高中物理专题练习36 机械波
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专题练习(三十六)机械波
1.(.·九江联考)下列物理现象中;
(1)在春天里在一次闪电过后,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.①反射、②衍射、③干涉、④多普勒效应
B.①折射、②衍射、③多普勒效应、④干涉
C.①反射、②折射、③干涉、④多普勒效应
D.①衍射、②折射、③干涉、④多普勒效应
2.(.·安徽高考)一列简谐波沿x轴正方向传播,在t=0时波形如图1所示,已知波速为10 m/s,则t=0.1 s 时正确的波形应是图2中的()
图1
解析:由图象可知,λ=4 m,又由T=λ
v =4
10s=0.4 s,当时间为0.1 s时该波传播了
1
4
个周期,
判断此刻波形有多种方向,方法一:简谐波波形向x轴正方向平移1
4
λ;方法二(特殊点振动分析):x
=0处质点经1
4个周期运动到平衡位置,x=1 m处质点在t=0时向y轴正方向运动,经1
4
个周期运动
到波峰位置.由此判断C正确.
答案:C
3.(.·丹东联考)一列简谐波沿x轴正方向传播,某时刻波形图如图甲所示,a、b、c、d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置.如再过3/2个周期,其中某质点继续振动的图象如图乙所示,则该质点是()
A.a处质点B.b处质点
C.c处质点D.d处质点
解析:画出再过3/2个周期后的波形图,O处质点处于波谷,c处质点处于波峰,b处质点处于平衡位置且向下运动,O处质点处于平衡位置且向上运动,所以图乙是O处质点的振动图象,选项D正确.
答案:D
4.一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播,A、B间的距离为3 m,如图甲所示.若质点B的振动图象如图乙所示,则质点A的振动图象为丙图中的()
解析:由质点B的振动图象可知,周期为4 s.波长为4 m.由A、B间的距离为3 m,质点A 振动比B超前3T/4.画出AB之间的波形图,由波形图可知,质点A的振动图象为丙图中的D.
答案:D
5.如图所示是一列简谐横波在t=0时的波形图,此时P点沿y轴的正方向运动,已知波的传播速度为2 m/s.则下列说法正确的是()
A.波长为0.6 m
B.被沿x轴正方向传播
C.经过Δt=0.4 s质点P沿x轴移动0.8 m
D.经过任意时间质点Q和P的振动情况总是相同的
6.(.·宁波联考)两列振幅、波长和波速都相同的简谐波a和b分别沿x轴的正方向、负方向传播,波速v=200 m/s,在t=0时刻的部分波形如图所示,那么在x轴上x=450 m的质点P,经最短时间t1出现位移最大值,经最短时间t2出现位移最小值,则t1、t2分别是()
A.1.75 s,1.25 s B.0.25 s,0.75 s
C.1.25 s,0.75 s D.0.25 s,1.25 s
解析:由波形图可知波长λ=400 m,波动周期为T=λ/v=2 s.根据波动叠加原理,由图可知,质点P经T/8出现位移最大值,t1=0.25 s;质点P经3T/8出现位移最小值(位移为零),t2=0.75 s,选项B正确.
答案:B
7.(.·天津高考)沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的
一个质点,该波的传播速度为40 m/s,则t=1
40s时()
A.质点M对平衡位置的位移一定为负值
B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同
D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反
解析:由波形图可知,波长为λ=4 m,波动周期为T=λ/v=0.1 s.由于M点向上运动,t=1
40s =T/4时,质点M对平衡位置的位移为正值,质点M的速度方向沿y轴负方向,与位移方向相反,选项A、B错误;质点M的加速度方向向下,沿y轴负方向,与速度方向相同,选项C正确;质点
M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反,选项D正确.
答案:CD
8.振源S在O点做竖直方向的简谐运动,频率为10 Hz,t=0时刻向右传播的简谐横波如图所示(向左传播的简谐横波图中未画出).则下列说法正确的是()
A.t=0时,x=1 m处的质点振动方向向上
B.t=0时,x=-2 m处的质点振动方向向上
C.t=0.175 s时,x=-1 m处的质点处在波谷位置
D.t=0.175 s时,x=1 m处的质点处在波峰位置
E.波速大小为20 m/s
解析:t=0时,x=1 m处的质点振动方向向上,选项A正确;根据波动传播的双向性和对称性,画出向左传播波的波形图,t=0时,x=-2 m处的质点振动方向向下,选项B错误;波长为λ=2 m周期T=1/f=0.1 s,波速v=λf=20 m/s.t=0.175 s时,x=-1 m处的质点处在波谷位置,选项C、E正确,D错误.
答案:ACE
9.(.·新课标全国高考)一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图a所示,x=0.30 m处的质点的振动图线如图b所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴______(选填“正向”或“负向”).已知该波的波长大于0.30 m,则该波的波长为______m.
解析:由图乙可知,从t=0开始,质点将首先运动到波峰,所以质点向y轴正方向运动,质点位置为y轴上方 2 cm处,运动到波峰2 cm处需要时间为T
,所以在图甲中,该质点在第一个波峰
8
的右侧,该质点到原点的距离为3
λ=0.3 m,即λ=0.8 m.
8
答案:正向0.8
10.(.·江苏高考)地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3.5 km/s的S波,另一种是传播速度约为7.0 km/s的P波.一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3 min,假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2 s,求震源与监测点之间的距离x和S波的波长λ.