2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 第2講 機械波課時作業(yè)（含解析）

機械波一、選擇題1關(guān)于機械振動與機械波說法正確的是()A機械波的頻率等于振源的振動頻率B機械波的傳播速度與振源的振動速度相等C質(zhì)點振動的方向總是垂直于波傳播的方向D在一個周期內(nèi)，沿著波的傳播方向，振動在介質(zhì)中傳播一個波長的距離E機械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身決定解析：機械波的頻率就是振源的振動頻率，故A正確；機械波的傳播速度與振源的振動速度無關(guān)，故B錯誤；波分橫波和縱波，縱波的質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在同一條直線上，故C錯誤；由v可知，在一個周期內(nèi)，沿波的傳播方向，振動在介質(zhì)中傳播一個波長的距離，故D正確；機械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身決定，故E正確答案：ADE2(2018·百校聯(lián)盟高考名師6月猜題卷)一列正弦式簡諧橫波，在t0時刻的波形圖如圖所示，已知這列波沿x軸正方向傳播，M為傳播方向上一質(zhì)點，此時M點的縱坐標(biāo)為 cm，若經(jīng)過時間t0.1 s，M點首次到達波峰下列說法中正確的是()A波動方程為y2sin(2x)cmBM點的坐標(biāo)為(0.3 m， cm)C波的傳播速度大小為1.25 m/sD質(zhì)點的振動周期為1 sE從t0時刻起，再經(jīng)過t0.5 s質(zhì)點M的路程為(6)cm解析：根據(jù)波形圖可知1 m，振幅A2 cm，則波動方程為yAsinx2sin(2x)cm，選項A正確；將M點縱坐標(biāo)y cm代入波動方程，結(jié)合圖象解得M點的坐標(biāo)為( m， cm)，選項B錯誤；由于經(jīng)過時間t0.1 s，M點首次到達波峰，即M點左側(cè)相鄰的波峰傳播到M點，距離等于x()m m，波的傳播速度v，代入數(shù)據(jù)可得v1.25 m/s，選項C正確；波的傳播方向上任意質(zhì)點的振動周期T，代入數(shù)據(jù)可得T0.8 s，選項D錯誤；假設(shè)質(zhì)點M在此過程中振動了n個周期，則tnT，代入數(shù)據(jù)可得n，t0時刻M向上振動，t0.5 s時M點首次到達波谷位置，所以質(zhì)點M運動的路程s(2)2A(6)cm，選項E正確答案：ACE3(2019·河南三門峽高三質(zhì)檢)如圖所示，實線表示兩個相干波源S1、S2發(fā)出的波峰位置，設(shè)波的周期為T，波長為，波的傳播速度為v，下列說法正確的是()A圖中的a點為振動減弱點的位置B圖中的b點為振動加強點的位置C從圖中時刻開始，波源S1的波峰傳播到a、b位置的最短時間均為DvTE波源S1的波經(jīng)過干涉之后波的性質(zhì)完全改變解析：由圖可以知道，a質(zhì)點是波峰與波谷相遇，為振動減弱點的位置，故A正確；b點到兩波源的距離相等，是波谷與波谷相遇處，為振動加強點的位置，故B正確；波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的，從圖中時刻開始，波源S1的波峰到a、b平衡位置的距離都是半個波長，所以波源S1的波峰傳播到a、b位置的最短時間均為，故C正確；波速公式為v，故D錯誤；波源S1的波經(jīng)過干涉之后波的性質(zhì)不變，故E錯誤答案：ABC4一列波沿x軸傳播，t2 s時刻的波形如圖甲所示，圖乙是某質(zhì)點的振動圖象，則下列說法正確的是()A波的傳播速度為1 m/sB波如果向右傳播，則圖乙是x0、4 m處質(zhì)點的振動圖象C波如果向右傳播，則圖乙是x2 m、6 m處質(zhì)點的振動圖象D波如果向左傳播，則圖乙是x0、4 m處質(zhì)點的振動圖象E波如果向左傳播，則圖乙是x2 m、6 m處質(zhì)點的振動圖象解析：根據(jù)波形圖可知該波的波長為4 m，該波的周期為4 s，則v1 m/s，選項A正確；根據(jù)振動圖象知該質(zhì)點在t2 s時在平衡位置并且向下振動，根據(jù)波的振動方向與波的傳播方向間的關(guān)系可知，波如果向右傳播，圖乙應(yīng)是x0、4 m處質(zhì)點的振動圖象，選項B正確，C錯誤；如果波向左傳播，圖乙是x2 m、6 m處質(zhì)點的振動圖象，選項D錯誤，E正確答案：ABE5如圖所示，沿x軸正方向傳播的一列橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，則下列說法正確的是()A從圖示時刻開始，質(zhì)點b比質(zhì)點a先回到平衡位置B從圖示時刻開始，經(jīng)0.01 s時間x2 m處質(zhì)點通過的路程為0.4 mC若該波波源從x0處沿x軸正方向運動，則在x2 000 m處接收到的波的頻率將小于50 HzD若該波傳播過程中遇到寬約為3 m的障礙物，則能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象Ea質(zhì)點的振動頻率為50 Hz解析：根據(jù)“上坡下，下坡上”知，題圖所示時刻質(zhì)點b正向y軸負方向振動，故質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置，選項A錯誤；根據(jù)題圖知波長為4 m，由T0.02 s知，f50 Hz，經(jīng)過0.01 s，x2 m處的質(zhì)點回到平衡位置，運動的路程為0.4 m，選項B、E正確；由于波源靠近觀察者所在處，故接收到的波的頻率大于50 Hz，選項C錯誤；波發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸接近或小于波長，選項D正確答案：BDE6(2019·河南開封質(zhì)檢)圖甲為一列簡諧橫波在t0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點，Q 是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則()A波沿x 軸負方向傳播Bt0.15 s時，質(zhì)點Q 的加速度達到負向最大Ct0.15 s時，質(zhì)點P的運動方向沿y 軸負方向D從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點P通過的路程為30 cmE質(zhì)點Q 的振動方程為 y0.1sin 10t m解析：由振動圖象可知，在t0.10 s時刻，x4 m處的質(zhì)點Q向下運動，結(jié)合波動圖象可知波沿x軸負方向傳播，選項A正確；t0.15 s時，質(zhì)點Q處于波谷位置，加速度為正向最大，選項B錯誤；由振動圖象可知，周期為0.20 s，故在t0.15 s時，質(zhì)點P振動了個周期，則質(zhì)點P位移為正，向平衡位置運動，即運動方向為沿y軸負方向，選項C正確；由于質(zhì)點P在t0.10 s時刻向正向最大位移處振動，所以從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點P通過的路程小于3個振幅，小于30 cm，選項D錯誤；質(zhì)點Q的振動方程為y0.1sin 10t m，選項E正確答案：ACE7(2019·山西五校聯(lián)考)沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t0時刻的波形如圖所示，兩質(zhì)點M、N的橫坐標(biāo)分別為x11.5 m和x22.5 m，t0時刻質(zhì)點M的運動方向沿y軸的負方向若從t0時刻開始，經(jīng)0.25 s質(zhì)點N第一次到達平衡位置，則()A該列波沿x軸負方向傳播B該列波的周期為1 sC該列波的波速為2 m/sD1 s末，質(zhì)點M的運動方向沿y軸的負方向E01 s內(nèi)，質(zhì)點N通過的路程等于8 cm解析：由t0時刻質(zhì)點M的運動方向沿y軸的負方向，可知該列波沿x軸負方向傳播，A項正確因經(jīng)0.25 s質(zhì)點N第一次到達平衡位置，結(jié)合題圖可知此段時間內(nèi)波沿x軸負方向傳播了3 m2.5 m0.5 m，則0.25 s，得T2 s，B項錯誤由題圖知4 m，則波速v2 m/s，C項正確.1 s，這時質(zhì)點M的運動方向沿y軸的正方向，D項錯誤.1 s，01 s內(nèi)，質(zhì)點N通過的路程sN2A8 cm，E項正確答案：ACE二、非選擇題8(1)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比_A波速變大B波速不變C頻率變高 D頻率不變(2)用2×106 Hz的超聲波檢查膽結(jié)石，該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2 250 m/s和1 500 m/s，則該超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的_倍用超聲波檢查膽結(jié)石是因為超聲波的波長較短，遇到結(jié)石時_(選填“容易”或“不容易”)發(fā)生衍射解析：(1)在同種介質(zhì)中，超聲波的傳播速度保持不變，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，頻率變高，所以B、C正確(2)根據(jù)，在傳播過程中，頻率保持不變，所以1.5；波長越短越不容易發(fā)生衍射，所以超聲波遇到結(jié)石時，不容易發(fā)生衍射答案：(1)BC(2)1.5不容易9(2019·湖北武漢調(diào)研)如圖所示是一列沿x軸負方向傳播的機械波圖象，實線是t10時刻的波形，虛線是t21 s時刻的波形，求：(1)該列波的周期和波速；(2)從t1時刻起質(zhì)點P運動至波谷位置的最短時間是多少解析：(1)由題圖知，波長4 m波沿x軸負方向傳播，在tt2t11 s內(nèi)傳播了x(n)(n0,1,2,3，)即t(n)T(n0,1,2,3，)T s(n0,1,2,3，)波速v(4n3) m/s(n0,1,2,3，)(2)設(shè)t1時刻起質(zhì)點P運動至波谷位置的最短時間為t，此時對應(yīng)的周期為T sP運動至波谷位置的最短時間tT s答案：(1) s(n0,1,2,3，)(4n3)m/s(n0,1,2,3，)(2) s10如圖，平衡位置處于原點O的波源發(fā)出簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平x軸傳播，P點坐標(biāo)為5 cm，Q點坐標(biāo)為30 cm，PQ之間的距離介于一倍波長和二倍波長之間已知波源自t0時由平衡位置向上振動，周期T1 s，振幅A4 cm.當(dāng)波傳播到P點時，波源恰好位于波峰位置求：(1)波的傳播速度大小；(2)從t0開始到平衡位置位于Q處的質(zhì)點第一次到達波谷時，波源通過的路程解析：(1)由題意，P點坐標(biāo)為5 cm，Q點坐標(biāo)為30 cm，PQ之間的距離介于一倍波長和二倍波長之間得：17.5 cm<<35 cm當(dāng)波傳播到P點時，波源恰好位于波峰位置則波長為20 cm波速為v0.2 m/s(2)波傳到Q點所需的時間為t11.5T，此過程波源通過的路程為s16A，從Q處的質(zhì)點開始振動到第一次到達波谷所需的時間t2T，此過程波源通過的路程為s23A則波源通過的總路程ss1s29A36 cm.答案：(1)0.2 m/s或20 cm/s(2)36 cm11(2019·山西晉城模擬)如圖所示為一列簡諧橫波在t10.05 s時的波形圖，已知該簡諧橫波沿x軸的負方向傳播，A、B兩點為該簡諧波上平衡位置在xA1.0 m、xB1.2 m處的質(zhì)點經(jīng)觀測可知A點通過的路程為振幅的10倍，所用的時間為t0.5 s，求： (1)該簡諧橫波的傳播周期以及A點的振動方程；(2)由t10.05 s時開始計時，B點回到平衡位置的時間解析：(1)由波形圖可知，振幅為A0.8 cm，波長為2 m；A點通過的路程為振幅的10倍，需要的時間為2.5T，即2.5T0.5 s，所以周期T0.2 s，10 rad/s波沿負方向傳播，t10.05 s時刻A點在平衡位置，且振動方向向下，0.05 sT，可知在t0時刻A位于最大位移處，則A點的振動方程為yA cos t0.8cos 10t cm.(2)波速v10 m/s從t10.05 s時刻開始，B點第一次回到平衡位置時，波向x軸負方向傳播的距離為s2.0 m1.2 m0.8 m所用的時間t0.08 s所以B點回到平衡位置的時間為tt(0.1n0.08) s(n0,1,2,3，)答案：(1)0.2 sy0.8cos 10t cm (2)(0.1n0.08) s(n0,1,2,3，)7