高考導(dǎo)練2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 機械振動 機械波 第2講 機械波模擬試題 新人教版選修3-4

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1、第2講 機械波 高考·模擬·創(chuàng)新 1．(2020年高考·天津卷)圖12－2－10甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點的橫坐標(biāo)分別為xa＝2 m和xb＝6 m，圖12－2－10乙為質(zhì)點b從該時刻開始計時的振動圖象．下列說法正確的是(　　) 圖12－2－10 A．該波沿＋x方向傳播，波速為1 m/s B．質(zhì)點a經(jīng)4 s振動的路程為4 m C．此時刻質(zhì)點a的速度沿＋y方向 D．質(zhì)點a在t＝2 s時速度為零 解析：A選項錯誤，由圖乙可知b質(zhì)點向y軸正方向運動，結(jié)合圖甲由同側(cè)法可知波沿x軸負(fù)方向傳播；當(dāng)然，由圖乙可知波的周期為8 s，由圖甲可知波的波長為8 m，因此波速

2、v＝＝ m/s＝1 m/s.B選項錯誤，4 s是半個周期，因此，質(zhì)點a通過的路程為2倍振幅，即1 m．C選項錯誤，因為波沿x軸負(fù)方向傳播，由同側(cè)法可知質(zhì)點a的振動方向沿－y方向．D選項正確，經(jīng)過2 s即四分之一周期，質(zhì)點a剛好運動到負(fù)向最大位移處，所以此時刻速度為零． 答案：D 2．(2020年高考·上海卷)一簡諧橫波沿水平繩向右傳播，波速為v，周期為T，振幅為A.繩上兩質(zhì)點M、N的平衡位置相距波長，N位于M右方．設(shè)向上為正，在t＝0時M位移為＋，且 向上運動；經(jīng)時間t(t

3、 C．在t時刻，N位移為負(fù)，速度向下 D．在2t時刻，N位移為－，速度向下 解析：因為波向右傳播，當(dāng)時M在波峰位置時，N點在平衡位置且向下振動，當(dāng)M點由波峰向平衡位置運動過程中，N點就由平衡位置向波谷運動，所以經(jīng)過時間t，M點的位置是＋時，N點在平衡位置下方，向下運動，還沒有到達波谷，故A、B錯誤，C正確；M點經(jīng)過時間從＋運動到波峰，所以從＋運動到平衡位置的時間小于，所以，M點從平衡位置向下運動，到返回平衡位置向上運動過程中，N點就從波谷向波峰運動，經(jīng)過2t后，M點在平衡位置的下方，所以N點速度方向向上，所以D錯誤． 答案：C 3．(2020年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)圖12－2－11甲為

4、一列簡諧橫波在t＝0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置在x＝1.0 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x＝4.0 m處的質(zhì)點；圖12－2－11乙為質(zhì)點Q的振動圖象．下列說法正確的是________． 圖12－2－11 A．在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q向y軸正方向運動 B．在t＝0.25 s時，質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相同 C．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m D．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質(zhì)點P通過的路程為30 cm E．質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y＝0.10 sin 10 πt(國際單位制) 解析：根據(jù)甲、乙兩圖可以讀出該波的波長

5、和周期，從而求出波速，t＝0.10 s時Q點在平衡位置上，由乙圖知下一時刻向下振動，從而確定了該波向左傳播．根據(jù)時間與周期的關(guān)系，分析質(zhì)點P的位置和加速度，求出通過的路程．根據(jù)x＝vt求解波傳播的距離．根據(jù)圖象讀出振幅A，結(jié)合數(shù)學(xué)知識寫出Q點的振動方程．A.圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則知在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q正從平衡位置向波谷運動，所以點Q向y軸負(fù)方向運動，故A錯誤；B.在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q沿y軸負(fù)方向運動，根據(jù)波形平移法可知該波沿x軸負(fù)方向傳播，此時P點正向上運動，由圖乙讀出周期T＝0.2 s，從t＝0.10 s到t＝0.25 s經(jīng)過的時間為Δt＝0.15 s＝ T，則在t＝0.

6、25 s時，質(zhì)點P位于x軸下方，加速度方向與y軸正方向相同，故B正確；C.由甲圖知波長λ＝8 m，則波速為：v＝＝ m/s＝40 m/s，從t＝0.10 s到＝0.25 s經(jīng)過的時間為Δt＝0.15 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為Δx＝vΔt＝40×0.15 m＝6 m，故C正確；D.從t＝0.10 s到＝0.25 s經(jīng)過的時間為Δt＝0.15 s＝T由于t＝0.10 s時刻質(zhì)點P不在平衡位置或波峰、波谷處，所以質(zhì)點P通過的路程不是3A＝30 cm，故D錯誤；E.質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y＝Asint＝0.1 sint(m)?y＝0.10 sin10 πt(m)，故E正確． 答案：BCE

7、 4．(2020年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)平衡位置位于原點O的波源發(fā)出的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個點(均位于x軸正向)，P與O的距離為35 cm，此距離介于一倍波長與二倍波長之間．已知波源自t＝0時由平衡位置開始向上振動，周期T＝1 s，振幅A＝5 cm.當(dāng)波傳到P點時，波源恰好處于波峰位置；此后再經(jīng)過5 s，平衡位置在Q處的質(zhì)點第一次處于波峰位置．求： (1)P、Q間的距離； (2)從t＝0開始到平衡位置在Q處的質(zhì)點第一次處于波峰位置時，波源在振動過程中通過的路程． 解析：(1)由題意，O、P兩點間的距離與波長λ之間滿足OP＝λ， 波速v與波長的關(guān)系為v＝ 在t＝5 s的時間間隔內(nèi)，波傳播的路程為vt.由題意有vt＝PQ＋(式中PQ為P、Q的距離) 故PQ＝133 cm (2)Q處的質(zhì)點第一次處于波峰位置時，波源運動的時間為t1＝t＋T 波源從平衡位置開始運動，每經(jīng)過，波源運動的路程為A. 由題意可知， t1＝25× 故t1時間內(nèi)，波源運動的路程為s＝25A＝125 cm 答案：(1)133 cm　(2)125 cm