《2020高考物理一轮总复习 第十四章 振动和波 光 相对论 基础课2 机械波练习（含解析）新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考物理一轮总复习 第十四章 振动和波 光 相对论 基础课2 机械波练习（含解析）新人教版（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、基础课 2 机械波一、选择题1(多选)如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)；S1的振幅A13 cm，S2的振幅为A22 cm，下列说法正确的是()A质点D是振动减弱点B质点A、D在该时刻的高度差为10 cmC再过半个周期，质点B、C是振动加强点D质点C的振幅为1 cmE质点C此刻将向下运动解析：选BDE由题图知质点A、D到两个波源的波程差为零，故质点A、D都是振动加强点，而质点B、C都是波峰与波谷相遇，都是振动减弱点，A错误；图示时刻，质点A的位移为3 cm2 cm5 cm，质点D的位移为(3
2、)cm(2)cm5 cm，故质点A、D在该时刻的高度差为10 cm，B正确；振动的干涉图样是稳定的，质点A、D一直是振动加强点，而质点B、C一直是振动减弱点，故C错误；质点C是振动减弱点，振幅为3 cm2 cm1 cm，D正确；质点C是振动减弱点，此刻在上方最大位移处，故质点C此刻将向下振动，E正确2(多选)(2016年全国卷)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 mP、Q开始振动后，下列判断正
3、确的是()AP、Q两质点运动的方向始终相同BP、Q两质点运动的方向始终相反C当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰解析：选BDE简谐横波的波长 m0.8 mP、Q两质点距离波源S的距离PS15.8 m19，SQ14.6 m18.因此P、Q两质点运动的方向始终相反，A错误，B正确；当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰的位置，Q在波谷的位置当S恰好通过平衡位置向下运动时，P在波谷的位置，Q在波峰的位置，C错误，D、E正确3(多选)设x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点，1 m
4、，质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，沿x轴方向传播形成横波t0时刻，O点开始向上运动，经t0.2 s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开始运动那么在t2.5 s时刻，以下说法中正确的是()AB点位于x轴下方BA点与E点的位移相同CD点的速度最大DC点正向上运动E这列波的波速为5 m/s解析：选ABE由题可知，0.2 s，周期T0.8 s，1 m，波长4 m，由v得波速v5 m/s，则可判断E项正确；当t2.5 s时，波源O已振动了3个周期，此时O位于x轴上方，向上振动，B点与O点之间相距半个波长，可判断B点位于x轴下方，A项正确；2.5 s时E点已经振动了一段时间，A点与E点间距1
5、个波长，两点振动情况完全一样，则B项正确；O点与D点间距1个波长，两点的振动情况完全一样，此时，O点已经离开平衡位置向上振动，D点也一样，则D点的速度不是最大，C项错误；O点与C点间距为个波长，2.5 s时，C点已振动了2个周期，又因C起振方向向上，则C点应向下振动，则D项错误4(多选)(2018届四川成都第二次诊断性检测)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻波的图象，波源S位于原点O处，波速v4 m/s，振幅A2 cm.t0时刻，平衡位置在x8 m处的质点P刚好开始振动，质点M的平衡位置在x12 m处则下列说法正确的是()A波源S的起振方向沿y轴正方向B波源S的振动周期为0.5
6、 sCt1 s时刻，质点P运动到M点D质点P的振动方程为y2sin(t) cmE在t0到t3.5 s这段时间内，质点M通过的路程为10 cm解析：选ADE根据“上下坡法”判断，波源S的起振方向沿y轴正方向，选项A正确；由图知该简谐波的波长为8 m，根据公式v可得，波源S的振动周期为2 s，选项B错误；简谐振动的质点在原位置上下振动，不会随波迁移，选项C错误；根据图象可知，质点P的振动方程为y2sin(t)cm，选项D正确；质点在一个周期内通过的路程为4A8 cm，在t0到t3.5 s这段时间内，质点M从t1 s开始振动通过的路程为10 cm，选项E正确5(多选)(2018年全国卷)一列简谐横波
7、沿x轴正方向传播，在t0和t0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示已知该波的周期T0.20 s下列说法正确的是()A波速为0.40 m/sB波长为0.08 mCx0.08 m的质点在t0.70 s时位于波谷Dx0.08 m的质点在t0.12 s时位于波谷E若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m解析：选ACE根据波形图可知，波长16 cm0.16 m，选项B错误；根据t0时刻和t0.20 s时刻的波形图和该波的周期T0.20 s可知，该波的周期T0.40 s，波速v0.40 m/s，选项A正确；简谐波沿x轴正方向传播，x0.08 m的质点在t0时
8、刻沿y轴正方向振动，在t0.70 s时位于波谷，在t0.12 s时位于y0的某位置(不是位于波谷)，选项C正确，D错误；若此波传入另一介质中，周期T不变，其波速变为v0.80 m/s，由vT可得它在该介质中的波长为0.800.4 m0.32 m，选项E正确6(多选)位于同一介质中的同一条直线上的两个振源P、Q相距18 m，振动频率相等，C为P、Q的中点，如图甲所示从t0时刻P、Q开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，均为A，振源P的振动图象如图乙所示，振源Q的振动图象如图丙所示若P产生的向右传播的波与Q产生的向左传播的波在t10.6 s时相遇，下列说法正确的是()A两列波的传播速度均为15
9、m/sB两列波的波长都为3 mC两列波在C点相遇，相遇后C点为振动加强点Dt21.3 s时Q所在位置的质点经过平衡位置且振动方向向下E在两波源连线上距离两波源路程差为半波长奇数倍的质点的振幅为2A解析：选ABD因为两列波的振动频率相等且在同种介质中传播，所以两列波的波速相等，故有2vt118 m，解得v15 m/s，选项A正确；由图可知，两振源的周期均为T0.2 s，故两机械波的波长均为vT3 m，选项B正确；因为两波源的振动情况总相反，且两列波同时到达C点，故C点为振动减弱点，选项C错误；波源P产生的向右传播的波经1.2 s到达振源Q所在位置，振源Q所在位置上的质点开始振动，起振方向向上，经
10、0.1 s(半个周期)该质点回到平衡位置且振动方向向下，选项D正确；由于两个振源都只振动一个周期，故在两波源连线上距离两波源路程差为半波长奇数倍的点的振幅不都为2A，选项E错误7(多选)(2018届河北石家庄质检一)甲、乙两列简谐横波在同种均匀介质中传播，如图所示为t0时刻两列波恰好在坐标原点相遇时的波形图，甲波的频率为2 Hz，沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，则()A甲、乙两波的频率之比为21B乙波的传播速度为4 m/sC两列波叠加后，x0处的质点振幅为20 cmDt0.25 s时，x0处的质点处于平衡位置，且向下运动E两列波叠加后，x2 m处为振动加强点解析：选BDE两列机械波在同
11、种均匀介质中传播的速度相同，且vf，由图可得甲2 m，乙2 m，得f甲f乙乙甲11，则A项错误；v乙乙f乙22 m/s4 m/s，B项正确；由图可知x0处是振动加强点，振幅AA甲A乙10 cm20 cm30 cm，C项错误；周期T0.5 s，当t0.25 s时“0”处质点处于平衡位置，且向下运动，D项正确；由图可知，两列波叠加后，x2 m处为振动加强点，E项正确8(多选)一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端点P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是()A两列波将同时到达中点MB两列波波速之比为12C中点M的振动总是加强的DM点的位
12、移大小在某时刻可能为零E绳的两端点P、Q开始振动的方向相同解析：选ADE波在同种介质传播时波速相同，由于两端点距M点的距离相同，所以两列波将同时到达M点，A正确，B错误；由于两列波波长不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱，C错误；当两列波都刚传到M点时，此时刻M点的位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零，D正确；根据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，根据波形可知，两波源的起振方向都是向上，E正确9(多选)图甲表示一列简谐横波在t20 s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图象，下列说法正确的是()A该波的波长为1.5 mB该波的振幅为0.1 cmC该波的传
13、播速度为0.5 m/s，且沿x轴负方向传播DP质点在t1.25 s时沿y轴正方向运动EP质点在任意1 s内通过的路程都是0.2 cm解析：选BCE由波形图可知，该波的波长100 cm1.0 m，选项A错误；由题图可知该波的振幅为0.1 cm，选项B正确；由图乙可知周期T2 s，则该波的传播速度为v0.5 m/s，t20 s时质点P的振动情况与t0时刻质点P的振动情况相同，结合甲、乙两图可知，波沿x轴负方向传播，选项C正确；由振动图象可知，P质点在t1.25 s时沿y轴负方向运动，选项D错误；1 s0.5T，P质点在任意1 s内通过的路程都是2A0.2 cm，选项E正确10(多选)(2019届湖
14、北武汉模拟)一列简谐横波沿x轴传播在x12 m处的质点a的振动图线如图甲所示，在x18 m处的质点b的振动图线如图乙所示下列判断正确的是()A质点a在波谷时，质点b一定在平衡位置向y轴正方向振动B若波沿x方向传播，这列波的最大传播速度为3 m/sC若波沿x方向传播，这列波的最大波长为24 mD若波的传播速度为0.2 m/s，则这列波沿x方向传播E若波的传播速度为1 m/s，则这列波沿x方向传播解析：选ACD由图可知，质点a在波谷时，质点b在平衡位置且向y轴正方向振动，A正确；若波向x方向传播，则xab6 m， m，v右 m/s，n0,1,2，当n0时，最大为8 m，v右最大为1 m/s，当n3
15、时，v右0.2 m/s，B错误，D正确；若波向x方向传播，则xab6 m， m，v左m/s，n0,1,2，当n0时，最大为24 m，v左最大为3 m/s，当n1时，v左0.6 m/s，当n1时，v左0.6 m/s，故C正确，E错误二、非选择题11如图所示，t0时，位于原点O处的波源，从平衡位置(在x轴上)开始沿y轴正方向做周期T0.2 s、振幅A4 cm的简谐振动该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为(9 m,0)的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波谷(1)质点P在开始振动后的t1.05 s内通过的路程是多少？(2)该简谐波的最大波速是多少？(3)若该简谐波的波速为v12 m/
16、s，质点Q的平衡位置坐标为(12 m,0)(图中未画出)请写出以t1.05 s时刻为新的计时起点的质点Q的振动方程解析：(1)由于质点P从平衡位置开始振动，且t1.05 s5T，故在t1.05 s内质点P通过的路程s21A84 cm.(2)设该简谐波的波速为v，两质点O、P间的距离为x由题意可得x9 m(n0,1,2，)所以v m/s(n0,1,2，)当n0时，该简谐波的波速最大，vm60 m/s.(3)简谐波从波源传到(12 m,0)点所用时间t1 s1 s再经t2tt10.05 s，质点Q位于波峰位置，则以此时刻为计时起点，质点Q的振动方程为y0.04cos10t(m)答案：(1)84 c
17、m(2)60 m/s(3)y0.04cos10t(m)12一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，t1 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 s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将式及题给条件代入上式得解得0，A8 cm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)答案：(1)4 s7.5 cm/s30 cm(2)y0.08cos(国际单位制)或y0.08sin(国际单位制)8
2020高考物理一轮总复习 第十四章 振动和波 光 相对论 基础课2 机械波练习（含解析）新人教版
