(新課標(biāo))2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)60 機(jī)械波(含解析)新人教版

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1、機(jī)械波一、選擇題1(2018安徽三模)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A聲源與觀察者相互靠近時(shí),觀察者所接收的聲波波速大于聲源發(fā)出的聲波波速B在波的傳播方向上,某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就是波的傳播速度C機(jī)械波傳播過(guò)程中即使遇見(jiàn)尺寸比機(jī)械波波長(zhǎng)大得多的障礙物也能發(fā)生衍射D同一聲波由空氣傳入水中,波長(zhǎng)變大E圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽(tīng)到忽強(qiáng)忽弱的聲音是干涉現(xiàn)象答案CDE解析A項(xiàng),根據(jù)多普勒效應(yīng),聲源與觀察者相互靠近時(shí),觀察者所接收的聲波波速與聲源發(fā)出的聲波波速相等故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),對(duì)于機(jī)械波,某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度與波的傳播速度不同,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),只有當(dāng)障礙物的尺寸與機(jī)械波的波長(zhǎng)差不多或比機(jī)械波的波長(zhǎng)小,才會(huì)發(fā)

2、生明顯的衍射現(xiàn)象;當(dāng)障礙物的尺寸與機(jī)械波的波長(zhǎng)大得多時(shí),也能發(fā)生衍射現(xiàn)象,只是不明顯故C項(xiàng)正確;D項(xiàng),在水和空氣中傳播的頻率相同,波速在水中較空氣中快,由vf知,聲波在水中傳播的波長(zhǎng)長(zhǎng)E項(xiàng),圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽(tīng)到忽強(qiáng)忽弱的聲音,是聲波疊加產(chǎn)生加強(qiáng)與減弱的干涉的結(jié)果故E項(xiàng)正確2(2018東城區(qū)二模)在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波一質(zhì)點(diǎn)由平衡位置豎直向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)0.1 s第一次達(dá)到最大位移處,在這段時(shí)間內(nèi)波傳播了0.8 m,則可知這列波()A周期是0.2 sB波長(zhǎng)是0.8 mC波速是8 m/s D振幅是0.4 m答案C解析A項(xiàng),由于在平衡位置的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.1 s第一次到達(dá)最大位移處,故周期

3、T0.14 s0.4 s,故A項(xiàng)錯(cuò)誤B、C兩項(xiàng),波的傳播速度v m/s8 m/s,波長(zhǎng)vT80.4 m3.2 m,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確D項(xiàng),由題意不明確質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況,故無(wú)法確定振幅大小,故D項(xiàng)錯(cuò)誤3(2018合肥模擬)(多選)將一根較長(zhǎng)的彈性細(xì)繩沿x軸放置,左端記為坐標(biāo)原點(diǎn),將繩子拉平后,手握左端,以固定的頻率和振幅上下抖動(dòng)(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)),如圖1所示從抖動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí),在t0.3 s時(shí)的波形如圖2所示,下列說(shuō)法正確的是()A手抖動(dòng)繩的頻率為2.5 HzB在t0.75 s時(shí),A點(diǎn)的速度方向向上C在00.3 s的時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)過(guò)的路程為6 cmD該列波遇到寬度為6 m的障礙物時(shí)不能發(fā)生衍射答案ABC解

4、析A項(xiàng),在0.3 s時(shí),波形傳播0.75 m,故波速為:v2.5 m/s,波長(zhǎng)1 m,故周期:T0.4 s,故手抖動(dòng)繩的頻率為:f2.5 Hz,故A項(xiàng)正確;B項(xiàng),根據(jù)波形微平移法可知,A點(diǎn)此時(shí)速度方向向上;t0.75 s1T,故A點(diǎn)的速度方向與圖示時(shí)刻速度方向相同,也向上,故B項(xiàng)正確;C項(xiàng),在00.3 s,B點(diǎn)從0.2 s開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),故路程等于一倍的振幅,為6 cm,故C項(xiàng)正確;D項(xiàng),該列波遇到寬度為6 m的障礙物時(shí)可以發(fā)生衍射,由于波長(zhǎng)1 m6 m,不會(huì)發(fā)生明顯衍射,故D項(xiàng)錯(cuò)誤4(2018浙江模擬)如圖所示,S1和S2是兩個(gè)相干波源,其振幅均為A,周期均為T(mén).實(shí)線與虛線分別表示兩列

5、波的波峰和波谷此刻,c是波谷與波谷的相遇點(diǎn),下列說(shuō)法中正確的是()Aa處質(zhì)點(diǎn)始終處于離平衡位置2A處B隨著時(shí)間的推移,c處的質(zhì)點(diǎn)將向右移動(dòng)C從該時(shí)刻起,經(jīng)過(guò)T,c處的質(zhì)點(diǎn)將通過(guò)平衡位置D若S2不動(dòng),S1沿S1b連線向b運(yùn)動(dòng),則b處質(zhì)點(diǎn)仍然始終處于平衡位置答案C解析A項(xiàng),a點(diǎn)是波峰和波峰疊加,由于兩列波的振幅相等,其的振幅為2A,雖此時(shí)位移為2A,但不是始終處于2A處,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動(dòng),不會(huì)“隨波逐流”,則c處的質(zhì)點(diǎn)將不會(huì)向右移動(dòng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),由圖知c點(diǎn)是波谷和波谷疊加的位置,是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),經(jīng)過(guò)T,c處的質(zhì)點(diǎn)將通過(guò)平衡位置,故C項(xiàng)正確;D項(xiàng),若S2不

6、動(dòng),S1沿S1b連線向b運(yùn)動(dòng),b處不一定就是波峰與波谷相遇,故D項(xiàng)錯(cuò)誤5(2018菏澤一模)(多選)如圖所示,在x5 cm處有一質(zhì)點(diǎn)此時(shí)一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波長(zhǎng)為4 m,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,x1 m處的質(zhì)點(diǎn)C剛好開(kāi)始振動(dòng),振動(dòng)方向沿y軸正方向,將該時(shí)間作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),即t0,從計(jì)時(shí)開(kāi)始經(jīng)0.3 s,x3 m處的質(zhì)點(diǎn)B第一次到達(dá)波峰,則下列說(shuō)法正確的是()A該簡(jiǎn)諧波的波速大小為10 m/sBt0時(shí)質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)方向沿y軸正方向C在t0.3 s時(shí),x4 m處的質(zhì)點(diǎn)A位于平衡位置且運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向D在t0.4 s時(shí),x4 m處的質(zhì)點(diǎn)A的加速度最大且沿y軸正方向E在t0.5 s時(shí),位于x3 m處

7、的質(zhì)點(diǎn)D第一次到達(dá)波峰答案ADE解析B項(xiàng),該簡(jiǎn)諧波沿x軸負(fù)方向傳播,t0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)C開(kāi)始振動(dòng),且振動(dòng)方向沿y軸正方向,則由振動(dòng)和波動(dòng)的關(guān)系可知x3 m處的質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,B項(xiàng)錯(cuò)誤;A項(xiàng),當(dāng)質(zhì)點(diǎn)B第一次出現(xiàn)在波峰時(shí)滿(mǎn)足T0.3,解得T0.4 s,因此波速v10 m/s,A項(xiàng)正確;C項(xiàng),t0.3 s時(shí)x4 m處的質(zhì)點(diǎn)A位于平衡位置且運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),在t0.4 s時(shí),x4 m處的質(zhì)點(diǎn)A位于波谷,位移為負(fù)方向最大,則此時(shí)的加速度沿y軸正方向且最大,D項(xiàng)正確;E項(xiàng),由題意可知t0時(shí),x2 m處質(zhì)點(diǎn)位于波峰,當(dāng)該振動(dòng)形式第一次傳到x3m處的D點(diǎn)時(shí),所需的時(shí)間為t s0.

8、5 s,則t0.5 s時(shí),位于x3 m處的質(zhì)點(diǎn)D第一次在波峰,E項(xiàng)正確6(2018揭陽(yáng)二模)(多選)如圖為一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖,介質(zhì)中有P、Q、M三個(gè)質(zhì)點(diǎn),此時(shí)的縱坐標(biāo)分別為yP2 cm,yQ2 cm.下列說(shuō)法正確的是()AP、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度方向總是相同BQ、M兩質(zhì)點(diǎn)的加速度總是相同CP、M兩質(zhì)點(diǎn)的速度總是大小相等、方向相反D在任何相等時(shí)間內(nèi),P、M兩質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程總相等EP、M兩質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移總是大小相等、方向相反答案CDE解析A項(xiàng),P、Q兩點(diǎn)平衡位置間的距離小于半個(gè)波長(zhǎng),它們的速度方向不總是相同,故A項(xiàng)錯(cuò)誤B項(xiàng),圖示時(shí)刻Q、M的位移相同,加速度相同,但由于它們此時(shí)的速度方向相反

9、,所以加速度不總是相同故B項(xiàng)錯(cuò)誤C、D、E三項(xiàng),P、M兩點(diǎn)平衡位置間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng),振動(dòng)情況總是相反,速度總是大小相等、方向相反,在任何相等時(shí)間內(nèi),P、M兩質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程總相等,P、M兩質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移總是大小相等、方向相反,故C、D、E三項(xiàng)正確7(2018海淀區(qū)二模)如圖所示為一列沿著x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖已知這列波的波速v5.0 m/s.下列說(shuō)法正確的是()A這列波的頻率f1.0 HzB經(jīng)過(guò)一個(gè)周期,x0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)沿著x軸正向運(yùn)動(dòng)的距離為1.0 mC在t0到t10.4 s時(shí)間內(nèi),x0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是20 cmD在t0時(shí)刻,x0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)正

10、在沿著y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)答案D解析A項(xiàng),由圖知:波長(zhǎng)1 m,則波速v,可求出周期T0.2 s,則頻率為f5 Hz.故A項(xiàng)錯(cuò)誤B項(xiàng),在t0時(shí),x0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置,該質(zhì)點(diǎn)不隨著波遷移故B項(xiàng)錯(cuò)誤C項(xiàng),在t0到t10.4 s時(shí)間內(nèi),x0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了兩個(gè)周期,則通過(guò)的路程是24540 cm,故C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng),t0時(shí),x0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閥軸負(fù)方向故D項(xiàng)正確8(2018武漢模擬)(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖(a)所示,從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像如圖(b)所示下列說(shuō)法正確的是()At0.6 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位移為2 mB00.6 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為6 mC

11、t0.6 s時(shí),波傳播的距離為6 mD若t0時(shí),振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn),則t1.6 s時(shí),x50 m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰E若t0時(shí),振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn),則t2.4 s時(shí),x50 m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰答案ABE解析A、B兩項(xiàng),由圖(a)可得:質(zhì)點(diǎn)P和質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)完全一致;由圖(b)可得:t0.6 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)A在波峰位置,位移為2 m;00.6 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)的路程為3A6 m;故t0.6 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P在波峰位置,位移為2 m;00.6 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為3A6 m;故A、B兩項(xiàng)正確;C項(xiàng),由圖(a)可得:波長(zhǎng)20 m,由圖(b)可得:周期T0.8 s,故波速v25 m/s;故經(jīng)過(guò)時(shí)間0.6 s

12、,波傳播的距離為25 m/s0.6 s15 m,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),若t0時(shí),振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn),那么,波前起振方向向下;根據(jù)波速可得:x50 m的質(zhì)點(diǎn)在t1 s時(shí)開(kāi)始振動(dòng),經(jīng)過(guò)1T1.2 s后第二次位于波峰,故t2.4 s時(shí),x50 m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰,故D項(xiàng)錯(cuò)誤,E項(xiàng)正確9(2018東城區(qū)二模)一列簡(jiǎn)諧橫波,在t0.6 s時(shí)刻的圖像如圖甲所示,此時(shí),P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移均為1 cm,波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示,則以下說(shuō)法正確的是()A這列波沿x軸負(fù)方向傳播B這列波的波速是 m/sC從t0.6 s開(kāi)始,緊接著的t0.6 s時(shí)間內(nèi),A質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是10 mD從t0.6 s開(kāi)始,質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)

13、Q早0.6 s回到平衡位置答案B解析A項(xiàng),由乙圖讀出t0.6 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向,由甲圖判斷出波的傳播方向?yàn)檠豿軸正向故A項(xiàng)錯(cuò)誤B項(xiàng),由甲圖讀出該波的波長(zhǎng)為20 m,由乙圖周期為:T1.2 s,則波速為:v m/s m/s.故B項(xiàng)正確C項(xiàng),t0.6 s0.5 T,質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過(guò)的路程是4倍振幅,則經(jīng)過(guò)t0.6 s,A質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是:S2A22 cm4 cm.故C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng),圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向,質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向,所以質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q早回到平衡位置將此圖像與正弦曲線進(jìn)行對(duì)比可知:P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xP m,Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xQ m,根據(jù)波形的平移法可

14、知質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q早回到平衡位置的時(shí)間為:t s0.4 s,故D項(xiàng)錯(cuò)誤10(2018浙江模擬)(多選)如圖所示,同一介質(zhì)中的P、Q兩列持續(xù)振動(dòng)的簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正向和負(fù)向傳播,質(zhì)a、b、c、d分別位于x6 m、7 m、8 m、7.5 m處,若波的傳播速度為10 m/s,圖示為t0 s時(shí)刻的波形圖則再經(jīng)過(guò)t0.5 s時(shí)()A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率為0.4 HzB質(zhì)點(diǎn)a、c處于平衡位置C質(zhì)點(diǎn)b的位移大小為30 cmD質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)方向沿y軸答案BD解析A項(xiàng),由題意知,v10 m/s,4 m,由vf得質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率為f2.5 Hz,振動(dòng)周期為T(mén)0.4 s,故A項(xiàng)錯(cuò)誤B項(xiàng),質(zhì)點(diǎn)a、c為振動(dòng)減弱點(diǎn),當(dāng)t0.5 s

15、,兩波振動(dòng)方向相反,所以質(zhì)點(diǎn)a、c處于平衡位置,故B項(xiàng)正確C項(xiàng),質(zhì)點(diǎn)b是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),t0.5 s時(shí),兩列波在質(zhì)點(diǎn)b的位移均為0,故質(zhì)點(diǎn)b的位移為0,故C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng),t0.5 s時(shí),簡(jiǎn)諧橫波P在d處向下振動(dòng),簡(jiǎn)諧橫波Q在d處也向下振動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)方向沿y軸方向,故D項(xiàng)正確11(2018江蘇模擬)如圖所示,一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,實(shí)線是在t0時(shí)刻的波形圖,虛線是這列波經(jīng)t0.2 s的波形圖,Tt2 T則下列說(shuō)法正確的是()A這列波的波長(zhǎng)是12 cmB這列波的周期是0.25 sC這列波的波速是0.4 m/sD從t0時(shí)刻開(kāi)始,x5 cm處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.5 s振動(dòng)到波峰答案A解析A項(xiàng),由圖可

16、得:波長(zhǎng)12 cm,故A項(xiàng)正確;B、C兩項(xiàng),根據(jù)波沿x軸負(fù)方向傳播,由兩時(shí)刻的波形圖及Tt2 T可得:波在t內(nèi)傳播的距離vt4 cm16 cm0.16 m,故波速v0.8 m/s,周期T0.15 s,故B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)波沿x軸負(fù)方向傳播可得:波經(jīng)過(guò)0.5 s向左傳播0.4 m40 cm;故從t0時(shí)刻開(kāi)始,x5 cm處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.5 s的振動(dòng)與t0時(shí),x45 cm處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一致;x45 cm39 cm,故質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)和t0時(shí),x9 cm處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一致,由圖可得:質(zhì)點(diǎn)并不在波峰,故D項(xiàng)錯(cuò)誤12.(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播,該直線上平衡位置相距9 m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示,下列描

17、述該波的圖像可能正確的是()答案AC解析由振動(dòng)圖像可知,a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)相位相差四分之一或四分之三周期,由波的傳播規(guī)律可知,一個(gè)周期內(nèi)波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng),所以a、b間的距離x(n)或x(n)(n0,1,2,3)由第一個(gè)表達(dá)式,當(dāng)n0時(shí),36 m;當(dāng)n1時(shí),7.2 m;當(dāng)n2時(shí),4 m,A項(xiàng)正確;由第二個(gè)表達(dá)式,當(dāng)n0時(shí),12 m;當(dāng)n1時(shí), m;當(dāng)n2時(shí), m,C項(xiàng)正確二、非選擇題13(2018銀川三模)如圖甲所示,介質(zhì)中振源位于O點(diǎn)位置,它的振動(dòng)圖像如圖乙所示,P點(diǎn)距離O點(diǎn)8 m,Q點(diǎn)距離O點(diǎn)5 m,振源振動(dòng)所形成的機(jī)械波在傳播過(guò)程中兩相鄰波谷之間的距離為0.8 m求:(1)振源的振動(dòng)方程;

18、(2)從振源振動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí),P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷時(shí)所需要的時(shí)間t;(3)P點(diǎn)第一次經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)Q點(diǎn)的位置以及Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程解析(1)由題意得0.8 m由圖乙可知A0.4 m,T0.4 s則rad/s5rad/s根據(jù)圖乙可得振源的振動(dòng)方程為:y0.4sin5t(m)(2)波速為v2 m/s因此波傳到P點(diǎn)用時(shí):t14 s,又由于波源起振方向?yàn)橄蛏?,因此該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷仍需:t2T0.3 s所以P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷所需的時(shí)間為tt1t24.3 s;(3)波傳到Q點(diǎn)用時(shí)t32.5 s,P點(diǎn)第一次經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)用時(shí)由(2)可知用時(shí)t3t14.2 s,因此Q點(diǎn)共振動(dòng)t44.22.51.7 s,合計(jì)

19、振動(dòng)4個(gè)周期,所以此時(shí)Q點(diǎn)在在波峰,振動(dòng)的總路程為:s40.4 m6.8 m.14一列簡(jiǎn)諧橫波,沿波的傳播方向依次有P、Q兩點(diǎn),平衡位置相距5.5 m,其振動(dòng)圖像如圖所示,實(shí)線為P點(diǎn)的振動(dòng)圖像,虛線為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖像,求:(1)該波的波長(zhǎng);(2)該波的最大傳播速度答案(1) m(n0、1、2、3、)(2)6 m/s解析(1)根據(jù)題意,畫(huà)出如圖所示的波動(dòng)圖像,其對(duì)應(yīng)的方程y10sinx,當(dāng)y5時(shí),sinx解得x2n(n0、1、2、3、)根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系類(lèi)比可得(n0、1、2、3、)n5.5(n0、1、2、3、)解得 m(n0、1、2、3、)(2)由圖像可知:周期T1 s,由波速公式可得v m/s(n0、1、2、3、)當(dāng)n0時(shí),vm6 m/s10

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