【物理】2020届一轮复习人教版机械波　作业

【物理】2020届一轮复习人教版机械波　作业

‎　机械波　 　　　　　　　　　　　‎ 一、选择题 ‎1．(2019年郑州一模)一简谐横波沿x轴正向传播，图甲是t＝0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是(　　)‎ 图56－1‎ A．0.5 m　　　　　　　　 B.1.5 m C．2.5 m D.3.5 m 解析：由y－t图象知，t＝0时质点位移为负值，且向y轴负方向运动，由y－x图象知，x＝0.5 m和x＝3.5 m处的质点此时刻位移为正值，故A、D错误；由传播方向与振动方向关系可判定，x＝1.5 m的质点向y轴正方向运动，x＝2.5 m处质点向y轴负方向运动，故C正确，B错误．‎ 答案：C 图56－2‎ ‎2．(多选)如图56－2所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射．下列措施可能使波发生较为明显衍射的是(　　)‎ A．增大波源的振动频率 B.减小波源的振动频率 C．增大障碍物的长度 D．减小障碍物的长度 E．波源远离障碍物运动 解析：不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，只要增大波长或减小障碍的尺寸可满足题目要求．由λ＝知，v不变，减小f，λ增大，故A、C错，B、D对；波源远离障碍物将产生多普勒效应，等效于增大波长，衍射明显，故E对．‎ 答案：BDE ‎3．(多选)设x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点，OA＝AB＝BC＝CD＝DE＝EF＝FG＝1 m，质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，沿x轴方向传播形成横波．t＝0时刻，O点开始向上运动，经t＝0.2 s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开始运动．那么在t＝2.5 s时刻，以下说法中正确的是(　　)‎ 图56－3‎ A．B点位于x轴下方 B．A点与E点的位移相同 C．D点的速度最大 D．C点正向上运动 E．这列波的波速为5 m/s 解析：由题可知，＝0.2 s，周期T＝0.8 s，λ＝1 m，波长λ＝4 m，由v＝得波速v＝5 m/s，则可判断E项正确；当t＝2.5 s时，波源O已振动了3个周期，此时O位于x轴上方，向上振动，B点与O点之间相距半个波长，可判断B点位于x轴下方，A项正确；2.5 s时E点已经振动了一段时间，A点与E点间距1个波长，两点振动情况完全一样，则B项正确；O点与D点间距1个波长，两点的振动情况完全一样，此时，O点已经离开平衡位置向上振动，D点也一样，则D点的速度不是最大，C项错误；O点与C点间距为波长，2.5 s时，C点已振动了2个周期，又因C起振方向向上，则C点应向下振动，则D项错误．‎ 答案：ABE ‎4．如图56－4所示，甲为t＝1 s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点Δx＝0.5 m处质点的振动图象可能是(　　)‎ 图56－4‎ 解析：若波沿＋x 方向传播，则t＝0时的波形图如图56－5(a)虚线所示，则质点P的振动图象为题图乙所示．距P点0.5 m的质点的位移y＞0，且向下运动，如图(b)或y＜0，且向上运动，如图(c)；若波沿－x方向传播，则t＝0时的波形图如图(a)虚线所示，则质点Q的振动图象为题图乙所示．距Q点0.5 m的质点的位移y＜0，且向上运动，如图(c)，或y＞0，且向下运动，如图(b)．所以A正确．‎ 图56－5‎ 答案：A ‎5．(多选)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56－6所示．下列描述该波的图象可能正确的是(　　)‎ 图56－6‎ 解析：由振动图象可知，在t＝0时，质点a处在波峰位置，质点b处在平衡位置且向下运动．当简谐横波沿直线由a向b传播时，有λ＋nλ＝9 m(n＝0，1，2，…)，解得波长的表达式为λ＝ m(n＝0，1，2，…)，其波长可能值为12 m、m、…；当简谐横波沿直线由b向a传播时，有λ＋nλ＝9 m(n＝0，1，2，…)，解得波长的表达式为λ＝m(n＝0，1，2，…)，其波长可能值为36 m、m、4 m、…，故选项A、C正确．‎ 答案：AC ‎6．(2019年河北邯郸一中模拟)(多选)A、B两列简谐横波均沿x轴正方向传播，在某时刻的波形分别如图56－7甲、乙所示，经过时间t(t小于A波的周期TA)，这两列简谐横波的波形分别变为图56－7丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是(　　)‎ 图56－7‎ A．1∶1 B.2∶1‎ C．1∶2 D．3∶1‎ 解析：从甲图可得λA＝24 cm＝0.24 m，从乙图可知λB＝12 cm＝0.12 m，因为t小于A波的周期TA，所以从甲图到丙图一定是半个周期，故有TA＝2t，乙图与丁图的波形图一样，所以经过了周期整数倍，即TB＝，根据公式v＝可得，波速vA＝＝，vB＝＝，即vA∶vB＝1∶n，所以A、B两列波的波速vA、vB之比可能是A、C.‎ 答案：AC 图56－8‎ ‎7．(多选)在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s，振幅为A.M、N是平衡位置相距2 m的两个质点，如图56－8所示．在t＝0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N 位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1 s．则(　　)‎ A．该波的周期为s B．该波的周期为s C．在t＝ s时，N的速度一定为2 m/s D．从t＝0到t＝1 s，M向右移动了2 m E．从t＝s到t＝s，M的动能逐渐增大 解析：此题宜先画出一个正弦波形图，再根据题意，结合周期性标明合适的M、N点，如图56－9所示．‎ 图56－9‎ 由上图可知M、N两点平衡位置相距d＝λ(n＝0，1，2，3，…)，又因为T＝，联立解得T＝s.由于周期大于1 s，即s>1 s，所以n＝0，解得T＝s，A项错误，B项正确；t＝s，即t＝，波形应该右移，N将处于平衡位置，其振动速度达到最大，但大小未知，质点振动速度与波速不是同一个概念，此振动速度与传播速度2 m/s无关，C项错误；机械波传播的是振动的形式和能量，质点本身并不会随波迁移，D项错误；t＝s和t＝s分别对应和，即波形分别右移和 ‎，则M从正向最大位移处向平衡位置运动，其速度从零逐渐增至最大，动能也是如此，E项正确．‎ 答案：BE ‎8．(2019年吉安质检)(多选)如图56－10甲所示，一列简谐横波在x轴上传播，图乙和图丙分别为x轴上a、b两质点的振动图象，且xab＝6 m．下列判断正确的是(　　)‎ 图56－10‎ A．波一定沿x轴正方向传播 B．波长可能是8 m C．波速一定是6 m/s D．波速可能是2 m/s 解析：由振动图象无法比较a、b两质点振动的先后，所以无法判断波的传播方向，故A错误；若波沿x轴正方向传播时，由振动图象读出t＝0时刻，a质点经过平衡位置向下运动，而b位于波峰，结合波形得到：xab＝λ(n＝0，1，2，…)得到波长为λ＝＝m，由题图可读出波的周期T＝4 s，波速为v＝＝m/s，同理可知，若波沿x轴负方向传播时，波长为λ＝m，波速为v＝m/s，由于n是整数，则当n＝0，波向x轴负方向传播时，λ＝8 m，故B正确；由上可知，波速不一定等于6 m/s，故C错误；若波沿x轴负方向传播，‎ 由波速的公式v＝m/s(n＝0，1，2，…)得知，当n＝0时，v＝2 m/s，故D正确．‎ 答案：BD 图56－11‎ ‎9．(多选)一列简谐横波沿x轴的正方向传播，振幅为2 cm，周期为T.如图56－11所示，在t＝0时刻波上相距50 cm的两质点a、b的位移都是 cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负方向运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．该列简谐横波波长可能为37.5 cm B．该列简谐横波波长可能为12 cm C．质点a、b的速度在某一时刻可能相同 D．当质点b的位移为＋2 cm时，质点a的位移为负 E．在t＝时刻，质点b的速度最大 解析：根据a、b两点的位置关系以及振动方向可知，a、b平衡位置满足nλ＋＝50 cm，其中n＝0，1，2，….当n＝4时，解得λ＝12 cm，37.5 cm不满足波长表达式，故选项A错误，B正确；质点a、b的速度在某一时刻可能相同，选项C正确；当质点b的位移为＋2 cm时，即此时b点在波峰位置，质点a的位移为正，选项D错误；在t＝‎ eq f(T,3)时刻，质点b回到平衡位置，速度最大，选项E正确．‎ 答案：BCE ‎10．(多选)(2019年广州模拟)振源S在O点做沿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56－12所示(向左传播的简谐横波图中未画出)．则以下说法正确的是(　　)‎ 图56－12‎ A．该横波的波速大小为20 m/s B．t＝0时，x＝1 m处的质点振动方向向上 C．t＝0.175 s时，x＝－1 m处的质点处在波峰位置 D．若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接收到的频率小于10 Hz E．传播过程中该横波遇到小于2 m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象 解析：由题图可知，该波的波长为2 m，波速大小为v＝λf＝20 m/s，A正确；x＝1 m处的质点在t＝0时振动方向向上，故B正确；该波的周期T＝＝0.1 s，所以t＝0.175 s＝1T时，x＝1 m处的质点在波谷，那么与x＝1 m关于O点对称的x＝－1 m的质点也处在波谷位置，C错误；若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接收到的频率大于10 Hz，D错误；根据发生明显衍射现象的条件可知，‎ 选项E正确．‎ 答案：ABE 二、非选择题 ‎11．(2019年福州质检)一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5 m/s，t＝0时刻的波形如图56－13甲所示．‎ 图56－13‎ ‎(1)求横波中质点振动的周期T；‎ ‎(2)在图乙中画出t＝1 s时刻的波形图(至少画出一个波长)；‎ ‎(3)在图丙中画出平衡位置为x＝0.5 m处质点的振动图象(t＝0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期)．‎ 解析：(1)由于波速为0.5 m/s，波长为2 m，故质点振动的周期T＝＝＝4 s.‎ ‎(2)当t＝1 s时刻，相当于经过了，又因为波沿x轴正方向传播，故振源向下运动到负的最大位置处，然后依次画出波上各质点即可．如图56－14(a)所示．‎ 图56－14‎ ‎(3)x＝0.5 m处的质点在t＝0时处于波峰的位置，故其振动图象如图56－14(b)所示．‎ 答案：(1)4 s　(2)见解析图56－14(a)　‎ ‎(3)见解析图56－14(b)‎ ‎12．如图56－15所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.06 s时刻的波形图．已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点向y轴正方向运动．‎ 图56－15‎ ‎(1)判断该波的传播方向；‎ ‎(2)求该波的最小频率；‎ ‎(3)若3T<0.06 s<4T，求该波的波速大小．‎ 解析：(1)由题意可知该波沿x轴正向传播．‎ ‎(2)因波的传播具有周期性，设波的周期为T，t2＝0.06 s时刻，则有(下列各式中n＝0，1，2…)T＝0.06 s得T＝s，则f＝＝Hz 当n＝0时，f最小为fmin＝Hz＝12.5 Hz.‎ ‎(3)解法一：由3T<0.06 s<4T，T＝0.06 s得：‎ n＝3，T＝0.016 s，所以v＝＝m/s＝75 m/s.‎ 解法二：由3T<0.06 s<4T知，n＝3，则波在0.06 s内传播距离为 x＝λ＝4.5 m，v＝＝m/s＝75 m/s.‎ 答案：(1)沿x轴正向传播　(2)12.5 Hz　(3)75 m/s