【物理】2020届一轮复习人教版 机械波 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 机械波 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 机械波 课时作业 一、选择题 ‎1.如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是(　　)‎ A．提高波源频率 B．降低波源频率 C．增加波源距桥墩的距离 D．减小波源距桥墩的距离 解析：B　为使水波能带动叶片振动，需要使波发生衍射现象，即使障碍物的大小接近水波的波长，根据波长、频率和波速关系可知，增大波的波长，可以通过降低波的频率来实现，B项正确．‎ ‎2．(多选)如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t＝0时刻的波形图线，虚线b为t＝Δt时刻的波形图线．已知该简谐横波波源振动的频率为f＝2.5 Hz，虚线b与x轴交点P的坐标为xP＝‎1 m．则下列说法正确的是(　　)‎ A．这列波的传播速度大小一定为‎20 m/s B．这列波一定沿x轴正向传播 C．可能有Δt＝1.25 s D．可能有Δt＝1.45 s E．若该列波遇到宽度为‎6 m的障碍物能发生明显的衍射现象 解析：ACE　由横波的图像可知λ＝‎8 m，而v＝＝λf＝‎20 m/s，A正确．由图得波可能沿x轴正向或x轴负向传播，B错误．若波沿x轴正向传播，则距离‎1 m＝λ，故Δt＝＋nT(n＝0,1,2，…)，当n＝3时，Δt＝1.25 s，若波沿x轴负向传播，则距离‎7 m＝λ，故Δt＝＋mT(m ‎＝0,1,2，…)，Δt取值为0.35 s、0.75 s、1.15 s、1.55 s、1.95 s，故C正确、D错误．障碍物宽度d＝‎6 m与波长‎8 m差不多，则能发生明显的衍射，E正确．故选A、C、E.‎ ‎3.(多选)(2018·揭阳模拟)在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝‎10 m/s，已知在t＝0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到x＝‎5 m处．下列说法中正确的是(　　)‎ A．这列波的波长为‎4 m B．这列波的振幅为‎20 cm C．这列波的频率为2.5 Hz D．波源起振方向沿y轴正方向 E．再经过0.2 s的时间，质点a到达质点b现在所处的位置 解析：ACD　从图中可得波长为λ＝‎4 m，振幅为A＝‎10 cm，频率f＝＝ Hz＝2.5 Hz，A、C正确，B错误；波上所有质点的起振方向和波源起振方向相同，x＝‎5 m处的质点的起振方向为y轴正方向，所以振源的起振方向为沿y轴正方向，D正确；质点只在自己的位置上下振动，不会沿x轴运动，故质点a不能到达质点b所处的位置，故E错误．‎ ‎4．(多选)在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝‎200 m/s，已知t＝0时，波刚好传播到x＝‎40 m处，如图所示，在x＝‎400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是(　　)‎ A．波源开始振动时方向沿y轴负方向 B．从t＝0开始经0.15 s，x＝‎40 m处的质点运动的路程为‎0.6 m C．接收器在t＝2 s时才能接收到此波 D．若波源向x轴正方向运动，接收器接收到波的频可能为9 Hz E．若该波与另一列频率为5 Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，不能产生稳定的干涉图样 解析：BCE　根据波动图像和波的传播方向可知，波源开始振动时方向沿y轴负方向，选项A正确；根据波动图像可知波长λ＝‎20 m，振幅A＝‎10 cm.周期T＝＝‎20 m÷‎200 m/s＝0.1 s，从t＝0开始经过0.15 s(1.5个周期)，x＝‎40 m处的质点运动路程为六个振幅，即6‎ ‎×‎0.1 m＝‎0.6 m，选项B正确；接收器在t＝＝ s＝1.8 s时就能够接收到此波，选项C错误；波源频率为f＝＝10 Hz，若波源向x轴正方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到波的频率大于10 Hz，选项D错误；根据频率相同的两列波相遇才能产生稳定干涉可知，若该波与另一列频率为5 Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，不能产生稳定的干涉图样，选项E正确．‎ ‎5．(多选)(2018·宝鸡模拟)如图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t＝1 s时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，则下列说法正确的是(　　)‎ A．该简谐横波的传播速度为‎4 m/s B．从此时刻起，经过2秒，P质点运动了‎8米的路程 C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置 D．乙图可能是甲图x＝‎2 m处质点的振动图像 E．此时刻M质点的振动速度小于Q质点的振动速度 解析：ACD　由甲图可得：λ＝‎4 m，由乙图可得：T＝1 s，所以该简谐横波的传播速度为：v＝＝‎4 m/s，故A正确；t＝2 s＝2T，则从此时刻起，经过2秒，P质点运动的路程为s＝‎8A＝8×‎0.2 m＝‎1.6 m，故B错误；简谐横波沿x轴正向传播，此时刻Q质点向上运动，而P质点直接向下运动，所以P质点比Q质点先回到平衡位置，故C正确；由乙图知t＝0时刻质点的位移为0，振动方向沿y轴负方向，与甲图x＝‎2 m处t＝0时刻的状态相同，所以乙图可能是甲图x＝‎2 m处质点的振动图像，故D正确；质点越靠近平衡位置速度越大，则此时刻M质点的振动速度大于Q质点的振动速度，故E错误．‎ ‎6．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xa＝‎2 m和xb＝‎6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像．下列说法正确的是(　　)‎ A．该波沿＋x方向传播，波速为‎1 m/s B．质点a经4 s振动的路程为‎4 m C．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：D　本题考查波的图像与振动图像，意在考查考生对波的图像、振动图像的认识与应用．由题图乙可知，该时刻质点b在平衡位置沿＋y方向运动，根据上下坡法可知，波沿－x方向传播，A项错误；由题图乙可知，波的振动周期为8 s，则质点a经4 s振动的路程为‎2A＝‎1 m，B项错误；由上下坡法可知，此时刻质点a的速度沿－y方向，C项错误；经过2 s即四分之一周期，质点a运动到波谷，速度为零，D项正确．‎ ‎7．(多选)波源质点在坐标原点O沿y方向上下振动，已知t＝0时刻波恰好传到x＝‎20 cm的质点处，波形如图，波沿x轴正向传播，波速为‎2 m/s，由此可知(　　)‎ A．波源质点的振动周期一定为0.2 s B．介质中各质点的振幅一定为‎4 cm C．波源质点的起振方向一定沿y轴负方向 D．再经过0.4 s波恰好传到x＝‎60 cm的P点 E．当波源质点沿着x轴正向运动时，站在x轴正向相对于地面静止的观察者接收到的波的频率在变大 解析：BCE　波源质点的振动周期等于波的周期，大小为T＝＝ s＝0.1 s，A错误；质中各质点的振幅一定为‎4 cm，B正确；波传到x＝‎20 cm的质点处时，此质点的振动方向向下，故波源质点的起振方向一定沿y轴负方向，C正确；波传到x＝‎60 cm的P点需要的时间是t＝＝ s＝0.2 s，D错误；根据多普勒效应可知，当波源质点沿着x轴正向运动时，站在x轴正向相对于地面静止的观察者接收到的波的频率在变大，E正确；故选B、C、E.‎ ‎8.(多选)一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图中实线所示，从此刻起，经0.2 s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为‎5 m/s，则(　　)‎ A．这列波沿x轴正方向传播 B．t＝0时刻质点a沿y轴正方向运动 C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为1.25 Hz D．x＝‎2 m处的质点的位移表达式为y＝0.4sin(2.5πt＋π)(m)‎ E．从t＝0时刻开始质点a经0.4 s通过的路程为‎0.8 m 解析：CDE　由题图可知波长λ＝‎4 m，经0.2 s向前传播的距离s＝vt＝‎1 m＝λ，可知波沿x轴负方向传播，则t＝0时刻质点a沿y轴负方向运动，A、B错误．由v＝λf，得f＝＝1.25 Hz，由发生稳定的干涉现象的条件可知，C项正确．由y＝Asin(ωt＋φ0)，可知x＝‎2 m处的质点的位移表达式为y＝0.4sin(2.5πt＋π)(m)，D项正确．T＝＝0.8 s，而0.4 s＝，则从t＝0时刻开始质点a经0.4 s通过的路程为‎2A＝‎0.8 m，E正确．‎ 二、计算题 ‎9．(2018·长沙模拟)在某介质中形成一列简谐横波，t＝0时刻的波形如图所示．若波沿着x轴正方向传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6 s，P点也开始起振．‎ ‎(1)求该列波的周期T；‎ ‎(2)从t＝0时刻起到P点第一次到达波谷位置，质点O的位移及其所经过的路程各为多少？‎ 解析：(1)由图像可知，波长λ＝‎2 m，波从B点传播到P点的距离x＝‎6 m，时间Δt1＝0.6 s，则波速v＝＝ m/s＝‎10 m/s T＝＝0.2 s ‎(2)由t＝0至P点第一次到达波谷，经历的时间 Δt2＝Δt1＋T＝0.65 s＝(3＋)T 而t＝0时质点O的振动方向竖直向上(沿y轴正方向)故经Δt2时间，O点振动到波峰，由图像知，振幅A＝‎2 cm即质点O的位移y＝‎‎2 cm 质点O的路程s＝n·‎4A＝(3＋)×‎4A＝‎‎0.26 m 答案：(1)0.2 s　(2)‎2 cm　‎‎0.26 m ‎10．一列横波在x轴上传播，a、b是x轴上相距xab＝‎6 m的两质点，t＝0时，b正好到达正方向最大位移处，且b到x轴的距离为‎4 cm，而此时a恰好经过平衡位置向上运动．已知这列波的频率为25 Hz.‎ ‎(1)求经过时间1 s，a运动的路程．‎ ‎(2)若a、b在x轴上的距离大于一个波长，求该波的波速．‎ 解析：(1)a在一个周期内运动的路程s0＝‎4A＝‎‎0.16 m ‎1 s内的周期数是n＝＝25(个)‎ ‎1 s内运动的路程s＝ns0＝‎‎4 m ‎(2)由题意可知，若波由a传向b，xab＝(n＋)λ(n＝1,2,3，…)‎ v＝λf＝ m/s(n＝1,2,3，…)‎ 若波由b传向a，xab＝(n＋)λ(n＝1,2,3…)‎ v＝λf＝ m/s(n＝1,2,3，…)‎ 答案：(1)‎4 m　(2)若波由a传向b，则波速为 m/s(n＝1,2,3…)　若波由b传向a，则波速为 m/s(n＝1,2,3…)‎ ‎11．如图所示是一列沿x轴正向传播的简谐横波在t＝0.25 s时刻的波形图，已知波的传播速度v＝‎4 m/s.‎ ‎(1)画出x＝‎2.0 m处质点的振动图像(至少画出一个周期)．‎ ‎(2)求x＝‎2.5 m处质点在t＝4.5 s内通过的路程及t＝4.5 s时的位移．‎ ‎(3)此时A点的纵坐标为‎2 cm，试求从图示时刻开始经过多少时间A点第三次出现波峰．‎ 解析：(1)根据图中信息可得λ＝‎2 m，T＝＝0.5 s，如图，t＝0时刻，x＝‎2.0 m处质点正从平衡位置向上振动．‎ ‎(2)4.5 s＝9 T，一个周期内质点通过的路程是‎4A，s＝9×‎4A＝‎‎1.44 m t＝4.5 s时，距离现在图示时刻T，与现在所处位置关于x轴对称x＝－‎‎4 cm ‎(3)设此时波动方程为y＝Asin ωx ‎4＝4sin(ω×0.5)，ω＝π y＝4sin πx,2＝4sin πx x＝ m，波向x轴正方向传播 A从现在位置到达波峰所需时间为 s＝x＋λ t＝＋2T＝ s＝1.42 s 答案：(1)见解析　(2)‎1.44 m　－‎4 cm　(3)1.42 s