湖北省2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 12.2《機(jī)械波、波的圖象、波的衍射、干涉》試題

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1、第2單元　機(jī)械波　波的圖象　波的衍射、干涉 1.介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源在t=0時(shí)刻開始振動(dòng),產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播,t0時(shí)刻傳到L處,波形如圖所示.下列能描述x0處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖象是(　　) 2.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,某一時(shí)刻的波形圖如圖所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P、S跟質(zhì)點(diǎn)Q、R的振動(dòng)位移大小相等、方向相反.由圖可知,在此后的任一時(shí)刻(　　) A.質(zhì)點(diǎn)P和S的振動(dòng)加速度大小和方向總相同 B.質(zhì)點(diǎn)P和Q的振動(dòng)位移大小總相同、方向總相反 C.質(zhì)點(diǎn)P和S的振動(dòng)速度大小和方向總相同 D.質(zhì)點(diǎn)P和R的振動(dòng)加速度大小總相同、方向總相反 3.(2020·全國(guó)理綜,21)在學(xué)

2、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(guò)程中,他聽到揚(yáng)聲器聲音由強(qiáng)變?nèi)醯拇螖?shù)為(　　) A.2　　　　　B.4　　　　　C.6　　　　　D.8 4.(2020·北京理綜,15)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波,波速為4m/s.某時(shí)刻波形如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.這列波的振幅為4cm B.這列波的周期為1s C.此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D.此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0 5.(2020·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷，節(jié)選)圖a為一列

3、簡(jiǎn)諧橫波在t＝2 s時(shí)的波形圖，圖b為媒質(zhì)中平衡位置在x＝1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，P是平衡位置為x＝2 m的質(zhì)點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是（） A.波速為0.5 m/s B.波的傳播方向向右 C.0～2 s時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程為8 cm D.0～2 s時(shí)間內(nèi)，P向y軸正方向運(yùn)動(dòng) E.當(dāng)t＝7 s時(shí)，P恰好回到平衡位置 6.(2020·福建卷)在均勻介質(zhì)中，一列沿x軸正向傳播的橫波，其波源O在第一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖象如右圖所示，則該波在第一個(gè)周期末的波形圖是（ ） 7.如圖所示，實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在t＝0.2 s時(shí)

4、刻的波形圖.該波的波速為0.8 m/s，則下列說(shuō)法正確的是 （） A.這列波的波長(zhǎng)是14 cm B.這列波的周期是0.5 s C.這列波可能是沿x軸正方向傳播的 D.t＝0時(shí)，x＝4 cm處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向 8.如圖所示，甲是一列橫波在某一時(shí)刻的波動(dòng)圖象，乙是在x＝6 m處的質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象，a、b是介質(zhì)中兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（） A.這列波沿x軸的正方向傳播 B.這列波的波速是1.5 m/s C.b比a先回到平衡位置 D.a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振幅都是10 cm 9.如圖甲所示，一列機(jī)械橫波沿ab直線向右傳播，已知a、b兩點(diǎn)間的距離為1 m，a

5、、b兩點(diǎn)的振動(dòng)情況如圖乙所示，下列說(shuō)法中正確的是 （） A.波速可能是m/s B.波速可能大于1 m/s C.波長(zhǎng)可能是m D.波長(zhǎng)可能大于4 m 10.(2020·安徽理綜,24)如圖所示,質(zhì)量為M、傾角為α的斜面體(斜面光滑且足夠長(zhǎng))放在粗糙的水平地面上,底部與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧相連,彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊.壓縮彈簧使其長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)將物塊由靜止開始釋放,且物塊在以后的運(yùn)動(dòng)中,斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài).重力加速度為g. (1)求物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度. (2)選物

6、塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn),沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)軸,用x表示物塊相對(duì)于平衡位置的位移,證明物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng). (3)求彈簧的最大伸長(zhǎng)量. 參考答案 1.解析:由波動(dòng)圖象知,L處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,故x0處質(zhì)點(diǎn)起振方向沿y軸負(fù)方向,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤;又由波動(dòng)圖象知,t0時(shí)刻x0處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案:C 2.解析:由波動(dòng)圖象可得,P、R兩點(diǎn)相隔半個(gè)波長(zhǎng),所以在振動(dòng)過(guò)程中的位移、加速度總是大小相等、方向相反,故只有D項(xiàng)對(duì). 答案:D 3.解析:設(shè)該同學(xué)向某一端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)距離x(m)(x≤

7、10),他所在的位置與兩個(gè)端點(diǎn)的距離差Δx=(25+x)-(25-x)=2x,當(dāng)距離差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),為聲音最強(qiáng)處,從聲音最強(qiáng)處繼續(xù)行進(jìn),聲音開始由強(qiáng)變?nèi)?所以有5n<2x,即n<4,n的取值為0,1,2,3. 答案:B 4.解析:由圖象可得該波的波長(zhǎng)為8m,振幅為2cm,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由v=得周期T=2s,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向間的關(guān)系可知此時(shí)x=4m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;此時(shí)x=4m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置,受到的回復(fù)力為0,因此加速度也為0,D項(xiàng)正確. 答案:D 5.解析:v＝＝m/s＝0.5 m/s，A正確.x＝1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝2 s時(shí)正在向下

8、振動(dòng)，根據(jù)“上坡下”法可判斷機(jī)械波向左傳播，B錯(cuò)誤；0～2 s是半個(gè)周期，P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為2×4 cm＝8 cm，C正確，D錯(cuò)誤；7 s是此時(shí)刻再經(jīng)過(guò)5 s，即1T，這時(shí)P點(diǎn)剛好回到平衡位置，E正確. 答案:ACE 6.解析: 由振動(dòng)圖象可知，波源的起振方向是沿y軸負(fù)方向的，由題干可知該波沿x軸正方向傳播，由質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系可知，該波在第一個(gè)周期末的波形圖如圖D所示. 答案:D 7.解析:由題圖知該波的波長(zhǎng)λ＝12 cm，故A項(xiàng)錯(cuò)誤.由v＝，得T＝ s＝1.5×10-1 s，故B項(xiàng)錯(cuò)誤.因＝＝，故該波沿x軸負(fù)方向傳播，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤.由波沿x軸負(fù)方向傳播可判定t＝0時(shí)刻

9、，x＝4 cm處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，故D項(xiàng)正確. 答案:D 8.解析:由振動(dòng)圖象得x＝6 m處的質(zhì)點(diǎn)該時(shí)刻向y軸正向運(yùn)動(dòng)，對(duì)照波動(dòng)圖象可知，波的傳播方向?yàn)閤軸負(fù)向，A錯(cuò)誤；此刻b向平衡位置運(yùn)動(dòng)，a遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)，b先回到平衡位置，C正確；由振動(dòng)圖象得T＝4 s，由波動(dòng)圖象得λ＝8 m，故v＝＝2 m/s，B錯(cuò)誤；所有質(zhì)點(diǎn)的振幅都為5 cm，D錯(cuò)誤. 答案:C 9.解析:由振動(dòng)圖象可知，T＝4 s，由題意結(jié)合a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)情況可得，(＋n)λ＝1 m，解得，λ＝4 m(n＝0,1,2，…)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；波速可能值是v＝＝m/s(n＝0,1,2，…)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤. 答案:C 10.解析:(1)設(shè)物塊在斜面上平衡時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為ΔL,有 mgsinα-kΔL=0,解得ΔL= 此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)+ (2)當(dāng)物塊的位移為x時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為x+ΔL,物塊所受合力為 F合=mgsinα-k(x+ΔL) 聯(lián)立以上各式可得F合=-kx 可知物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng). (3)物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為A=+ 由對(duì)稱性可知,最大伸長(zhǎng)量為+ 答案:見解析