2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 梯級(jí)演練 強(qiáng)技提能 1.2機(jī)械波 滬科版選修3-4.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 梯級(jí)演練 強(qiáng)技提能 1.2機(jī)械波 滬科版選修3-41.(多選)(xx海南高考)下列選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是()A.科學(xué)家用激光測(cè)量月球與地球間的距離B.醫(yī)生利用超聲波探測(cè)病人血管中血液的流速C.技術(shù)人員用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡D.交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測(cè)量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度E.科學(xué)家通過比較星球與地球上同種元素發(fā)出光的頻率來計(jì)算星球遠(yuǎn)離地球的速度2.(xx重慶高考)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播,某時(shí)刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)相距6 m,且這兩質(zhì)點(diǎn)之間的波峰只有一個(gè),則該簡(jiǎn)諧波可能的波長(zhǎng)為()A.4 m、6 m和8 m B.6 m、8 m和12 mC.4 m、6 m和12 m D.4 m、8 m和12 m3.(2011北京高考)介質(zhì)中有一列簡(jiǎn)諧機(jī)械波傳播,對(duì)于其中某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)()A.它的振動(dòng)速度等于波的傳播速度B.它的振動(dòng)方向一定垂直于波的傳播方向C.它在一個(gè)周期內(nèi)走過的路程等于一個(gè)波長(zhǎng)D.它的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率4.(xx桂林模擬)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,圖甲是t=1s時(shí)的波形圖,圖乙是該列波中某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,則該波的傳播速度v和圖甲中x=5m處的質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過程中的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式分別為()A.1m/sy=2sint(m) B.1m/sy=-2sint(m)C.2m/sy=2sint(m) D.2m/sy=2cost(m)5.(xx大綱版全國(guó)卷)在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上50m直跑道的兩端,分別安裝了由同一信號(hào)發(fā)生器帶動(dòng)的兩個(gè)相同的揚(yáng)聲器。兩個(gè)揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)出波長(zhǎng)為5m的聲波。一同學(xué)從該跑道的中點(diǎn)出發(fā),向某一端點(diǎn)緩慢行進(jìn)10m。在此過程中,他聽到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為()A.2B.4C.6D.86.(多選)(xx新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖,a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4 m和6 m。一列簡(jiǎn)諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處,質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng),t=3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)。下列說法正確的是()A.在t=6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處B.在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)C.質(zhì)點(diǎn)b開始振動(dòng)后,其振動(dòng)周期為4sD.在4s<t<6s的時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng)E.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)b一定向上運(yùn)動(dòng)7.(xx成都模擬)(1)如圖所示,甲圖為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波動(dòng)圖像,乙圖為參與波動(dòng)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像,則下列判斷正確的是()A.該波的傳播速率為4cm/sB.該波的傳播方向沿x軸正方向C.經(jīng)過0.5s時(shí)間,質(zhì)點(diǎn)P沿波的傳播方向向前傳播2mD.該波在傳播過程中若遇到3m的障礙物,能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象(2)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻的波形如圖所示,介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P、Q分別位于x=2m、x=4m處。從t=0時(shí)刻開始計(jì)時(shí),當(dāng)t=15s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好第4次到達(dá)波峰。求波速。寫出質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過程)。8.(xx武漢模擬)(1)(多選)如圖所示為兩個(gè)波源S1和S2在水面產(chǎn)生的兩列波疊加后的干涉圖樣,由圖可推知下列說法正確的是()A.兩波源振動(dòng)頻率一定相同B.兩波源振動(dòng)頻率可能不相同C.兩列水波的波長(zhǎng)相等D.兩列水波的波長(zhǎng)可能不相等(2)機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示,波沿x軸正方向傳播,質(zhì)點(diǎn)P的坐標(biāo)x=0.32m,從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí),若每間隔最小時(shí)間0.4s重復(fù)出現(xiàn)開始時(shí)的波形圖,求波速。若P點(diǎn)經(jīng)0.4s第一次達(dá)到正向最大位移,求波速。若P點(diǎn)經(jīng)0.4s到達(dá)平衡位置,求波速。9.(xx西安模擬)(1)(多選)兩列振幅、波長(zhǎng)均相同的簡(jiǎn)諧橫波,以相同的速率沿相反方向在同一介質(zhì)中傳播。如圖所示為某一時(shí)刻兩波的波形圖,其中實(shí)線為向右傳播的波,虛線為向左傳播的波,a、b、c、d、e為五個(gè)等距離的質(zhì)點(diǎn),則在兩列波傳播的過程中,下列說法中正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e始終靜止不動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)b、d始終靜止不動(dòng)C.質(zhì)點(diǎn)a、c、e始終靜止不動(dòng)D.質(zhì)點(diǎn)a、c、e以振幅2A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(2)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形如圖所示,已知t=0.6s時(shí),B點(diǎn)第三次出現(xiàn)波峰。則這列波的周期是;x=50cm處的質(zhì)點(diǎn)A回到平衡位置的最短時(shí)間為。10.(xx長(zhǎng)沙模擬)(1)如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,從波傳到x=5m的M點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),已知P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4s,下面說法中正確的是()A.若該波傳播中遇到寬約3m的障礙物,不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.質(zhì)點(diǎn)Q(x=9m)經(jīng)過0.5s第一次到達(dá)波谷C.質(zhì)點(diǎn)P在0.1s內(nèi)經(jīng)過的位移大小為10cmD.若在Q處放一接收器,接收到的波的頻率小于2.5Hz(2)第26屆世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)跳水比賽在深圳游泳跳水比賽場(chǎng)館舉行,設(shè)水池中一點(diǎn)O上下振動(dòng),振幅為0.2m,以O(shè)點(diǎn)為圓心形成圓形水波,如圖所示,A、B、O三點(diǎn)在一條直線上,OA間距離為4.0m,OB間距離為2.4m。某時(shí)刻O點(diǎn)處在波峰位置,觀察發(fā)現(xiàn)2s后此波峰傳到A點(diǎn),此時(shí)O點(diǎn)正通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng),OA間還有一個(gè)波峰,將水波近似為簡(jiǎn)諧波。求此水波的傳播速度、周期和波長(zhǎng);以O(shè)點(diǎn)處波峰位置為0時(shí)刻,某同學(xué)打算根據(jù)OB間距離與波長(zhǎng)的關(guān)系確定B點(diǎn)在0時(shí)刻的振動(dòng)情況,畫出B點(diǎn)的振動(dòng)圖像。你認(rèn)為該同學(xué)的思路是否可行?若可行,畫出B點(diǎn)振動(dòng)圖像。若不可行,請(qǐng)給出正確思路并畫出B點(diǎn)的振動(dòng)圖像。(假設(shè)B的振幅仍為0.2m)答案解析1.【解題指南】解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)激光和超聲波的應(yīng)用。(2)多普勒效應(yīng)的應(yīng)用：測(cè)定物體間的相對(duì)速度。【解析】選B、D、E。當(dāng)觀察者與測(cè)量對(duì)象無相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),不發(fā)生多普勒效應(yīng),A、C錯(cuò)誤;當(dāng)觀察者與測(cè)量對(duì)象有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),發(fā)生多普勒效應(yīng),根據(jù)接收頻率的變化來測(cè)速,故B、D、E正確。2.【解析】選C。由于該波上兩質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置且相距6 m,且兩質(zhì)點(diǎn)間波峰只有一個(gè),故6 m與波長(zhǎng)的關(guān)系有三種可能：6 m=,6 m=,6 m=,故波長(zhǎng)的可能值為6 m、12 m、4 m,C正確。【總結(jié)提升】波長(zhǎng)的確定方法(1)根據(jù)定義確定。在波動(dòng)中,振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。(2)根據(jù)波動(dòng)圖像確定。在波動(dòng)圖像上,振動(dòng)位移總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)。在波動(dòng)圖像上,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度)總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)。在波動(dòng)圖像上,兩個(gè)相鄰波峰(或波谷)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)。(3)根據(jù)公式=vT來確定。3.【解析】選D。簡(jiǎn)諧機(jī)械波在介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),由振動(dòng)和波的關(guān)系可知：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度,而波的傳播速度是指“振動(dòng)”這種形式的傳播速度,A錯(cuò)誤;橫波的振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向,而縱波的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上,B錯(cuò)誤;簡(jiǎn)諧機(jī)械波在介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)一個(gè)周期內(nèi)走過的路程等于四倍振幅,而波一個(gè)周期傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng),C錯(cuò)誤;簡(jiǎn)諧機(jī)械波在介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率都相等,都等于波源的振動(dòng)頻率,所以D正確。4.【解析】選B。由甲圖知=4m,由乙圖知T=4s,根據(jù)v=知v=1m/s,畫出t=0時(shí)刻的波形如圖所示。由圖知x=5m處的質(zhì)點(diǎn)t=0時(shí)刻正經(jīng)過平衡位置向y軸負(fù)方向振動(dòng),且振幅A=2m,則=rad/s,故圖甲中x=5m處的質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過程中的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為y=-2sint(m),B正確。5.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析：(1)理解波的干涉中加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的含義。(2)利用公式x=n判斷聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)。【解析】選B。根據(jù)波的干涉的加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的條件,可知當(dāng)某點(diǎn)與兩個(gè)波源距離差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),即聲音加強(qiáng)點(diǎn),由題可知,x=n=5n(n=0,1,2),所以這位同學(xué)距離跑道兩端相差5m的整數(shù)倍,也就是說這位同學(xué)每向前運(yùn)動(dòng)2.5m,就為一個(gè)聲音加強(qiáng)點(diǎn),10m內(nèi)共有4個(gè)點(diǎn),故選B。6.【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行：(1)先由質(zhì)點(diǎn)a的起振方向判定各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均豎直向下;(2)再根據(jù)質(zhì)點(diǎn)a在t=3s時(shí)第一次到達(dá)最高點(diǎn)求出振動(dòng)周期和波長(zhǎng)。【解析】選A、C、D。由質(zhì)點(diǎn)a在t=0時(shí)刻由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng),t=3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)可得：t=T,所以T=4s,又=vT,則=8m。從t=0開始,振動(dòng)從a點(diǎn)傳播到b、c、d點(diǎn)的時(shí)間分別是1s、3 s、6 s,所以選項(xiàng)A正確;t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c振動(dòng)了2s經(jīng)平衡位置向上運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B錯(cuò);各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期與波的周期相等,所以選項(xiàng)C對(duì);振動(dòng)傳播到c點(diǎn)需時(shí)間3s,質(zhì)點(diǎn)c先向下運(yùn)動(dòng)1s,然后向上運(yùn)動(dòng),在4s<t<6s的時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c一直向上運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)D正確;b、d之間的距離為10m=+,不是的奇數(shù)倍,故振動(dòng)方向不總是相反,所以選項(xiàng)E錯(cuò)。7.【解析】(1)由圖知=4m,T=1s,則波速v=4m/s,A錯(cuò);由P點(diǎn)的振動(dòng)情況知波沿x軸負(fù)方向傳播,B錯(cuò);質(zhì)點(diǎn)P只在平衡位置附近振動(dòng),不隨波遷移,C錯(cuò);障礙物的大小3m小于波長(zhǎng)4m,能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,D正確。(2)設(shè)簡(jiǎn)諧橫波的波速為v,波長(zhǎng)為,周期為T,由圖像知,=4m。由題意知t=3T+Tv=代入數(shù)據(jù)得v=1m/s。質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.2sin0.5tm。答案：(1)D(2)1m/sy=0.2sin0.5tm8.【解析】(1)由波的干涉條件知S1、S2振動(dòng)頻率一定相同,A對(duì)B錯(cuò);兩波在同一介質(zhì)中傳播,由機(jī)械波傳播特征知,速度v只由介質(zhì)決定,故兩列波的波速相等,由=知兩列波的波長(zhǎng)一定相等,C對(duì)D錯(cuò)。(2)依題意,周期T=0.4s,波速v=m/s=2m/s波沿x軸正方向傳播,x=0.32m-0.2m=0.12m。P點(diǎn)恰好第一次達(dá)到正向最大位移,波速v=m/s=0.3m/s波沿x軸正方向傳播,若P點(diǎn)恰好第一次到達(dá)平衡位置,則x=0.32m,由周期性可知波傳播的可能距離x=(0.32+n)m(n=0,1,2,3)可能波速v=m/s=(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3)。答案：(1)A、C(2)2m/s0.3m/s(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3)【加固訓(xùn)練】(1)如圖所示是波遇到小孔或障礙物后的圖像,圖中每?jī)蓷l實(shí)線間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng),其中正確的圖像是()(2)如圖所示是一列橫波上A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,該波由A傳向B,兩質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向上的距離x=4.0m,波長(zhǎng)大于3.0m,求這列波的波速?！窘馕觥?1)選B。A圖孔的尺寸比波長(zhǎng)大得多,不會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,A錯(cuò);B、C圖中障礙物的大小比波長(zhǎng)小故可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,B對(duì),C錯(cuò)。D圖中孔的大小與波長(zhǎng)相差不多,應(yīng)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,D錯(cuò)。(2)由振動(dòng)圖像可知,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T=0.4s,取t=0時(shí)刻分析,質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)平衡位置向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)B處于波谷,設(shè)波長(zhǎng)為,則x=n+(n=0,1,2,3)所以該波波長(zhǎng)為=m因?yàn)橛?gt;3.0m的條件,所以取n=0,1當(dāng)n=0時(shí),1=16m,波速v1=40m/s當(dāng)n=1時(shí),2=3.2m,波速v2=8.0m/s答案：(1)B(2)40m/s或8.0m/s9.【解析】(1)由波的疊加原理可知,圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e的位移都為零。其中兩列波在a、c、e上引起的振動(dòng)方向相同,在b、d兩點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相反,故b、d始終靜止不動(dòng),a、c、e以振幅2A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。(2)由題意得t=T,解得T=0.24s由圖像可知,=120cm=1.2m,v=5m/sx=50cm處的質(zhì)點(diǎn)A回到平衡位置的最短時(shí)間為t=0.1s。答案：(1)B、D(2)0.24s0.1s10.【解析】(1)由題圖知該波波長(zhǎng)為4m,Q與M間距離為一個(gè)波長(zhǎng),波前的振動(dòng)方向向下。因障礙物的寬度比波長(zhǎng)小,A錯(cuò)誤。由P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4s知該波的周期為0.4s,波從M點(diǎn)傳播到Q點(diǎn)需一個(gè)周期,故經(jīng)過0.5s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q已振動(dòng)了四分之一周期,B正確。因質(zhì)點(diǎn)P既不在平衡位置又不在波峰或波谷上,則四分之一周期內(nèi)通過的位移大小不等于一個(gè)振幅,C錯(cuò)誤。因接收器是固定不動(dòng)的,接收器接收到的頻率應(yīng)等于波的頻率,D錯(cuò)誤。(2)在O點(diǎn)左側(cè),波向左傳播,波峰由O點(diǎn)傳到A點(diǎn)的時(shí)間為2s,則波速v=m/s=2.0m/s由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況及A點(diǎn)位置可畫出t=2s時(shí)OA間的波形如圖甲所示,則xOA=,得=xOA=3.2m周期T=s=1.6s?？尚?。xOB=2.4m=,t=0時(shí)刻OB間波形如圖乙所示,則知B此刻正經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng),波的周期T=1.6s,B的振動(dòng)圖像如圖丙所示。答案：(1)B(2)2.0m/s1.6s3.2m可行圖像見解析【加固訓(xùn)練】(1)如圖,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,實(shí)線和虛線分別表示t1=0時(shí)和t2=0.5s(T>0.5s)時(shí)的波形,能正確反映t3=7.5s時(shí)波形的是圖()(2)如圖為一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=4sin5t,求：該波的速度;畫出t=0.3s時(shí)的波形圖(至少畫出一個(gè)波長(zhǎng))?！窘馕觥?1)選D。因?yàn)閠2<T,可確定波在0.5s的時(shí)間內(nèi)沿x軸正方向傳播了,即T=0.5s,所以T=2s,t3=7.5s=3T,波峰沿x軸正方向傳播,從處到處。D正確,A、B、C錯(cuò)誤。(2)由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式可知=5rad/s,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng),故波沿x軸正方向傳播,由波形圖讀出波長(zhǎng)=4m,T=,又波速公式v=聯(lián)立,代入數(shù)據(jù)可得v=10m/s0.3s內(nèi)波沿x軸正向平移的距離x=vt=100.3m=3m,將t=0時(shí)的波形圖沿x軸正向平移3m可得t=0.3s時(shí)的波形圖如圖所示。答案：(1)D(2)10m/s見解析