点振动方向的依据是波的传播特点，即后一质点的振动总滞后于前一质点，或前一质点总是带动后一质点振动.任一质点的起振方向都跟波源的起振方向一致.(2)利用振动图象和波的图象解决实际问题时，应充分理解两图象的物理意义，将两者结合起来进行分析，这也是解决问题的关键.①已知波形图和波的传播方向，可以确定质点的振动方向. ②已知质点的振动方向和波的的图象，可以确定波的传播方向.考点波的多解问题造成波动问题多解的主要因素1.周期性(1)时间周期性：时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确.(2)空间周期性：波传播距离Δx 与波长λ的关系不明确. 2.双向性(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定. (2)振动方向双向性：质点振动方向不确定. 3.波形的隐含性形成多解在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态.这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性.考向1 空间的周期性形成多解[典例7] (多选)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为( )A.4 m 、6 m 和8 mB.6 m 、8 m 和12 mC.4 m 、6 m 和12 mD.4 m 、8 m 和12 m[解析] 根据题意，有以下三种情况符合要求：ab ＝6 m ，即λ12＝6 m ， λ1＝12 m.cd ＝6 m ，即λ2＝6 m.ef ＝6 m ，即32λ3＝6 m ， λ3＝4 m ，故C 正确，A 、B 、D 错误.[答案] C考向2 波传播的双向性和空间的周期性形成的多解[典例8] 一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m 的a 、b 两质点的振动图象如图所示，下列描述该波的图象可能正确的是( )[解析] 根据a 、b 两质点的振动图象可知其间距应为λ4的奇数倍，即n λ4＝9 m(n ＝1,3,5，…)，那么波长λ的可能值是：36 m 、12 m 、365 m 、367 m 、4 m 、3611m 等等.综上可知答案为A 、C.[答案] AC考向3 波的周期性和波的叠加形成多解[典例9] (2018·新课标全国卷Ⅰ)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正向和负向传播，波速均为v ＝25 cm/s.两列波在t ＝0时的波形曲线如图所示.求：(1)t ＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16 cm 的所有质点的x 坐标；(2)从t ＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm 的质点的时间.[解题指导] 解答本题需注意以下几点：(1)确定两列波的波长和传播方向；(2)从图中找到两列波单独传播时波峰的坐标及叠加后波峰的位置坐标.(3)找到t ＝0时刻波谷的位置坐标及两个波谷间的最小距离.[解析] (1)t ＝0时，在x ＝50 cm 处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为 16 cm.两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm.从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为λ1＝50 cm ，λ2＝60 cm ①甲、乙两列波波峰的x 坐标分别为x 1＝50＋k 1λ1，k 1＝0，±1，±2，…②x 2＝50＋k 2λ2，k 2＝0，±1，±2，…③由①②③式得，介质中偏离平衡位置位移为16 cm 的所有质点的x 坐标为x ＝(50＋300n ) cm ，n ＝0，±1，±2，….④(2)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为－16 cm.t ＝0时，两列波波谷间的x 坐标之差为Δx ′＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤50＋（2m 2＋1）λ22－⎣⎢⎡⎦⎥⎤50＋（2m 1＋1）λ12⑤ 式中，m 1和m 2均为整数.将①式代入⑤式得Δx ′＝10×(6m 2－5m 1)＋5⑥由于m 1、m 2均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为Δx ′0＝5 cm ⑦从t ＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm 的质点的时间为t ＝Δx ′02v⑧ 代入数值得t ＝0.1 s.⑨[答案] (1)x ＝(50＋300n ) cm(n ＝0，±1，±2，…) (2)0.1 s波的多解问题的思路(1)先考虑波传播的“双向性”，例如，nT ＋14T 时刻向右传播的波形和nT ＋34T 时刻向左传播的波形相同.(2)再考虑波的周期性，若已知一段时间，就要找出与周期的关系，写成t ＝nT ＋Δt (Δt ＜T )；若已知一段距离，就要找出与波长的关系，写成x ＝n λ＋Δx (Δx ＜λ). 考点 波的干涉和衍射 多普勒效应考向1 对波的干涉的理解1.稳定干涉中，振动加强区域和振动减弱区域的空间位置是不变的.加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.2.振动加强的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于波长的整数倍(半波长的偶数倍)，振动减弱的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于半波长的奇数倍.3.只有符合干涉条件的两列波相遇时才能产生干涉现象；任何波都能发生衍射现象，而发生明显衍射现象需要一定的条件.[典例10] (2018·福建漳州八校三联)(多选)如图所示为两列沿绳传播的(虚线表示甲波，实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形，M 为绳上x ＝0.2 m 处的质点，则下列说法中正确的是( )A.图示时刻质点M 的速度为零B.M 点是振动加强点C.甲波的传播速度v 1比乙波的传播速度v 2大D.由图示时刻开始，再经甲波的34周期，质点M 将位于波峰 E.位于原点的质点与M 点的振动方向总是相反的[解析] 图示时刻，两波在质点M 处引起的振动方向相同，速度最大，振动加强，A 错误，B 正确；两波在同一介质中传播，波速相同，C 错误；图示时刻M 质点向下振动，再经甲波的34周期，质点M 将位于波峰，D 正确；O 、M 平衡位置之间的距离等于半个波长，振动方向总相反，E 正确.[答案] BDE考向2 对波的衍射的理解波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长.[典例11] (多选)图中S 为在水面上振动的波源，M 、N 是水面上的两块挡板，其中N 板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A 处水面没有振动，为使A 处水面也能发生振动，可采用的方法是( )A.使波源的频率增大B.使波源的频率减小C.移动N 使狭缝的间距增大D.移动N 使狭缝的间距减小[解析] 使孔满足明显衍射的条件即可，或将孔变小，或将波长变大，B 、D 正确.[答案] BD考向3 对多普勒效应的理解1.接收频率：观测者接收到的频率等于观测者在单位时间内接收到的完整波的个数.当波以速度v 通过接收者时，时间t 内通过的完整波的个数为N ＝vt λ. 2.多普勒效应的两种情况[典例12] (多选)如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆，下列关于女同学的感受的说法正确的是( )A.女同学从A 向B 运动过程中，她感觉哨声音调变高B.女同学从E 向D 运动过程中，她感觉哨声音调变高C.女同学在C 点向右运动时，她感觉哨声音调不变D.女同学在C 点向左运动时，她感觉哨声音调变低[解析] 在女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感觉哨声音调变高；反之，女同学向左运动，她都感觉音调变低，所以选项A 、D 正确，B 、C 错误.[答案] AD对多普勒效应的进一步理解(1)发生多普勒效应时，波源的真实频率不会发生任何变化，只是观察者接收到的波的频率发生了变化.(2)观察者接收到的波的频率发生变化的原因是观察者与波源之间有相对运动.1.[波的干涉](多选)两列振动方向相同、振幅分别为A 1和A 2的相干简谐横波相遇.下列说法正确的是( )A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A 1－A 2|B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A 1＋A 2C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅答案：AD 解析：两列振动方向相同的相干波相遇叠加，在相遇区域内各质点仍做简谐运动，其振动位移在0到最大值之间，选项B 、C 错误；在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差，在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和，故选项A 、D 正确.2.[波的形成与传播]如图甲所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上，相邻两点间距离为d .质点1开始振动时速度方向竖直向上，振动由此开始向右传播.经过时间t ，前13个质点第一次形成如图乙所示的波形.关于该波的周期与波长说法正确的为( )A.23t,9d B.23t,8d C.t 2，9d D.t 2，8d 答案：D 解析：根据振动的周期性和波的传播特点可知，质点13此时的振动方向向下，而波源的起振方向向上，所以从质点13算起，需要再经T 2时间振动的方向才能向上，即与波源的起振方向相同，图上还有半个波长的波没有画出，设周期为T ，则t ＝32T ＋T 2＝2T ，即T ＝t 2；相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长，由题意知波长为8d ，故D 正确. 3.[波的图象](多选)在均匀介质中坐标原点O 处有一波源做简谐运动，其表达式为y ＝5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2t ，它在介质中形成的简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x ＝12 m 处，波形图象如图所示，则( )A.此后再经6 s 该波传播到x ＝24 m 处B.M 点在此后第3 s 末的振动方向沿y 轴正方向C.波源开始振动时的运动方向沿y 轴负方向D.此后M 点第一次到达y ＝－3 m 处所需的时间是2 s答案：AB 解析：由题中波的图象可知，该波的波长λ＝8 m ，由波源简谐运动的表达式y ＝5sin π2t (m) 可知，ω＝π2 rad/s ，周期T ＝2πω＝4 s ，波速v ＝λT＝2 m/s.此后再经6 s ，该波再向前传播的距离s ＝vt ＝2×6 m＝12 m ，即再经6 s ，该波传播到x ＝12 m＋12 m ＝24 m 处，选项A 正确.题中波的图象上此时M 点向下振动，在此后的第3 s 末⎝⎛⎭⎪⎫即经过3T 4的振动方向沿y 轴正方向，选项B 正确.由题图为某时刻波刚好传播到x ＝12 m 时的波的图象可知，波源开始振动时的方向沿y 轴正方向，选项C 错误.题图中M 点振动方向向下，此后M 点第一次到达y ＝－3 m 处所需的时间小于半个周期，即小于2 s ，选项D 错误.4.[波传播的双向性]平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动，产生频率为50 Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s.平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着，P 、Q 的x 轴坐标分别为x P ＝3.5 m 、x Q ＝－3 m.当S 位移为负且向－y 方向运动时，P 、Q 两质点的( )A.位移方向相同、速度方向相反B.位移方向相同、速度方向相同C.位移方向相反、速度方向相反D.位移方向相反、速度方向相同答案：D 解析：由题可知，波动周期为T ＝1f ＝150s ＝0.02 s ，波长λ＝vT ＝2 m ，则x Q ＝3 m ＝112λ，因此Q 质点与S 质点的振动完全相反，当S 质点位移为负，且向－y 方向运动时，Q 质点的位移为正，且向＋y 方向运动，两质点位移大小相等；x P ＝3.5 m ＝134λ，则P 质点的位移也一定为负，但沿＋y 方向运动，因此P 质点和Q 质点的位移方向相反，速度方向相同.D 项正确，A 、B 、C 项错误.5.[波传播的双向性和周期性]如图所示，一简谐横波在t ＝0时的波形是图中实线，在t 1＝0.2 s 时的波形是图中虚线，P 为介质中x ＝4 m 处的质点，则( )A.该波一定沿x 轴正方向传播B.该波的传播速度可能为5 m/sC.从t ＝0开始，质点P 经过0.2 s 沿x 轴正方向运动1 mD.t ＝0.4 s 时，质点P 的位置y ＝4 cm答案：B 解析：当波向左传播时，传播的距离x ＝n λ＋34λ＝4n ＋3，0.2 s ＝nT ＋34T ，波速v ＝(20n ＋15) m/s ，T ＝0.84n ＋3(n ＝0,1,2,3，…).当波向右传播时，传播的距离x ＝n λ＋14λ＝4n ＋1，0.2 s ＝nT ＋14T ，波速v ＝(20n ＋5) m/s ，T ＝0.84n ＋1(n ＝0,1,2,3，…).由于波传播方向的不确定性，所以据波形图与时间无法判断该波的传播方向，故A 错误；据以上分析可知，当波向右传播时，该波的波速可能为5 m/s ，故B 正确；据波传播特点可知，各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，故C 错误；据波的图象可知，t ＝0.4 s 时，质点P 的位置y ＝0，故D 错误.。
2021年高考物理一轮复习 第13章 第2单元 机械波课时跟踪检测(选修3-4)
2021年高考物理一轮复习第13章第2单元机械波课时跟踪检测（选修3-4）高考常考题型：选择题＋填空题＋计算题一、单项选择题1．(xx·九江联考)下列物理现象中：(1)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。
这些物理现象分别属于波的( )A．反射、衍射、干涉、多普勒效应B．折射、衍射、多普勒效应、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效应D．衍射、折射、干涉、多普勒效应2．(xx·上海虹口期末)小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视如图1所示，小河水面平静。
现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是( )图1A．提高拍打水面的频率B．降低拍打水面的频率C．无论怎样拍打，A都不会振动起来D．无需拍打，A也会振动起来3．(xx·湖南部分学校联考)一列简谐横波，A为振源，在B点刚开始振动时的图象如图2所示。
图中数据单位都是m，已知波的传播速度为10 m/s，下列说法正确的是( )图2A．振源A开始振动时的速度方向向下B．从振源A开始振动到形成如图所示波形，经过时间为1.6 sC．此后再经过0.2 s，振源A到达波峰D．从M点开始运动到如图所示时刻，M通过的路程为1.0 m4．(xx·重庆期末)如图3甲所示为某振源的振动图象，图乙为该振源振动在t时刻在介质中形成的沿x轴传播的简谐横波。
以下说法正确的是( )图3A．质点P的振幅为0B．如果Q点是振源，则P点至少振动了5T/4C．如果Q点是振源，则Q点至少振动了9T/4D．如果t时刻P点沿y轴正向振动，则波沿－x方向传播5.(2011·四川高考)如图4所示为一沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，则( )图4A．1 cm<x<3 cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时正在波峰位置D．Q处的质点此时运动到P处二、多项选择题6．如图5所示是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰，虚线为波谷。
2019年高考物理新课标一轮复习习题 第13章 第2讲 机械波 含答案
第2讲机械波A组基础题组1.下列说法正确的是( )A.若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率减小B.声波击碎玻璃杯的实验原理是共振C.超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波近得多D.“音箱的高音部分容易被大的障碍物挡住的现象”是声波的干涉现象2.(多选)如图甲所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,据图乙,下列关于女同学的感受的说法正确的是( )A.女同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高B.女同学从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高C.女同学在点C向右运动时,她感觉哨声音调不变D.女同学在点C向左运动时,她感觉哨声音调变低E.女同学从B向D运动过程中,她感觉哨声音调变高3.(2014安徽理综,16,6分)一简谐横波沿x轴正向传播,图1是t=0时刻的波形图,图2是介质中某质点的振动图像,则该质点的x坐标值合理的是( )A.0.5 mB.1.5 mC.2.5 mD.3.5 m4.(2015四川攀枝花模拟)(多选)一列横波沿x轴正方向传播,其中t=0和t=0.4 s两时刻在x轴上-3 m至3 m的区间内的波形图如图中同一条图线所示,则下列说法中正确的是( )A.质点振动周期的最大值为0.4 sB.该波最大传播速度为10 m/sC.在t=0.5 s时,x=-2 m处的质点位移可能为零D.从t=0开始计时,x=-1.5 m处的质点比x=2 m处的质点先回到平衡位置5.(2015湖北八市联考)(多选)如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像,乙图是x=2 m处质点P的振动图像,下列判断正确的是( )A.该波的传播速率为4 m/sB.该波沿x轴正方向传播C.经过0.5 s,质点P沿波的传播方向移动2 mD.若遇到3 m的障碍物,该波能发生明显的衍射现象6.(2015江苏苏北四市调研)如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同.实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷.a、b、c、d四点中振动减弱的点为,经四分之一周期,不在平衡位置的点为.7.(2016江苏淮安淮海中学二模)x=0处的质点在t=0时刻开始振动,产生的波沿x轴正方向传播,t1=0.14 s时刻波的图像如图所示,质点A刚好开始振动.①求波在介质中的传播速度;②求x=4 m处的质点在0.14 s内运动的路程.B组提升题组8.(2016湖北孝感调研)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T.在t=0时的波形如图所示,波上有P、Q两点,其纵坐标分别为y P=2 cm,y Q=-2 cm,下列说法正确的是( )A.P点的振动形式传到Q点需要B.P、Q在振动过程中,位移的大小总相等C.在内,P点通过的路程为20 cmD.经过,Q点回到平衡位置E.在相等时间内,P、Q两质点通过的路程相等9.(2015天津十二区县重点学校联考)(多选)a、b、c是某弹性绳上的三个质点,沿绳建立x 坐标轴.一简谐横波正在沿x轴的正方向传播,振源的周期T=0.4 s,t=0.2 s时的波形如图所示,则( )A.波速为10 m/sB.质点b开始振动时,速度方向沿y轴正方向C.t=0.6 s时,质点b处于波峰D.0到0.5 s内,质点c通过的路程为0.3 m10.[2013课标Ⅰ,34(1),6分](多选)如图,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m.一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3 s时a第一次到达最高点.下列说法正确的是( )A.在t=6 s时刻波恰好传到质点d处B.在t=5 s时刻质点c恰好到达最高点C.质点b开始振动后,其振动周期为4 sD.在4 s<t<6 s的时间间隔内质点c向上运动E.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动11.(2015河北唐山统考)一列沿-x方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图所示,质点振动的振幅为10 cm.P、Q两点的坐标分别为(-1 m,0)和(-9 m,0),已知t=0.7 s时,P点第二次出现波峰.(1)这列波的传播速度多大?(2)从t=0时刻起,经过多长时间Q点第一次出现波峰?(3)当Q点第一次出现波峰时,P点通过的路程为多少?12.(2015河南三市联考)如图所示,一列水平向右传播的简谐横波,波速大小为v=0.6 m/s,P 质点的平衡位置坐标为 x=0.96 m.从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距O点0.24 m 的位置),求:①经过多长时间,P质点第一次到达波峰?②经过多长时间,P质点第二次到达波谷?P质点第二次到达波谷时,P质点通过的路程及该时刻的位移为多少?答案全解全析A组基础题组1.B 由多普勒效应可知,若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率增大,A错误;当声波频率与玻璃杯固有频率相同时,玻璃杯发生共振导致破碎,B正确;由于水对光波和无线电波吸收得多,所以超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多,C错误;“音箱的高音部分容易被大的障碍物挡住的现象”是声波的衍射现象,D错误.2.ADE 女同学荡秋千的过程中,只要她向右运动,她都向声源靠近,根据多普勒效应,她都会感到哨声音调变高;反之,女同学向左运动时,她感到音调变低,选项A、D、E正确,B、C错误.3.C 由图2知,t=0时刻此质点相对平衡位置的位移约为-0.15 m,且振动方向向下,图1中符合此要求的点在2~3 m 之间,故C正确.4.AC 根据题述,波的最大周期为0.4 s,波长为4 m,该波最小传播速度为10 m/s,选项A正确,B错误;若周期为0.4 s,在t=0.5 s时,x=-2 m处的质点位移为零,选项C正确;因波沿x 轴正方向传播,则从t=0开始计时,x=-1.5 m处的质点比x=2 m处的质点后回到平衡位置,选项D错误.5.AD 由题图可知,波的波长为λ=4 m,周期为T=1 s,则v==4 m/s,选项A正确;由乙图可知,t=0时刻质点P经平衡位置向下振动,由甲图可知,该波沿x轴负方向传播,选项B错误;质点P只在平衡位置附近振动,不沿波的传播方向移动,选项C错误;由于波长大于障碍物尺寸,该波能发生明显的衍射现象,选项D正确.6.答案 a d解析波峰与波谷相遇叠加,振动减弱,波峰与波峰或波谷与波谷相遇时,振动加强,且加强与减弱的区域相互间隔.由图可知,a点为振动减弱的点,b、c、d点均为振动加强的点.经四分之一周期后,a、b、c三点均在平衡位置,但d点不在平衡位置.7.答案①50 m/s②15 cm解析①由题知,波在t=0.14 s时间内传播的距离为x=7 m,则该波的传播速度v==50 m/s②在0.14 s内,x=4 m处的质点只振动了个周期,该质点运动的路程:s=3A=15 cmB组提升题组8.ABE 由图看出,P、Q两点所对应的平衡位置间的距离等于半个波长,因简谐横波传播过程中,在一个周期内传播一个波长,所以P点的振动形式传到Q点需要半个周期,则P、Q两点的振动情况总是相反,所以在振动过程中,它们的位移大小总是相等,故A、B正确.若图示时刻P在平衡位置或最大位移处,在T内,P点通过的路程为:s=5A=5×4 cm=20 cm,而实际上图示时刻,P点不在平衡位置或最大位移处,所以在T内,P点通过的路程不是20 cm,故C错误.图示时刻,Q点向下运动,速度减小,所以从图示位置运动到波谷的时间大于,再从波谷运动到平衡位置的时间为,所以经过T,Q点没有回到平衡位置,故D错误.由于P、Q两点的振动步调总是相反,所以在相等时间内,P、Q两质点通过的路程相等,故E正确.9.ACD 由题知:λ=4 m、T=0.4 s,则v==10 m/s,A正确;质点b开始振动时的速度方向为波源的起振方向,方向向下,故B错误;t=0.2 s时波传播到a,再经过Δt==0.1 s,质点b开始向下振动,当t=0.6 s时,质点b恰好振动了个周期处于波峰,C正确;从图示时刻开始,再经过Δt'==0.2 s,质点c开始振动,t=0.5 s时质点c恰好从平衡位置第一次运动到波谷,故通过的路程为一个振幅,即0.3 m,D正确.10.ACD 波由a到d匀速传播,v=2 m/s,t===6 s,A项正确.第一个波峰在t1=3 s时产生于a 点,再经t2===3 s到达c点,共计t=t1+t2=6 s,B项错误.a点从向下起振至到达最高点用时3 s,可知T=3 s,即T=4 s,则b点的振动周期也为4 s,C项正确.波经t2==3 s到达c点,说明此时c点开始从平衡位置向下振动,再经=1 s,共计4 s到达最低点,再经=2 s可到达最高点,故在4 s<t<6 s的时间内点c向上运动,D项正确.因λ=v·T=8 m,而db=10 m=1λ,并不是λ或λ的奇数倍,故E项说法错误.11.答案(1)10 m/s (2)1.1 s (3)0.9 m解析(1)由题意可知该波的波长为λ=4 m,P点与最近波峰的水平距离为3 m,距离下一个波峰的水平距离为7 m,所以v== m/s=10 m/s.(2)Q点与最近波峰的水平距离为11 m故Q点第一次出现波峰的时间为t1== s=1.1 s.(3)该波中各质点振动的周期为T== s=0.4 sQ点第一次出现波峰时,质点P振动了t2=0.9 s则t2=2T+T=质点每振动经过的路程为10 cm当Q点第一次出现波峰时,P点通过的路程s'=0.9 m.12.答案①1.5 s②1.7 s0.25 m -5 cm解析由波形图可知,波长λ=0.24 m,波上质点振动的振幅为A=5 cm,波上质点振动的周期为:T===0.4 s①P质点第一次到达波峰所需的时间,就是初始时刻x=0.06 m处的质点的振动状态传到P点所需的时间,由图可知:Δx1=0.96 m-0.06 m=0.90 m则t1== s=1.5 s②为了求P质点第二次到达波谷所需的时间,可选取初始时刻x=0.18 m处的质点的振动状态作为研究对象,该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间,则: Δx2=0.96 m-0.18 m=0.78 mt2=+T= s+0.4 s=1.7 s设波最右端传到P处所需时间为t3,有:t3= s=1.2 s所以从质点P起振到第二次到达波谷历时Δt=t2-t3=1.7 s-1.2 s=0.5 s,相当于1T所以质点P通过的路程为5A=0.25 m,此时刻质点P的位移为-5 cm.。
2020版高考物理新设计一轮复习江苏专版讲义：第十三章 第2节 机械波 含答案
第2节机械波(1)在水平方向传播的波为横波。
(×)(2)在机械波中各质点不随波的传播而迁移。
(√)(3)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。
(×)(4)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。
(√)(5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。
(×)(6)波速表示介质中质点振动的快慢。
(×)(7)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。
(×)(8)一切波都能发生衍射现象。
(√)(9)多普勒效应说明波源的频率发生变化。
(×)突破点(一)机械波的传播与图像1．机械波的传播特点(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。
(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。
(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以改变，但频率和周期都不会改变。
(4)振源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v＝λT＝λf。
2．波动图像的特点(1)质点振动nT(波传播nλ)(n＝0,1,2,3，…)时，波形不变。
(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)λ2(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反。
(3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同。
3．波的传播方向与质点振动方向的互判方法1．[多选](2019·睢宁模拟)如图所示，在xOy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为1 m/s，振幅为4 cm，频率为2.5 Hz。
在t＝0时刻，P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距P点为0.2 m的Q点()A．在0.1 s时的位移是4 cmB．在0.1 s时的速度最大C．在0.1 s时的速度向下D．在0到0.1 s时间内的路程是4 cm解析：选BD已知简谐波的波速v＝1 m/s，频率f＝2.5 Hz，则周期T＝1f＝0.4 s，波长λ＝vf＝0.4 m。
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第2讲机械波A组基础题组1.下列说法正确的是( )A.若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率减小B.声波击碎玻璃杯的实验原理是共振C.超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波近得多D.“音箱的高音部分容易被大的障碍物挡住的现象”是声波的干涉现象2.(多选)如图甲所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,据图乙,下列关于女同学的感受的说法正确的是( )A.女同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高B.女同学从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高C.女同学在点C向右运动时,她感觉哨声音调不变D.女同学在点C向左运动时,她感觉哨声音调变低E.女同学从B向D运动过程中,她感觉哨声音调变高3.(2014安徽理综,16,6分)一简谐横波沿x轴正向传播,图1是t=0时刻的波形图,图2是介质中某质点的振动图像,则该质点的x坐标值合理的是( )A.0.5 mB.1.5 mC.2.5 mD.3.5 m4.(2015四川攀枝花模拟)(多选)一列横波沿x轴正方向传播,其中t=0和t=0.4 s两时刻在x轴上-3 m至3 m的区间内的波形图如图中同一条图线所示,则下列说法中正确的是( )A.质点振动周期的最大值为0.4 sB.该波最大传播速度为10 m/sC.在t=0.5 s时,x=-2 m处的质点位移可能为零D.从t=0开始计时,x=-1.5 m处的质点比x=2 m处的质点先回到平衡位置5.(2015湖北八市联考)(多选)如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像,乙图是x=2 m处质点P的振动图像,下列判断正确的是( )A.该波的传播速率为4 m/sB.该波沿x轴正方向传播C.经过0.5 s,质点P沿波的传播方向移动2 mD.若遇到3 m的障碍物,该波能发生明显的衍射现象6.(2015江苏苏北四市调研)如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同。
实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。
a、b、c、d四点中振动减弱的点为,经四分之一周期,不在平衡位置的点为。
7.(2016江苏淮安淮海中学二模)x=0处的质点在t=0时刻开始振动,产生的波沿x轴正方向传播,t1=0.14 s时刻波的图像如图所示,质点A刚好开始振动。
①求波在介质中的传播速度;②求x=4 m处的质点在0.14 s内运动的路程。
B组提升题组8.(2016湖北孝感调研)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T。
在t=0时的波形如图所示,波上有P、Q两点,其纵坐标分别为y P=2 cm,y Q=-2 cm,下列说法正确的是( )A.P点的振动形式传到Q点需要B.P、Q在振动过程中,位移的大小总相等C.在内,P点通过的路程为20 cmD.经过,Q点回到平衡位置E.在相等时间内,P、Q两质点通过的路程相等9.(2015天津十二区县重点学校联考)(多选)a、b、c是某弹性绳上的三个质点,沿绳建立x 坐标轴。
一简谐横波正在沿x轴的正方向传播,振源的周期T=0.4 s,t=0.2 s时的波形如图所示,则( )A.波速为10 m/sB.质点b开始振动时,速度方向沿y轴正方向C.t=0.6 s时,质点b处于波峰D.0到0.5 s内,质点c通过的路程为0.3 m10.[2013课标Ⅰ,34(1),6分](多选)如图,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m。
一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3 s时a第一次到达最高点。
下列说法正确的是( )A.在t=6 s时刻波恰好传到质点d处B.在t=5 s时刻质点c恰好到达最高点C.质点b开始振动后,其振动周期为4 sD.在4 s<t<6 s的时间间隔内质点c向上运动E.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动11.(2015河北唐山统考)一列沿-x方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图所示,质点振动的振幅为10 cm。
P、Q两点的坐标分别为(-1 m,0)和(-9 m,0),已知t=0.7 s时,P点第二次出现波峰。
(1)这列波的传播速度多大?(2)从t=0时刻起,经过多长时间Q点第一次出现波峰?(3)当Q点第一次出现波峰时,P点通过的路程为多少?12.(2015河南三市联考)如图所示,一列水平向右传播的简谐横波,波速大小为v=0.6 m/s,P 质点的平衡位置坐标为 x=0.96 m。
从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距O点0.24 m 的位置),求:①经过多长时间,P质点第一次到达波峰?②经过多长时间,P质点第二次到达波谷?P质点第二次到达波谷时,P质点通过的路程及该时刻的位移为多少?答案全解全析A组基础题组1.B 由多普勒效应可知,若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率增大,A错误;当声波频率与玻璃杯固有频率相同时,玻璃杯发生共振导致破碎,B正确;由于水对光波和无线电波吸收得多,所以超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多,C错误;“音箱的高音部分容易被大的障碍物挡住的现象”是声波的衍射现象,D错误。
2.ADE 女同学荡秋千的过程中,只要她向右运动,她都向声源靠近,根据多普勒效应,她都会感到哨声音调变高;反之,女同学向左运动时,她感到音调变低,选项A、D、E正确,B、C错误。
3.C 由图2知,t=0时刻此质点相对平衡位置的位移约为-0.15 m,且振动方向向下,图1中符合此要求的点在2~3 m 之间,故C正确。
4.AC 根据题述,波的最大周期为0.4 s,波长为4 m,该波最小传播速度为10 m/s,选项A正确,B错误;若周期为0.4 s,在t=0.5 s时,x=-2 m处的质点位移为零,选项C正确;因波沿x 轴正方向传播,则从t=0开始计时,x=-1.5 m处的质点比x=2 m处的质点后回到平衡位置,选项D错误。
5.AD 由题图可知,波的波长为λ=4 m,周期为T=1 s,则v==4 m/s,选项A正确;由乙图可知,t=0时刻质点P经平衡位置向下振动,由甲图可知,该波沿x轴负方向传播,选项B错误;质点P只在平衡位置附近振动,不沿波的传播方向移动,选项C错误;由于波长大于障碍物尺寸,该波能发生明显的衍射现象,选项D正确。
6.答案 a d解析波峰与波谷相遇叠加,振动减弱,波峰与波峰或波谷与波谷相遇时,振动加强,且加强与减弱的区域相互间隔。
由图可知,a点为振动减弱的点,b、c、d点均为振动加强的点。
经四分之一周期后,a、b、c三点均在平衡位置,但d点不在平衡位置。
7.答案①50 m/s②15 cm解析①由题知,波在t=0.14 s时间内传播的距离为x=7 m,则该波的传播速度v==50 m/s②在0.14 s内,x=4 m处的质点只振动了个周期,该质点运动的路程:s=3A=15 cmB组提升题组8.ABE 由图看出,P、Q两点所对应的平衡位置间的距离等于半个波长,因简谐横波传播过程中,在一个周期内传播一个波长,所以P点的振动形式传到Q点需要半个周期,则P、Q两点的振动情况总是相反,所以在振动过程中,它们的位移大小总是相等,故A、B正确。
若图示时刻P在平衡位置或最大位移处,在T内,P点通过的路程为:s=5A=5×4 cm=20 cm,而实际上图示时刻,P点不在平衡位置或最大位移处,所以在T内,P点通过的路程不是20 cm,故C错误。
图示时刻,Q点向下运动,速度减小,所以从图示位置运动到波谷的时间大于,再从波谷运动到平衡位置的时间为,所以经过T,Q点没有回到平衡位置,故D错误。
由于P、Q两点的振动步调总是相反,所以在相等时间内,P、Q两质点通过的路程相等,故E正确。
9.ACD 由题知:λ=4 m、T=0.4 s,则v==10 m/s,A正确;质点b开始振动时的速度方向为波源的起振方向,方向向下,故B错误;t=0.2 s时波传播到a,再经过Δt==0.1 s,质点b开始向下振动,当t=0.6 s时,质点b恰好振动了个周期处于波峰,C正确;从图示时刻开始,再经过Δt'==0.2 s,质点c开始振动,t=0.5 s时质点c恰好从平衡位置第一次运动到波谷,故通过的路程为一个振幅,即0.3 m,D正确。
10.ACD 波由a到d匀速传播,v=2 m/s,t===6 s,A项正确。
第一个波峰在t1=3 s时产生于a点,再经t2===3 s到达c点,共计t=t1+t2=6 s,B项错误。
a点从向下起振至到达最高点用时3 s,可知T=3 s,即T=4 s,则b点的振动周期也为4 s,C项正确。
波经t2==3 s到达c点,说明此时c点开始从平衡位置向下振动,再经=1 s,共计4 s到达最低点,再经=2 s可到达最高点,故在4 s<t<6 s的时间内点c向上运动,D项正确。
因λ=v·T=8 m,而db=10 m=1λ,并不是λ或λ的奇数倍,故E项说法错误。
11.答案(1)10 m/s (2)1.1 s (3)0.9 m解析(1)由题意可知该波的波长为λ=4 m,P点与最近波峰的水平距离为3 m,距离下一个波峰的水平距离为7 m,所以v== m/s=10 m/s。
(2)Q点与最近波峰的水平距离为11 m故Q点第一次出现波峰的时间为t1== s=1.1 s。
(3)该波中各质点振动的周期为T== s=0.4 sQ点第一次出现波峰时,质点P振动了t2=0.9 s则t2=2T+T=质点每振动经过的路程为10 cm当Q点第一次出现波峰时,P点通过的路程s'=0.9 m。
12.答案①1.5 s②1.7 s0.25 m -5 cm解析由波形图可知,波长λ=0.24 m,波上质点振动的振幅为A=5 cm,波上质点振动的周期为:T===0.4 s①P质点第一次到达波峰所需的时间,就是初始时刻x=0.06 m处的质点的振动状态传到P点所需的时间,由图可知:Δx1=0.96 m-0.06 m=0.90 m则t1== s=1.5 s②为了求P质点第二次到达波谷所需的时间,可选取初始时刻x=0.18 m处的质点的振动状态作为研究对象,该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间,则: Δx2=0.96 m-0.18 m=0.78 mt2=+T= s+0.4 s=1.7 s设波最右端传到P处所需时间为t3,有:t3= s=1.2 s所以从质点P起振到第二次到达波谷历时Δt=t2-t3=1.7 s-1.2 s=0.5 s,相当于1T所以质点P通过的路程为5A=0.25 m,此时刻质点P的位移为-5 cm。