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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)34 機械波(含解析)
一、選擇題
1.
如圖所示為兩列相干水波在t=0時刻的疊加情況,其中實線表示波峰,虛線表示波谷.若兩列波的振幅均保持5 cm不變,波速和波長分別為1 m/s和0.5 m,C點是BD連線的中點.則下列說法正確的是( )
A.A、D點振動始終加強,B點振動始終減弱
B.C點始終保持靜止不動
C.t=0時刻,A、B兩點的豎直高度差為10 cm
D.在t=0至t=0.25 s的時間內(nèi),B點通過的路程為20 cm
解析:A、B、C、D點振動始終加強,選項A、B錯誤;t=0時刻,A、B兩點的豎直高度差為20 cm,選項C錯誤
2、;波動周期T=λ/v=0.5 s,在t=0至t=0.25 s的時間內(nèi),B點通過的路程為20 cm,選項D正確.
答案:D
2.如圖是沿x軸正方向傳播的一列橫波在t=0的一部分波形,此時P點的位移為y0.則此后P點的振動圖象是如圖中的( )
解析:根據(jù)波動傳播規(guī)律,此后P點的振動圖象是圖中的B.
答案:B
3.一列簡諧波沿x軸正方向傳播,某時刻波形圖如圖甲所示,a、b、c、d是波傳播方向上的四個振動質(zhì)點的平衡位置.如再過3/2個周期開始計時,其中某質(zhì)點繼續(xù)振動的圖象如圖乙所示,則該質(zhì)點是( )
A.a(chǎn)處質(zhì)點 B.b處質(zhì)點
C.c處質(zhì)點 D.d處質(zhì)點
解析:
3、畫出再過3/2個周期后的波形圖,a處質(zhì)點處于波谷,c處質(zhì)點處于波峰,b處質(zhì)點處于平衡位置且向下運動,d處質(zhì)點處于平衡位置且向上運動,所以圖乙是d處質(zhì)點的振動圖象,選項D正確.
答案:D
4.[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(-2 m,0 cm)、Q(2 m,0 cm)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 Hz
D.波的頻率與波源的振動頻率無關(guān)
解析:此時P點和Q點都向下振動.再經(jīng)過0.5 s
4、,波向前傳播的距離為2.5 m,此時N點正好在波峰位置,即坐標(biāo)為(-5 m,20 cm);此波的頻率為f== Hz=2.5 Hz,所以能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為2.5 Hz;波的頻率等于波源的振動頻率.正確選項為AB.
答案:AB
5.
[多選]一簡諧橫波以4 m/s的波速沿x軸正方向傳播.已知t=0時的波形如圖所示,則( )
A.波的周期為1 s
B.x=0處的質(zhì)點在t=0時向y軸負向運動
C.x=0處的質(zhì)點在t= s時速度為0
D.x=0處的質(zhì)點在t= s時速度值最大
解析:由波的圖象知波長λ=4 m,所以周期T==1 s,A項正確;由波的傳播方向和質(zhì)點振動方
5、向之間的關(guān)系知,此時x=0處的質(zhì)點向y軸負向運動,B項正確;質(zhì)點運動時越接近平衡位置速度越大,t= s=時,x=0處的質(zhì)點已運動到x軸下方,其振動速度既不為零也不是最大值,C、D均錯.
答案:AB
6.[多選]
一列波源在x=0處的簡諧波,沿x軸正方向傳播,周期為0.02 s,t0時刻的波形如圖所示.此時x=12 cm處的質(zhì)點P恰好開始振動.則( )
A.質(zhì)點P開始振動時的方向沿y軸正方向
B.波源開始振動時的方向沿y軸負方向
C.此后一個周期內(nèi),質(zhì)點P通過的路程為8 cm
D.這列波的波速為4.00 m/s
解析:質(zhì)點P開始振動時的方向沿y軸負方向,波源開始振動時的方向
6、沿y軸負方向,選項A錯誤B正確;此后一個周期內(nèi),質(zhì)點P通過的路程為4個振幅,為4×5 cm=20 cm,選項C錯誤;這列波的波長8 cm,波速為4.00 m/s,選項D正確.
答案:BD
7.[多選]下圖甲為一列簡諧波在某一時刻的波形圖,Q、P是波上的質(zhì)點,圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象,從該時刻起,下列說法中正確的是( )
A.經(jīng)過0.05 s時,質(zhì)點Q的加速度大于質(zhì)點P的加速度
B.經(jīng)過0.05 s時,質(zhì)點Q的加速度小于質(zhì)點P的加速度
C.經(jīng)過0.1 s時,質(zhì)點Q的運動方向沿y軸負方向
D.經(jīng)過0.1 s時,質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向
解析:由圖乙可知,質(zhì)點
7、的振動周期T=0.2 s,經(jīng)過0.05 s,即周期,質(zhì)點P到達負向的最大位移處,而此時質(zhì)點Q處在正的某一位移處,位移越大,加速度越大,故B正確.經(jīng)過0.1 s,即周期,質(zhì)點Q在從正的最大位移回到平衡位置的途中,運動方向沿y軸負方向,故C正確.
答案:BC
8.
如圖為一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,P為0.9 m處的質(zhì)點,Q為2.2 m處的質(zhì)點.若經(jīng)歷Δt=0.1 s,P質(zhì)點恰好第一次運動到波谷,則下列說法正確的是( )
A.該波的周期T= s
B.該波的傳播速度為v=14 m/s
C.從t=0時刻再經(jīng)歷1 s,P質(zhì)點向前傳播的距離為14 m
D.從t=0
8、時刻再經(jīng)歷 s,Q質(zhì)點一定向下振動
解析:根據(jù)題述Δt=0.1 s=0.5T+0.25T×0.8=0.7T,該波的周期T= s,選項A錯誤;該波的波長為2 m,傳播速度為v=14 m/s,選項B正確;從t=0時刻再經(jīng)歷1 s,P質(zhì)點仍圍繞平衡位置振動,不向前移動,選項C錯誤;從t=0時刻再經(jīng)歷 s,Q質(zhì)點一定向上振動,選項D錯誤.
答案:B
9.下圖甲是一列簡諧橫波在t=2 s時的波形圖,圖乙是這列波中P點的振動圖象,則該波的傳播速度和傳播方向是( )
A.v=25 m/s,向x軸負方向傳播
B.v=25 m/s,向x軸正方向傳播
C.v=50 m/s,向x軸負方向傳播
D
9、.v=50 m/s,向x軸正方向傳播
解析:由圖知,2 s時刻P點正經(jīng)過平衡位置向正方向運動,則由波動圖象可知波應(yīng)向x軸的負方向傳播;而波的周期為2 s,波長為100 m,則波速v= m/s=50 m/s;故C正確.
答案:C
二、五選三型選擇題
10.
如圖所示,沿x方向的一條細繩上有O、a、b、c四點,Oa=ab,bc=5ab,質(zhì)點O在垂直于x軸方向上做簡諧運動,沿x軸傳播形成橫波.t=0時刻,O點開始向上運動,經(jīng)t=0.2 s,O點第一次到達上方最大位移處,這時a點才開始往上運動,由此可以判斷,在t=2.6 s時刻( )
A.a(chǎn)點位于x軸下方
B.c點位于x軸上方
10、C.a(chǎn)點正向上運動
D.c點正向下運動
E.在0~2.6 s內(nèi),質(zhì)點b三次到達過波峰
解析:根據(jù)題述經(jīng)t=0.2 s,O點第一次到達上方最大位移處,波動周期為0.8 s,波長為4Oa.在t=2.6 s時刻,波傳播3個周期,a點位于平衡位置且向上運動,c點位于平衡位置且向下運動,選項A、B錯誤.在0~2.6 s內(nèi),質(zhì)點b三次到達過波峰,選項C、D、E正確.
答案:CDE
11.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
11、)位置
C.能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為2.5 Hz
D.波的頻率與波源的振動頻率無關(guān)
E.波的波速由波源和介質(zhì)的性質(zhì)共同決定
解析:PQ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正確;波的頻率與波源的振動頻率相同,選項D錯誤;波的波速僅由介質(zhì)的性質(zhì)決定,選項E錯誤.
答案:ABC
12.某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播,圖甲為t=0.25 s時的波形圖,圖乙為P點(x=1.5 m處的質(zhì)點
12、)的振動圖象,那么下列說法正確的是( )
A.t=0.25 s時,質(zhì)點P正在往負方向運動
B.該波向右傳播,波速為2 m/s
C.質(zhì)點L與質(zhì)點N的運動方向總相反
D.t=0.75 s時,質(zhì)點M處于平衡位置,并正在往正方向運動
E.t=1.25 s時,質(zhì)點K向右運動了2 m
解析:由質(zhì)點P的振動圖象,可知t=0.25 s時質(zhì)點P正在往正方向運動,選項A錯誤;波長為4 m,周期2 s,該波向右傳播,波速為2 m/s,選項B正確;質(zhì)點L與質(zhì)點N相距半個波長,質(zhì)點L與質(zhì)點N的運動方向總相反,選項C正確;t=0.75 s時,質(zhì)點M處于平衡位置,并正在往正方向運動,選項D正確;t=1.2
13、5 s時,質(zhì)點K位于波谷,選項E錯誤.
答案:BCD
三、非選擇題
13.如圖所示,一橫波的波源在坐標(biāo)原點,x軸為波的傳播方向,y軸為振動方向.當(dāng)波源開始振動1 s時,形成了如圖所示的波形(波剛傳到圖中P點).試求:
(1)從圖示位置再經(jīng)多長時間波傳到Q點?
(2)波傳到Q點時質(zhì)點P的位移.
解析:(1)根據(jù)圖象,波的波長λ=4 m
波速為v==4 m/s
波傳到Q點用的時間t==0.75 s
(2)質(zhì)點振動的周期:T=1 s
P質(zhì)點開始向下振動,波經(jīng)P點傳到Q點的時間為周期,則此時質(zhì)點P的位移為10 cm.
答案:(1)0.75 s (2)10 cm
14.一列簡諧橫波沿直線傳播,在這條直線上相距d=1.5 m的A、B兩點,其振動圖象分別如圖中甲、乙所示.已知波長λ>1 m,求這列波的波速v.
解析:由A、B兩點振動圖象可知,該波的振動周期T=4×10-3 s
若波由A向B傳播
d=nλ1+λ1=1.5 m
又λ>1 m
所以λ1==2 m
傳播速度v1== m/s=500 m/s
若波由B向A傳播
d=nλ2+λ2=1.5 m
又λ>1 m
所以λ2=6 m或λ2′=1.2 m
傳播速度v2==1 500 m/s
或v2′==300 m/s.
答案:500 m/s 1 500 m/s 300 m/s