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(江蘇專版)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十四)機(jī)械波(含解析)

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1、(江蘇專版)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十四)機(jī)械波(含解析) 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:機(jī)械波的傳播與圖像 1.[多選]一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸方向傳播,某時(shí)刻的波形圖如圖所示,已知位于x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng),則下列說法正確的是(  ) A.該波沿x軸負(fù)方向傳播 B.x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)的振幅為零 C.x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)此刻具有最大加速度 D.該時(shí)刻以后,x=2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)比x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置 解析:選ACD 已知位于x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng),可知該波沿x軸負(fù)方向傳播,選項(xiàng)A正確;x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的位移為零,但是振幅不為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;x=2 m處

2、的質(zhì)點(diǎn)位移最大,回復(fù)力最大,則此刻具有最大加速度,選項(xiàng)C正確;該時(shí)刻x=2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),則從該時(shí)刻以后,x=2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)比x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置,選項(xiàng)D正確。 2.(2019·蘇州模擬)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻的波形如圖所示,此時(shí)波恰好傳播到A點(diǎn)處(x=6 m)。起振后A處質(zhì)點(diǎn)在8 s時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路程是16 cm,則該列波的波速是__________m/s;位于x=18 m 處的質(zhì)點(diǎn)在t=______s時(shí)刻將第一次到達(dá)波谷位置。 解析:起振后A處質(zhì)點(diǎn)在8 s時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路程是16 cm,可知T=4 s,因波長(zhǎng)為

3、λ=4 m,則波速v==1 m/s;當(dāng) x=18 m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷位置時(shí),則波向前傳播15 m,則t== s=15 s。 答案:1 15 3.(2018·蘇錫常鎮(zhèn)模擬)如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖,A為傳播介質(zhì)中的一質(zhì)點(diǎn),則該時(shí)刻A的運(yùn)動(dòng)方向是____________(選填“沿x軸正方向”“沿x軸負(fù)方向”“沿y軸正方向”或“沿y軸負(fù)方向”),在此后2 s內(nèi)A通過的路程為20 cm,此列波的傳播速度大小為________m/s。 解析:將波沿x軸正方向平移稍許,可得該時(shí)刻A的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向。 2 s內(nèi)A通過的路程為20 cm,波的振幅是2 cm,

4、則波的周期T=0.8 s;由題圖得,波的波長(zhǎng)λ=4 m,波的傳播速度v== m/s=5 m/s。 答案:沿y軸負(fù)方向 5 4.(2018·江蘇高考)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,在x=0和x=0.6 m 處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖像如圖所示。已知該波的波長(zhǎng)大于0.6 m,求其波速和波長(zhǎng)。 解析:由圖像可知,周期T=0.4 s 由于波長(zhǎng)大于0.6 m,而A、B間的距離Δx=0.6 m,可知, 波從A到B的傳播時(shí)間Δt=0.3 s 波速v=,代入數(shù)據(jù)得v=2 m/s, 波長(zhǎng)λ=vT,代入數(shù)據(jù)得λ=0.8 m。 答案:2 m/s 0.8 m 5.(2019·揚(yáng)州中學(xué)月考)一

5、列簡(jiǎn)諧波沿x軸方向傳播,t=0時(shí)刻波的圖像如圖所示,此刻波剛好傳播至x1=10 m處,在此后2 s 時(shí)間內(nèi)x1=10 m處的質(zhì)點(diǎn)通過的總路程是20 cm。求: (1)波沿x軸傳播的速度v; (2)x軸上x2=16 m處的質(zhì)點(diǎn)何時(shí)開始振動(dòng)?開始振動(dòng)時(shí)的方向如何? 解析:(1)根據(jù)波形圖可知,波長(zhǎng)λ=8 m,2 s時(shí)間內(nèi)x1=10 m 處的質(zhì)點(diǎn)通過的總路程是20 cm,而20 cm=4A,所以T=2 s,則v== m/s=4 m/s。 (2)波從x1=10 m傳到x2=16 m處的時(shí)間t== s=1.5 s,波沿+x軸方向傳播,則x1=10 m處質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)沿y軸正方向,所以x2=16

6、m處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)沿y軸正方向。 答案:(1)4 m/s (2)1.5 s 沿y軸正方向 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用 6.[多選]如圖甲,介質(zhì)中兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A和B的平衡位置距波源O的距離分別為1 m和5 m。圖乙是波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像。波源振動(dòng)形成的簡(jiǎn)諧橫波沿圖甲中x軸傳播。已知t=4 s時(shí)刻,A質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸負(fù)方向最大位移處。下列判斷正確的是(  ) A.A質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上 B.該列簡(jiǎn)諧橫波的波速為1 m/s C.該列簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為4 m D.t=8 s時(shí),B質(zhì)點(diǎn)正好經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向下 解析:選ABC 各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同,

7、由題圖乙可知,波源的起振方向向上,故A正確;由題圖乙可知,周期T=4 s,波先從O點(diǎn)傳到A點(diǎn),A質(zhì)點(diǎn)再振動(dòng)T=3 s到波谷,所以波從O點(diǎn)到A點(diǎn)所用的時(shí)間為1 s,則波速v== m/s=1 m/s,波長(zhǎng)λ=vT=4 m,故B、C正確;波傳到B點(diǎn)所用的時(shí)間為t1= s=5 s,B質(zhì)點(diǎn)開始向上運(yùn)動(dòng),振動(dòng)3 s即T到達(dá)波谷處,故D錯(cuò)誤。 7.(2019·徐州檢測(cè))圖甲為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0.1 s時(shí)刻的波形圖,圖乙是這列波中質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖像,則波速的大小為________m/s;再經(jīng)過0.05 s,質(zhì)點(diǎn)_______(選填“A”“B”“C”或“D”)到達(dá)波峰。 解析:由題圖讀得λ=

8、4 m,T=0.2 s,則波速為v== m/s=20 m/s,t=0.1 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)方向向下,由波形平移法知該波沿x軸負(fù)方向傳播,t=0.1 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)D向上運(yùn)動(dòng)。再經(jīng)過0.05 s,即再過,質(zhì)點(diǎn)D到達(dá)波峰。 答案:20 D 8.一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波,其波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)O,且在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示。已知這列波在P點(diǎn)出現(xiàn)兩次波峰的最短時(shí)間是0.4 s,求: (1)這列波的波速; (2)試寫出質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式; (3)從t=0時(shí)刻開始計(jì)時(shí),質(zhì)點(diǎn)R第一次到達(dá)波谷所用的時(shí)間。 解析:(1)由題意可知:λ=4 m,T=0.4 s 得:v== m/s=10 m

9、/s。 (2)由題圖可知A=4 cm,ω==5π rad/s 故質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=4cos(5πt)cm。 (3)這列波傳到R質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為t1== s=0.5 s 又由題圖可知質(zhì)點(diǎn)R的起振方向?yàn)檠貀軸正方向,所以R質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)后再經(jīng)過t2=T=0.3 s后才能第一次到達(dá)波谷,故再經(jīng)過t=t1+t2=0.8 s后質(zhì)點(diǎn)R才能第一次到達(dá)波谷。 答案:(1)10 m/s (2)y=4cos(5πt)cm (3)0.8 s 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:波的多解問題 9.(2019·鹽城期末)如圖所示,P、Q是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波兩時(shí)刻的波形圖,且波形P經(jīng)過t=2 s到波形Q。求這列波的波長(zhǎng)

10、和波速。 解析:由題圖可知λ=4 m, 從波形P到波形Q需要經(jīng)歷T=2 s 所以T=(n=0,1,2,3,…), 故波速v==(2n+1.5)m/s(n=0,1,2,3,…)。 答案:4 m (2n+1.5) m/s(n=0,1,2,3,…) 10.(2019·徐州質(zhì)檢)P、Q是一列簡(jiǎn)諧橫波中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),它們的平衡位置相距30 m,各自的振動(dòng)圖像如圖中的實(shí)線和虛線所示,且P、Q之間的距離小于一個(gè)波長(zhǎng),求: (1)若P比Q離波源近,該波的波長(zhǎng); (2)若Q比P離波源近,該波的速度。 解析:(1)若點(diǎn)P離波源較近,波由P傳到Q,則P、Q間的距離有: Δx=λ=30 m, 因P

11、、Q之間的距離小于一個(gè)波長(zhǎng), 則n取0,則得:λ=40 m。 (2)若Q點(diǎn)離波源近,則有:Δx=λ′=30 m 因P、Q之間的距離小于一個(gè)波長(zhǎng), 則n取0, 得:λ′=120 m 由題圖可知T=4 s, 所以波速v==30 m/s。 答案:(1)40 m (2)30 m/s 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng) 11.[多選](2018·鹽城三模)如圖所示是兩列頻率相同的橫波相遇時(shí)某一時(shí)刻的情況,實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,A點(diǎn)是凸起最高的位置之一。下列判斷正確的是(  ) A.此時(shí)B點(diǎn)是凹下最低的位置之一 B.此時(shí)C點(diǎn)是凹下最低的位置之一 C.隨著時(shí)間推移,

12、這個(gè)凸起位置沿AB向遠(yuǎn)處移動(dòng) D.隨著時(shí)間推移,這個(gè)凸起位置沿AD向遠(yuǎn)處移動(dòng) 解析:選AC 此時(shí)B點(diǎn)是波谷與波谷相遇即振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),是凹下最低的位置之一,故A正確;此時(shí)C點(diǎn)為波谷與波峰相遇即振動(dòng)減弱點(diǎn),處于平衡位置,故B錯(cuò)誤;振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)這種振動(dòng)形式應(yīng)沿振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)連線移動(dòng),即沿AB向遠(yuǎn)處移動(dòng),故C正確,D錯(cuò)誤。 12.(2017·江蘇高考)野生大象群也有自己的“語言”。研究人員錄下象群“語言”交流時(shí)發(fā)出的聲音,發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放錄音時(shí),能聽到比正常播放時(shí)更多的聲音。播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí),播出聲波的________(選填“周期”或“頻率”)也變?yōu)樵瓉淼?倍,聲波傳播速度________

13、(選填“變大”“變小”或“不變”)。 解析:播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則聲波的頻率也變?yōu)樵瓉淼?倍,但在同一均勻介質(zhì)中聲波的傳播速度不變。 答案:頻率 不變 13.(2018·連云港三模)自動(dòng)駕駛汽車配置了超聲波、激光、無線電波雷達(dá)和光學(xué)相機(jī)組成的傳感探測(cè)系統(tǒng),當(dāng)汽車與前方車輛距離減小到安全距離時(shí),系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行減速指令。若汽車靜止時(shí)發(fā)出的超聲波頻率為4.0×104 Hz,空氣中聲速為340 m/s,該超聲波的波長(zhǎng)為________m。與前車距離減小時(shí)接收到被前車反射的超聲波頻率________(選填“大于”“等于”或“小于”)汽車發(fā)出的頻率。 解析:根據(jù)v=λf,可得波長(zhǎng)為:λ== m=8.5×10-3 m,因波源向前運(yùn)動(dòng),則根據(jù)多普勒效應(yīng),接收到的反射超聲波頻率大于發(fā)出的超聲波頻率。 答案:8.5×10-3 大于

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