（新課標(biāo)）2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第14章 波與相對(duì)論 第二節(jié) 機(jī)械波達(dá)標(biāo)診斷高效訓(xùn)練.doc

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第二節(jié) 機(jī)械波 (建議用時(shí)：60分鐘) 一、選擇題 1．(高考福建卷)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(　　) 解析：選D.由波的形成規(guī)律可知，一個(gè)周期內(nèi)x＝0處，質(zhì)點(diǎn)剛好完成一次全振動(dòng)，結(jié)合振動(dòng)圖象知，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向下運(yùn)動(dòng)；x＝λ(λ為該波波長(zhǎng))處，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)位于正向最大位移處；x＝λ處的質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)了個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)位于負(fù)向最大位移處．選項(xiàng)D正確． 2．(2018福建廈門(mén)質(zhì)檢) t＝0時(shí)刻，同一介質(zhì)中在x＝－8 m和x＝8 m處分別有振源A和B同時(shí)做振幅A＝10 cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，t＝4 s時(shí)，波形如圖所示，則可知(　　) A．振源A與振源B的頻率相同 B．機(jī)械波在此介質(zhì)中的傳播速度v＝1 m/s C．t＝8 s時(shí)，O點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在平衡位置并向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D．t＝11 s時(shí)，O點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在y＝10 cm處，并向y軸正方向運(yùn)動(dòng) E．此兩列波在x軸相遇時(shí)，在A、B間會(huì)形成穩(wěn)定的干涉圖樣，其中x＝0、4、－4處是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) 解析：選BCD.由圖可知，λA＝2 m，λB＝4 m，兩列波的波速相同，故根據(jù)f＝可知，＝＝2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；機(jī)械波在此介質(zhì)中的傳播速度v＝＝ m/s＝1 m/s，選項(xiàng)B正確；t＝8 s時(shí)，兩列波均傳到O點(diǎn)，由兩列波在O點(diǎn)引起的振動(dòng)方向均向下，故O點(diǎn)處在平衡位置并向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；t＝11 s時(shí)，由A振動(dòng)在O點(diǎn)的振動(dòng)位移為零，振動(dòng)速度向上；由B振動(dòng)在O點(diǎn)的振動(dòng)位移為10 cm，振動(dòng)速度為零；故由振動(dòng)的合成可知，O點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在y＝10 cm處，并向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確；因兩列波的頻率不同，故此兩列波在x軸相遇時(shí)，在A、B間不會(huì)形成穩(wěn)定的干涉圖樣，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． 3．(2018山東泰安質(zhì)檢)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)波傳播到x＝10 m處(圖中未畫(huà)出)．已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過(guò)平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．波速為4 m/s B．波的頻率為1.25 Hz C．當(dāng)波傳到x＝10 m處時(shí)，該處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng) D．t＝1.2 s時(shí)，x坐標(biāo)為11 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷 E．t＝1.2 s時(shí)，x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波峰 解析：選BCE.由題意可知，任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過(guò)平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s，則周期為T(mén)＝0.8 s，頻率為f＝＝ Hz＝1.25 Hz，故B正確；由圖可知，該波的波長(zhǎng)是4 m，所以波速為：v＝＝ m/s＝5 m/s，故A錯(cuò)誤；由波傳播的周期性可知x＝10 m的振動(dòng)情況與x＝2 m的振動(dòng)情況相同，根據(jù)“峰前質(zhì)點(diǎn)上振”的原理，可知該處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故C正確；波由x＝10 m傳到x＝11 m處所用的時(shí)間為：t1＝＝ s＝0.2 s，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，還剩t2＝1 s＝1T, 所以t＝1.2 s時(shí)，x坐標(biāo)為11 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波峰，故D錯(cuò)誤；波由x＝10 m傳到x＝15 m處所用的時(shí)間為：t′1＝＝ s＝1 s，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，還剩t′2＝0.2 s＝T，即t＝1.2 s時(shí)，x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波峰，故E正確． 4．(2018江南十校聯(lián)考)一簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸負(fù)方向傳播，已知波的波長(zhǎng)為8 m．周期為2 s．t＝1 s時(shí)刻波形如圖1所示，a、b是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)．圖2是波上某一點(diǎn)的振動(dòng)圖象．則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．圖2可以表示d點(diǎn)的振動(dòng) B．圖2可以表示b點(diǎn)的振動(dòng) C．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)在t＝1.5 s時(shí)速度大小相同 D．該波傳播速度為v＝4 m/s E．t＝0時(shí)b點(diǎn)速度沿y軸正方向 解析：選ADE.由于該波是t＝1 s時(shí)刻波形圖，則圖2在t＝1 s時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，而且向正方向振動(dòng)，故圖2表示d點(diǎn)振動(dòng)，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝1.5 s＝T，則經(jīng)過(guò)T，質(zhì)點(diǎn)a處于平衡位置，質(zhì)點(diǎn)b處于負(fù)向最大位移處，故該時(shí)刻二者速度大小不相同，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)公式v＝＝ m/s＝4 m/s，故選項(xiàng)D正確；t＝0時(shí)刻將波向右平移，則t＝0時(shí)刻根據(jù)波的傳播方向可以確定質(zhì)點(diǎn)b向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)E正確． 5．(2018湖南邵陽(yáng)大聯(lián)考)一列簡(jiǎn)諧橫波向x軸負(fù)方向傳播，在t＝0時(shí)的波形如圖所示，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的坐標(biāo)分別為(－1，0)、(－7，0)．已知t＝0.7 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P第二次出現(xiàn)波峰，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該波的波長(zhǎng)為5 m B．該波的波速為10 m/s C．振源的起振方向沿y軸負(fù)方向 D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q位于波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于波谷 E．t＝0.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q第一次出現(xiàn)波峰 解析：選BDE.從圖中可知λ＝4 m，根據(jù)題意可知T＋＝0.7 s，解得T＝0.4 s，故該波的波速為v＝＝ m/s＝10 m/s，A錯(cuò)誤，B正確；波上所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方向相同，從圖中可知x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)起振方向向上，故振源的起振方向沿y軸正方向，C錯(cuò)誤；因?yàn)镻Q之間的距離xPQ＝6 m＝λ，為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故兩點(diǎn)為反相點(diǎn)，所以當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q位于波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于波谷，D正確；從t＝0時(shí)刻傳播到x＝－7 m處所需時(shí)間為t1＝＝0.8 s，即t＝0.9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)了0.1 s，即T，故質(zhì)點(diǎn)Q第一次出現(xiàn)波峰，E正確． 6．(2018內(nèi)蒙古包頭模擬)圖甲為某一簡(jiǎn)諧波在t＝1.0 s時(shí)刻的波動(dòng)圖象，圖乙為圖甲中C點(diǎn)的振動(dòng)圖象．則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．波速v＝4 m/s B．圖甲中B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向右 C．該波沿x軸負(fù)方向傳播 D．要使該波能夠發(fā)生明顯的衍射，則障礙物的尺寸應(yīng)遠(yuǎn)大于4 m E．若該波能與另一列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉，則另一列波的頻率為1 Hz 解析：選ACE.由題圖知λ＝4 m，T＝1 s，則波速v＝＝4 m/s，A正確；簡(jiǎn)諧橫波在x軸方向上傳播，B點(diǎn)上下振動(dòng)，不可能向右運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；由圖可知：t＝1.0 s時(shí)C點(diǎn)向下振動(dòng)，由上下坡原理，波沿x軸負(fù)方向傳播，C正確；該波波長(zhǎng)λ＝4 m，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是，障礙物的尺寸和4 m差不多或小于4 m，D錯(cuò)誤；該波頻率f＝＝1 Hz，發(fā)生穩(wěn)定的干涉的條件是兩列波的頻率相等，E正確． 7．(2018山東棗莊模擬)如圖甲所示，同一均勻介質(zhì)中的一條直線上有相距10 m的兩質(zhì)點(diǎn)A、B，C為AB的中點(diǎn)．從0時(shí)刻起，A、B同時(shí)開(kāi)始振動(dòng)，且都只振動(dòng)了一個(gè)周期．圖乙為A的振動(dòng)圖象，圖丙為B的振動(dòng)圖象．若A向右傳播的波與B向左傳播的波在0.5 s時(shí)相遇，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．兩列波的波長(zhǎng)都是5 m B．兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/s C．在兩列波相遇過(guò)程中，C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) D．在1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)過(guò)平衡位置且振動(dòng)方向向上 E．1 s內(nèi)，C經(jīng)過(guò)的路程為0 解析：選BDE.兩波在均勻介質(zhì)中傳播波速相同，設(shè)為v，則有2vt＝xAB，代入解得：v＝＝ m/s＝10 m/s.由題圖知T＝0.2 s，則波長(zhǎng)為：λ＝vT＝2 m，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)A的波峰(或波谷)傳到C時(shí)，恰好B的波谷(或波峰)也傳到C，C點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱，故C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)A處產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞到B的時(shí)間：t′＝＝ s＝1 s，所以在1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A處產(chǎn)生的振動(dòng)恰好傳播到B點(diǎn)，由于A處的振動(dòng)起振的方向向上，所以質(zhì)點(diǎn)B在平衡位置且振動(dòng)方向向上，故D正確；由于C點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱，而且兩側(cè)的振動(dòng)的振幅相等，所以在1 s內(nèi)，C經(jīng)過(guò)的路程為0，故E正確． 8．(2018山西考前測(cè)試)一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)的波形圖如圖所示．介質(zhì)中x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)P沿x軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝10sin 5πt(cm)．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該波的振幅為10 cm B．該波的周期為4 s C．該波沿x軸負(fù)方向傳播 D．該波的傳播速度為10 m/s E．在1 s的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過(guò)的路程為1 m 解析：選ADE.由波形圖和振動(dòng)方程y＝10sin 5πt(cm)都可直接讀出振幅為A＝10 cm，選項(xiàng)A正確；由振動(dòng)方程得T＝＝＝0.4 s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)振動(dòng)方程知P點(diǎn)在t＝0后向上振動(dòng)，在波形圖中由同側(cè)法得波向x軸正向傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；則由波形圖得λ＝4 m，則v＝＝10 m/s，選項(xiàng)D正確；時(shí)間t＝1 s＝2T＋，根據(jù)每發(fā)生一個(gè)振幅10 cm的路程可知s＝8A＋2A＝10A＝1 m，選項(xiàng)E正確． 9．(2018四川涼山診斷)一列簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0.02 s時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，平衡位置在x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象如圖乙所示．已知質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x＝1.75 m處．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該波中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都為0.02 s B．該波波長(zhǎng)為2 m C．M點(diǎn)在t1時(shí)刻位移為 m D．質(zhì)點(diǎn)M從t1時(shí)刻起每過(guò)0.005 s通過(guò)的路程均為0.2 m E．在x軸上2 m處有一觀察者，他接收到頻率小于50 Hz 解析：選ABC.由圖乙可知，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期：T＝0.02 s，A正確；由圖甲可知，這列波的波長(zhǎng)為：λ＝2 m，B正確；質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x＝1.75 m，與P點(diǎn)振動(dòng)情況相差T＝T，根據(jù)振動(dòng)方程y＝Asin ωt＝0.2 sinT＝ m，C正確；Δt＝0.005 s＝T，即在每個(gè)T時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過(guò)的路程不是總為0.2 m．只有從平衡位置到最大位置或從最大位置到平衡位置的過(guò)程才是一個(gè)振幅，D錯(cuò)誤；結(jié)合甲、乙兩圖知，波沿x軸正方向傳播，屬于波向觀察者運(yùn)動(dòng)，觀察者接收到的頻率增大，接收到的頻率大于50 Hz，E錯(cuò)誤． 二、非選擇題 10．(2018鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè))從坐標(biāo)原點(diǎn)O產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，t＝0時(shí)刻波的圖象如圖所示，此時(shí)波剛好傳播到M點(diǎn)，x＝1 m的質(zhì)點(diǎn)P的位移為10 cm，再經(jīng)Δt＝0.1 s，質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置． (1)求波源的振動(dòng)周期； (2)從t＝0時(shí)刻起經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間位于x＝－81 m處的質(zhì)點(diǎn)N(圖中未畫(huà)出)第一次到達(dá)波峰位置？并求出在此過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程． 解析：(1)波在0.1 s內(nèi)傳播了1 m，波速v＝＝10 m/s 由圖可知該波的波長(zhǎng)λ＝12 m 故波源的振動(dòng)周期為T(mén)＝＝1.2 s. (2)t＝0時(shí)，O點(diǎn)左側(cè)第一個(gè)波峰處于 x0＝－3 m處， 設(shè)經(jīng)時(shí)間t到達(dá)N點(diǎn)，則x＝＝7.8 s＝6.5T 在此過(guò)程中P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為s＝6.54A＝5.2 m. 答案：(1)1.2 s　(2)見(jiàn)解析 11．(2018山西晉城模擬)如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0.05 s時(shí)的波形圖，已知該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸的負(fù)方向傳播，A、B兩點(diǎn)為該簡(jiǎn)諧波上平衡位置在xA＝1.0 m、 xB＝1.2 m處的質(zhì)點(diǎn)．經(jīng)觀測(cè)可知A點(diǎn)通過(guò)的路程為振幅的10倍，所用的時(shí)間為t＝0.5 s，求： (1)該簡(jiǎn)諧橫波的傳播周期以及A點(diǎn)的振動(dòng)方程； (2)由t1＝0.05 s時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，B點(diǎn)回到平衡位置的時(shí)間． 解析：(1)由波形圖可知，振幅為A＝0.8 cm，波長(zhǎng)為λ＝2 m；A點(diǎn)通過(guò)的路程為振幅的10倍，需要的時(shí)間為2.5T，即2.5T＝0.5 s， 所以周期T＝0.2 s，ω＝＝10π rad/s 設(shè)A點(diǎn)的振動(dòng)方程為y＝Asin(ωt＋φ) 由波形圖可知，A點(diǎn)在t1＝0.05 s時(shí)刻經(jīng)過(guò)平衡位置且向下振動(dòng)，可得φ＝π 則振動(dòng)方程為y＝0.8sin (10πt＋π)＝－0.8sin 10πt (cm)． (2)波速v＝＝10 m/s 從t1＝0.05 s時(shí)刻開(kāi)始，B點(diǎn)第一次回到平衡位置時(shí)，波向x軸負(fù)方向傳播的距離為 Δs＝2.0 m－1.2 m＝0.8 m 所用的時(shí)間Δt＝＝0.08 s 所以B點(diǎn)回到平衡位置的時(shí)間為 t＝Δt＋＝(0.1n＋0.08) s(n＝0，1，2，3…)． 答案：(1)0.2 s　y=－0.8sin 10πt (cm) (2)t＝(0.1n＋0.08) s(n＝0，1，2，3…)