2019版高考物理一轮复习 第十五章 波 光 电磁波与相对论 课后分级演练39 机械波.doc

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1、1课后分级演练课后分级演练( (三十九三十九) ) 机械波机械波【A 级基础练】1如图所示是波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离表示一个波长，其中正确的图象是( )解析：B A 图孔的尺寸比波长大得多，不会发生明显的衍射现象，A 错；B、C 图中障碍物的大小比波长小故可以发生明显的衍射现象，B 对，C 错D 图中孔的大小与波长相差不多，应发生明显的衍射现象，D 错2.(2015上海高考)如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动为使水波能带动叶片振动，可用的方法是( )A提高波源频率B降低波源频率C增加波源距桥墩的距离D减小波源距桥墩

2、的距离解析：B 为使水波能带动叶片振动，需要使波发生衍射现象，即使障碍物的大小接近水波的波长，根据波长、频率和波速关系可知，增大波的波长，可以通过降低波的频率来实现，B 项正确3如图，t0 时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，振动周期为0.4 s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波下图中能够正确表示t0.6 s 时波形的图是( )解析：C 由于波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称，A、B 错；t0 时刻波源沿y轴正向开始振动，经过 0.6 s 即 1.5 T，波源位于平衡位置且沿y轴负向振动，据“同侧法”可知 C 对，D 错4.一列沿x轴正方向传播的简谐机械横

3、波，波速为 4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是( )A这列波的振幅为 4 cmB这列波的周期为 1 s2C此时x4 m 处质点沿y轴负方向运动D此时x4 m 处质点的加速度为 0解析：D 读懂波形图，明确波动与振动的关系由题图可得，这列波的振幅为 2 cm，选项 A 错误；由题图得，波长8 m，由T得T2 s，选项 B 错误；由波动与 v振动的关系得，此时x4 m 处质点沿y轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度a0，选项 C 错误，选项 D 正确5(多选)A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示，经过时间t(t小于A波的周期TA)，这两列简

4、谐横波的波形分别变为图中丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是( )A11B21C12D31E13解析：ACE 由图读出，A波波长为A24 cm，甲图到丙图一定是半个周期，所以周期TA2t；B波波长为B12 cm，乙图与丁图的波形图相同，经过的时间一定是整数个周期，所以周期TB ，波速vA，vB，得到t nA TA0.24 2t0.12 tB TB0.12 t n0.12n t1n，所以A、B两列波的波速vA、vB之比可能是 A、C、E，不可能的是 B、D.vA vB6(多选)如图(a)所示，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q、P、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为 1 mt0

5、 时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，O质点振动图象如图(b)所示，当O点第一次达到正方向最大位移的时刻，P点刚开始振动，则( )AP、P两点距离为半个波长，因此它们的振动步调始终相反B当Q点振动第一次达到负向最大位移时，O质点已经通过 25 cm 路程C当波在绳中传播时，波速为 1 m/s3D若O质点振动加快，波的传播速度变大解析：BC 依题，向左、向右传播的两列波关于y轴左右对称，步调总是相同，A 错误；振动从O点传到Q时，O点已经振动了半个周期，Q起振方向向上，当Q点振动第一次达到负向最大位移时，质点O第二次到达正向最大位移处，共运动了 1 周期，通过

6、1 4的路程为S5A25 cm，B 正确；t1 s 时刻，O点第一次达到正方向最大位移，P点刚开始振动，即波传播了 1 m，故波速v1 m/s，C 正确；波速由介质决定，与频率无 T关，故O质点振动加快，波的传播速度不变，D 错误7.在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一水平直线上，相邻两质点的距离均为a，如图所示，振动从质点 1 开始向右传播，经过时间t，前 11 个质点第一次形成如图所示的波形，则此波的最大可能波速为( )A.B.17a t16a tC.D.12a t10a t解析：B 若波源的起振方向向上，前 11 个质点第一次形成如图所示的波形时，波恰好传到 17 质点，波传播的距离最大

7、，最大距离s16a，则最大波速v.故选 B.16a t8一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源，如图所示是波源开始振动后 0.1 s 时的波形图，则下列判断正确的是( )A这列波的周期为 0.4 s，振幅为 20 cmB这列波的波速为 40 m/s，波长为 4 mC再经过 0.15 s，x6 m 处质点的位置坐标为(x6 m，y0 cm)D再经过 0.55 s，x24 m 处的质点第一次到达波谷解析：C 观察振动 0.1 s 时的波形图可知周期为 0.2 s，波长为 8 m，振幅为 10 cm，可算出波速为 40 m/s，选项 A、B 错误再经过 0.15 s，波继续向前传播四分之三个周期，x

8、6 m 处的质点正经过平衡位置向下振动，选项 C 正确.0.1 s 时的波峰在 2 m 处，x24 m 处的质点离它有 22 m，这个波峰传播到x24 m 处所需的时间为 t 22 40s0.55 s，选项 D 错误49(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图(a)是t0 时刻的波形图，图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图象由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是( )A. mB. m1 32 3C1 mD. m4 3解析：BD 题图(b)所示质点在t0 时在正向最大位移处，题图(c)所示质点在t0时，x0.05 m(振幅的一半)，运动方向沿y轴负方向，结合波形图找到对应的点，若

9、图(c)所示质点在图(b)所示质点的左侧，有nn，当n0 时，B 正确；若 12 4 3图(c)所示质点在图(b)所示质点的右侧，有nn，当n0 时，D 正 6 22 3确10(2017哈尔滨第三中学模拟)一列横波在x轴上传播，在t10 时刻波形如图中实线所示，t20.05 s 时刻，波形如图中虚线所示若周期大于 (t1t2)，则最小波速和1 2最大波速分别是多少？传播方向如何？解析：由题图可知，8 m.当波沿x轴正方向传播时，有 tnT ，且n0 或 1，T 4当波沿x轴负方向传播时，有 tnT，且n0 或 1，3T 4由波速公式v知，当速度最小时，周期最大，当速度最大时，周期最小 T分析上

10、面两类情况可知5当周期最大时，波沿x轴正方向传播，且在 tnT 中取n0，即 t ，则T大T 4T 40.2 s，最小速度v小40 m/s，方向为沿x轴正方向 T大当v最大时，波沿x轴负方向传播，且在 tnT中取n1，即tT，则3T 43T 4T小 s，最大速度v大280 m/s，方向为沿x轴负方向1 35 T小答案：最小波速 40 m/s，方向为沿x轴正方向；最大波速 280 m/s，方向为沿x轴负方向【B 级提升练】11.(2017上海徐汇模拟)一列向右传播的简谐波，振幅为A、波长为、周期为T.在t0 时的波形如图所示，质点P处于平衡位置，则t时，质点P的坐标为( )3T 4A(，A)B(

11、，A) 2 2C(，0)D(，A)5 45 4解析：B 在t0 时刻，质点P在平衡位置向上振动，故在t时质点P振动到最3T 4低点，其坐标为(，A)，故选 B. 212.(2017上海静安期中)为了比较同一声源发出的声波在空气中和水中的传播情况，将某时刻的波形图画在了同一坐标纸上，如图所示，以下说法正确的是( )Aa是空气中的波形图，a、b的频率相同Ba是水中的波形图，a、b的频率相同Cb是水中的波形图，a、b的频率不同Da的频率较高，b的波长较大解析：A 同一声源发出的声波，频率f相同，周期T相同，又因为声波在水中传播的速度比在空气中大，根据波长vT可知声波在水中波长较大，故b是水中的波形图

12、，a是空气中的波形图，故选 A.13.(多选)(2017陕西师大附中七模)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0 时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点；t0.6 s 时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点下列说法正确的是( )6A这列波的周期为T0.8 sB当t0.6 s 时质点a速度沿y轴负方向C质点c在这段时间内沿x轴正方向移动了 3 mD质点d在这段时间内通过的路程为 20 cmEt0.6 s 时，质点e将要沿y轴正方向运动解析：ADE 由题意可得该波向右传播，起振方向向上，波长是 4 m,0.6 s 的时间内传播的距离是，所以波的周期：T0.6 s0.

13、8 s，故 A 正确；由题意可得该波向右传3 44 3播，由平移法可知，当t0.6 s 时质点a速度沿y轴正方向，故 B 错误；质点c在这段时间内只是沿振动的方向运动，没有沿x轴正方向移动，故 C 错误；由图可知，质点d在0.6 s 内先向上运动到达最高点后又返回平衡位置，在这段时间内通过的路程是 2 倍的振幅，为 20 cm，故 D 正确；由题意可得该波向右传播，由平移法可知，当t0.6 s 时质点e将要沿y轴正方向运动，故 E 正确14(多选)(2017湖南名校联盟第三次大联考)如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x0.2 m 和x1.2 m 处，传播速度均为

14、v0.2 m/s，振幅均为A2 cm.图示为t0 时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此时平衡位置处于x0.2 m 和x0.8 m 的P、Q两质点刚开始振动质点M的平衡位置处于x0.5 m 处，则下列判断正确的是( )A两列波的周期均为 2 s，且起振方向均沿y轴负方向Bt0 时刻，x0 处的质点处于平衡位置向y轴正方向运动Cx0.1 m 处的质点处于平衡位置向y轴负方向运动t1.5 s 时刻之前，质点M始终处于静止状态DM点开始振动后做振幅为 4 cm，周期为 4 s 的简谐运动ET2.5 s 时M点处于平衡位置向y轴正方向运动解析：ACE 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点

15、P、Q的起振方向均沿y轴负方向，由图知波长0.4 m，由v知T s2 s，选项 A 正确； T v0.4 0.2由波形图可知在t0 时刻，x0 处的质点处于平衡位置向y轴正方向运动，x0.1 m 处的质点处于波谷位置，即在最低点，选项 B 错误；因波的周期为T2 s，两列波传到质点M的时间为 1.5 s，t1.5 s 时刻M点开始振动，则此时刻之前，质点M始终处于静止状态，故 C 正确；M点开始振动后振动加强，做振幅为 4 cm、周期为 2 s 的简谐运动，选项7D 错误；t2.5 s1.5 sT，质点M已振动了T，因此M点处于平衡位置向y轴正方向1 21 2运动，故 E 正确15(2016课

16、标)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于 10 cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x0 和x5 cm 处的两个质点t0 时开始观测，此时质点O的位移为y4 cm，质点A处于波峰位置；t s 时，质点O第一次回到平衡位置，1 3t1 s 时，质点A第一次回到平衡位置求(1)简谐波的周期、波速和波长；(2)质点O的位移随时间变化的关系式解析：(1)设振动周期为T，由于质点A在 0 到 1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是 个周期，由此可知T4 s1 4由于质点O与A的距离 5 cm 小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t s 时回1 3到平衡位置，而A在t1 s 时回到平衡位置，时间相差 s两质点平衡位置的距离除以2 3传播时间，可得波的速度v7.5 cm/s利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长30 cm(2)设质点O的位移随时间变化的关系为yAcos(0)2t T将式及题给条件代入上式得Error!解得0，A8 cm 3质点O的位移随时间变化的关系式为y0.08cos()(国际单位制)或y0.08sin()(国际单位制)t 2 3t 25 6答案：(1)4 s 7.5 cm/s 30 cm(2)y0.08cos( )(国际单位制)或 y0.08sin()(国际单位制)t23t256