2022年高三物理第一輪復(fù)習(xí) 限時(shí)規(guī)范專題練 7 振動(dòng)與波動(dòng)的綜合應(yīng)用

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1、2022年高三物理第一輪復(fù)習(xí) 限時(shí)規(guī)范專題練 7 振動(dòng)與波動(dòng)的綜合應(yīng)用 一、選擇題(本題共12小題，每小題6分，共72分) 1. 在波的傳播方向上有A、B兩質(zhì)點(diǎn)，該兩質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過程中，相對(duì)平衡位置的位移始終相同，該兩質(zhì)點(diǎn)連線中點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)為C，則(　　) A. 該兩質(zhì)點(diǎn)間的距離一定等于一個(gè)波長(zhǎng) B. 該兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向總是相同 C. 質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)方向一定和A的振動(dòng)方向相反 D. 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)C處于波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A、B一定處于波峰 解析： AB間的距離為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，A錯(cuò)誤；兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)完全相同，質(zhì)點(diǎn)C到A、B的距離可能為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，也可能為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，因此C、D錯(cuò)誤。 答案：B

2、2. [xx·黃岡模擬](多選)如圖所示，實(shí)線和虛線分別表示一列簡(jiǎn)諧橫波在傳播方向上相距為3 m的兩點(diǎn)P和Q的振動(dòng)圖象，若P點(diǎn)離波源比Q點(diǎn)近，則該波的波長(zhǎng)可能為(　　) A. m　　　　　　　　 B. m C. m D. m 解析：由兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線可知t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰，Q位于平衡位置且向下振動(dòng)，可得PQ間距Δx＝(n＋)λ(n＝0,1,2，…)，Δx＝3 m，解得AB正確。 答案：AB 3. 一列橫波沿x軸傳播，圖甲為t＝0.5 s時(shí)的波動(dòng)圖象，圖乙為介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象。對(duì)該波的傳播方向和傳播速度說(shuō)法正確的是 ( 　　 ) A. 沿－x方向

3、傳播，波速為4.0 m/s B. 沿＋x方向傳播，波速為4.0 m/s C. 沿－x方向傳播，波速為8.0 m/s D. 沿＋x方向傳播，波速為8.0 m/s 解析：由圖乙知，在t＝0.5 s時(shí)P向上振動(dòng)，再根據(jù)圖甲，由前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得，該波沿＋x方向傳播，波速為v＝＝ m/s＝4.0 m/s，選B。 答案：B 4. [xx·河南開封一模](多選)在某一均勻介質(zhì)中由波源O發(fā)出的簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，某時(shí)刻的波形如圖，其波速為5 m/s，則下列說(shuō)法正確的是 ( 　　) A. 此時(shí)P、Q兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相同 B. 再經(jīng)過0.5 s質(zhì)點(diǎn)N剛好在(－5 m

4、,20 cm)位置 C. 能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為3 Hz D. 波的頻率與波源的振動(dòng)頻率無(wú)關(guān) 解析： 應(yīng)用P、Q兩點(diǎn)關(guān)于波源O對(duì)稱，此時(shí)P、Q兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相同，選項(xiàng)A正確；該波波長(zhǎng)為2 m，周期為0.4 s，再經(jīng)過0.5 s質(zhì)點(diǎn)N剛好在(－5 m,20 cm)位置，選項(xiàng)B正確；根據(jù)波發(fā)生干涉的條件，能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為2.5 Hz，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；波的頻率與波源的振動(dòng)頻率相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案：AB 5. 下圖甲是一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝1.25 s時(shí)的波形圖，已知c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的晚0.5 s起振，則圖乙所示振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于(　　) A.

5、 a

6、向傳播，由圖甲可知此時(shí)O點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，A、C兩點(diǎn)平衡位置間距為λ/2，所以從C點(diǎn)開始振動(dòng)經(jīng)T/2時(shí)間后A點(diǎn)從平衡位置向上振動(dòng)，選項(xiàng)B正確。 答案：B 7. [xx·河南鄭州模擬]一列簡(jiǎn)諧橫波，A為振源，在B點(diǎn)剛開始振動(dòng)時(shí)的圖象如圖所示。圖中數(shù)據(jù)單位都是m，已知波的傳播速度為10 m/s，下列說(shuō)法正確的是( 　　 ) A. 振源A開始振動(dòng)時(shí)的速度方向向下 B. 從振源A開始振動(dòng)到形成如圖所示波形，經(jīng)過時(shí)間為1.6 s C. 此后再經(jīng)過0.2 s，振源A到達(dá)波峰 D. 從M點(diǎn)開始振動(dòng)到如圖所示時(shí)刻，M通過的路程為1.0 m 解析： 波向右傳播，則B點(diǎn)向上起振，振源A

7、的起振方向向上，A項(xiàng)錯(cuò)誤；波由A點(diǎn)傳到B點(diǎn)，需要時(shí)間t＝＝ s＝1.6 s，B項(xiàng)正確；由題圖可知，波長(zhǎng)為6 m，所以周期T＝λ/v＝0.6 s，圖示時(shí)刻振源A正向下運(yùn)動(dòng)，但還沒到波谷位置，所以要到達(dá)波峰需要的時(shí)間大于半個(gè)周期，即大于0.3 s，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，M、B兩點(diǎn)相距兩個(gè)波長(zhǎng)，即此時(shí)M點(diǎn)已振動(dòng)了兩個(gè)周期，M點(diǎn)通過的路程應(yīng)為8A＝0.8 m，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B 8. (多選)質(zhì)點(diǎn)O振動(dòng)形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，當(dāng)波傳到x＝3 m處的質(zhì)點(diǎn)P時(shí)開始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象如圖乙所示，則(　　) A. 該波的頻率為25 Hz B. 該波的傳播速度為

8、2 m/s C. 質(zhì)點(diǎn)O開始振動(dòng)時(shí)沿y軸正方向 D. 從t時(shí)刻起，經(jīng)過0.015 s，質(zhì)點(diǎn)P將回到平衡位置 解析：根據(jù)題圖可知，該波的波長(zhǎng)λ＝8 m，周期T＝0.04 s，所以波速v＝λ/T＝200 m/s，頻率f＝1/T＝25 Hz，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)甲圖， t時(shí)刻機(jī)械波剛好傳播到x＝8 m處的質(zhì)點(diǎn)，已知機(jī)械波沿x軸正方向傳播，該質(zhì)點(diǎn)的起振方向?yàn)閥軸負(fù)方向，這與波源的起振方向相同，所以質(zhì)點(diǎn)O開始振動(dòng)時(shí)沿y軸負(fù)方向，也可利用乙圖看出質(zhì)點(diǎn)P的起振方向沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；經(jīng)過0.015 s波傳播的距離為x＝200×0.015 m＝3 m，從t時(shí)刻起經(jīng)過0.015 s質(zhì)點(diǎn)P左側(cè)距離

9、質(zhì)點(diǎn)P 3 m遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)情況傳到P點(diǎn)，即P點(diǎn)回到平衡位置，選項(xiàng)D正確。 答案：AD 9. (多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，t＝0.1 s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示。波源不在坐標(biāo)原點(diǎn)O，P是傳播介質(zhì)中離坐標(biāo)原點(diǎn)2.5 m處的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。則以下說(shuō)法正確的是(　　) A. 波的頻率可能為7.5 Hz B. 波的傳播速度可能為50 m/s C. 質(zhì)點(diǎn)P的振幅為0.1 m D. 在t＝0.1 s時(shí)刻與P相距5 m處的質(zhì)點(diǎn)也一定向上振動(dòng) 解析：從題圖中可以看出從實(shí)線傳播到虛線的時(shí)間為t＝(n＋)T(n＝0、1、2、…)，波的頻率為f＝＝＝ Hz＝

10、2.5(4n＋1) Hz(n＝0、1、2、…)，A錯(cuò)誤；從圖中得出波長(zhǎng)為λ＝4 m，波的傳播速度為v＝λf＝10(4n＋1) m/s(n＝0,1,2，…)，當(dāng)n＝1時(shí)，v＝50 m/s，B正確；從圖中可以看出質(zhì)點(diǎn)P的振幅為0.1 m, C正確；從圖中可知t＝0.1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng)，與P相距5 m的質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)P相距1個(gè)波長(zhǎng)，若該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)左側(cè)，它正在向下振動(dòng)，若該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)右側(cè)，它正在向上振動(dòng)，D錯(cuò)誤。 答案：BC 10．[xx·山東高考](多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播。以波源O由平衡位置開始振動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m。以下判斷正確

11、的是(　　) A. 波長(zhǎng)為1.2 m B. 波源起振方向沿y軸正方向 C. 波速大小為0.4 m/s D. 質(zhì)點(diǎn)A的動(dòng)能在t＝4 s時(shí)最大 解析：由圖可知波源起振后3 s質(zhì)點(diǎn)A開始振動(dòng)，故波速大小v＝＝＝0.3 m/s，C錯(cuò)誤；由圖知波的周期即質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)周期T＝4 s，故該波的波長(zhǎng)λ＝vT＝1.2 m，A正確；因介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同，故由圖知B正確；由圖知t＝4 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A處于正向最大位移處，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A的速度為零、動(dòng)能為零，故D錯(cuò)誤。 答案：AB 11. 如圖所示，1,2,3…10各點(diǎn)之間的距離均是1 m。當(dāng)t＝0時(shí)，點(diǎn)1開始向上振動(dòng)

12、，t＝0.1 s時(shí)點(diǎn)1第一次到達(dá)平衡位置上方最大位移處，而振動(dòng)向右傳播至點(diǎn)3，則以下結(jié)論正確的是(　　) A. 波的頻率是2.5 Hz，波的傳播速度是30 m/s B. t＝0.2 s時(shí)，點(diǎn)3位于平衡位置下方最大位移處 C. t＝0.45 s時(shí)波恰好傳播到點(diǎn)10 D. 波傳播到點(diǎn)10時(shí)，點(diǎn)1的位移大小正好是振幅的一半 解析： t＝0時(shí)，點(diǎn)1開始向上振動(dòng)，t＝0.1 s時(shí)點(diǎn)1第一次到達(dá)平衡位置上方最大位移處，可知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期是0.4 s，頻率是2.5 Hz。0.1 s內(nèi)振動(dòng)向右傳播至點(diǎn)3，而一個(gè)周期內(nèi)波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)，可知波長(zhǎng)是8 m，由v＝λf可得波速是20 m/s，A

13、項(xiàng)錯(cuò)誤；t＝0.1 s時(shí)振動(dòng)向右傳播至點(diǎn)3，點(diǎn)3開始向上振動(dòng)，經(jīng)過0.1 s位于平衡位置上方最大位移處，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由t＝＝，可得t＝0.45 s時(shí)波恰好傳播到點(diǎn)10，C項(xiàng)正確；t＝0.45 s內(nèi)，點(diǎn)1振動(dòng)1個(gè)周期，此時(shí)點(diǎn)1的位移大小是A，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：C 12. [xx·四川高考]如圖所示，甲為t＝1 s時(shí)某橫波的波形圖象，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，距該質(zhì)點(diǎn)Δx＝0.5 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可能是(　　) 解析：由甲、乙兩圖可以看出，該橫波的波長(zhǎng)為2 m，周期為2 s，則波傳播到距離該質(zhì)點(diǎn)0.5 m的質(zhì)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.5 s，即周期，只需要把圖乙向前或向后平移周期，就可

14、以得到質(zhì)點(diǎn)的可能圖象。故選A。 答案：A 二、非選擇題(本題共2小題，共28分) 13. (10分)如圖為某一簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向沿y軸正方向。從這一時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)a、b、c中第一次最先回到平衡位置的是________，若t＝0.02 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)波谷處，從此時(shí)刻起開始計(jì)時(shí)，c點(diǎn)的振動(dòng)方程為________cm。 解析：由t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向沿y軸正方向可知，該波沿x軸正方向傳播，故質(zhì)點(diǎn)b向y軸負(fù)方向振動(dòng)、質(zhì)點(diǎn)c也向y軸負(fù)方向振動(dòng)，a、b、c中第一次最先回到平衡位置的是c；由t＝0.02 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)波谷處可知振動(dòng)周期T＝0.04

15、 s，又A＝8 cm，初相位φ0＝－，所以c點(diǎn)的振動(dòng)方程為y＝8sin(50πt－) cm。 答案：c　y＝8sin(50πt－) 14. (18分)如圖所示是某時(shí)刻一列橫波上A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，該波由A傳向B，兩質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向上的距離Δx＝6 m，波長(zhǎng)大于4.0 m，求： (1)再經(jīng)過0.7 s，質(zhì)點(diǎn)A通過的路程； (2)這列波的波速。 解析：(1)由振動(dòng)圖象可知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T＝0.4 s，振幅A＝0.05 m 通過的路程為x＝×4A＝0.35 m (2)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λ，則Δx＝nλ＋λ(n＝0,1,2,3，…)，所以該波波長(zhǎng)為λ＝＝ 因?yàn)橛笑?4.0 m的條件，所以取n＝0,1 當(dāng)n＝0時(shí)，λ1＝24 m，波速v1＝＝60 m/s 當(dāng)n＝1時(shí)，λ2＝4.8 m，v2＝＝12 m/s。 答案：(1)0.35 m　(2)見解析