全国版2022高考物理一轮复习专题十五机械振动和机械波2练习含解析

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1、精品文档欢迎下载专题十五机械振动和机械波考点 1 简谐运动规律和图像描述 单摆测重力加速度1.2021 江苏南京高三调研如图所示,在一条张紧的绳子上挂四个摆,其中 a、b 的摆长相等. 当 a 球垂直纸面振动时,通过张紧的绳子给 b、c、d 摆施加驱动力,使其余各摆做受迫振动.观察 b、c、d 摆的振动发现 ( )A.b 摆的摆角最大B.c 摆的周期最小C.d 摆的频率最小D.b、c、d 摆的摆角相同2.多选关于机械波的现象及应用,下列说法正确的是 ( )A.医生利用“彩超”测量病人血管内的血流速度,利用了超声波的多普勒效应B.海豚有完善的“声呐”系统 ,通过发射和接收超声波 ,可以在混浊的水

2、中准确地确定远处小 鱼的位置C.“闻其声而不见其人”说明对于细小的缝隙,声波能发生明显的干涉现象而光波不能D.向水池扔小石子产生水波 , 水面上的树叶上下荡漾 , 并没有运动到远处 , 说明横波中质点不 随波迁移E.游泳时耳朵在水中听到的音乐的音调与在岸上听到的是一样的 ,说明声波从空气传入水中 的过程不会发生折射现象3.2020 北京,6一列简谐横波某时刻波形如图甲所示.由该时刻开始计时,质点 L 的振动情况 如图乙所示.下列说法正确的是 ( )- 1 -精品文档欢迎下载A.该横波沿 x 轴负方向传播B.质点 N 该时刻向 y 轴负方向运动C.质点 L 经半个周期将沿 x 轴正方向移动到 N

3、 点D.该时刻质点 K 与 M 的速度、加速度都相同4.多选在某均匀介质中建立 xOy 坐标系,原点处质点做简谐振动,形成的简谐波沿 x 轴传播,在 x 轴正半轴上有两个质点 P、Q,P 与 O 的距离为 35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间.已知波源 O 自 t=0 时由平衡位置开始向 y 轴正方向振动,周期 T=1 s.当波传到质点 P 时,波源恰好处于 y 轴正方向最大位移处;t=5 s 时,质点 Q 第一次处于 y 轴正方向最大位移处,则下列 说法正确的是 ( )A.该简谐波是简谐横波B.t=10 s 时,质点 Q 第二次处于 y 轴正方向最大位移处C.质点 P、Q 间的距离为

4、 1.40 mD.该简谐波的传播速度为 0.28 m/s5.若物体做简谐运动,则下列说法正确的是 ( )A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B.物体通过平衡位置时,所受合力为零,回复力为零,处于平衡状态C.物体每次通过同一位置时,其速度一定相同,但加速度不一定相同D.物体的位移增大时,动能减少,势能增加6.2020 山西朔州模拟,多选关于受迫振动和共振,下列说法正确的是( )A.火车过桥时限制速度是为了防止火车与桥发生共振B.若驱动力的频率为 5 Hz,则受迫振动系统振动频率在任何时刻都为 5 HzC.当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大D.受迫振动系统的机

5、械能守恒72020 山东,4一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴负方向传播,已知 x= 处质点的振动方程为y=Acos( t),则 t= T 时刻的波形图正确的是 ( )- 2 -精品文档欢迎下载A BC D8.2020 全国,34(1),5 分用一个摆长为 80.0 cm 的单摆做实验,要求摆动的最大角度小于5,则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过 cm(保留 1 位小数).(提示:单摆被 拉开小角度的情况下,所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程.)某同学想设计一个新单摆,要求新单摆摆动 10 个周期的时间与原单摆摆动 11 个周期的时间相 等.新单摆的摆长应该取为 cm.9.2020 四

6、川成都九校联考,10 分如图所示,ACB 为光滑弧形槽,弧形槽半径为 R,C 为弧形槽最低点,也为中点,R.甲球从弧形槽的圆心处自由下落,乙球从 A 点由静止释放,球大小不计.(1)求两球第 1 次到达 C 点所用的时间之比.(2)若在圆弧的最低点 C 的正上方 h 处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时将乙球从圆弧左 侧由静止释放,欲使甲、乙两球在圆弧最低点 C 处相遇,则甲球下落的高度 h 是多少?考点 2机械波的形成与传播1.2020 上海 ,5一列横波的波长为 1.4 m,某质点从最大位移处回到平衡位置的最短时间为 0.14 s,则这列波的波速为 ( )A.0.4 m/s B.2.5

7、m/s C.5 m/s D.10 m/s- 3 -精品文档欢迎下载2.2021 四川成都毕业班摸底 ,多选在一根拉直的绸带两端 O 和 O 同时沿竖直方向抖动后停1 2止,产生的两列简谐横波相向传播 ,某时刻的波形如图所示 .不考虑波的反射,下列说法正确的 是 ( )A.两列波在绸带中的波速大小相等B.O 和 O 振动的频率相同1 2C.O 和 O 开始振动的方向相同1 2D.两列波引起 x=6 m 处的质点通过的总路程为 80 cmE.在两列波叠加的区域内,振动最强的质点的横坐标为 x =0.25 m03.多选一列简谐横波沿 x 轴传播,t=0.1 s 时的波形图如图甲所示,A、B 为介质中

8、的两质点. 图乙为质点 B 的振动图像.以下判断正确的有 ( )A.t=0.15 s 时,B 的加速度为零B.t=0.15 s 时,A 的速度沿 y 轴负方向C.t=0.25 s 时,A 的位移为-10 cmD.从 t=0.1 s 到 t=0.25 s,波沿 x 轴负方向传播了 7.5 cm4.2021 浙江杭州重点中学检测,多选如图甲所示,在同一种均匀介质中的一条直线上, a、b两个振源相距 8 m.在 t=0 时刻,a、b 开始振动,它们的振幅相等,且都只振动了一个周期, a、b 的振动图像分别如图乙、图丙所示.若 a 振动形成的横波向右传播,b 振动形成的横波向左传 播,波速均为 10

9、m/s,则下列说法正确的是 ( )A.t=0.4 s 时两列波相遇- 4 -精品文档欢迎下载B.若两列波在传播过程中遇到小于 1 m 的障碍物,不能发生明显的衍射现象C. t=0.95 s 时,b 处质点的加速度为正向最大D.在两列波相遇过程中,a、b 连线中点 c 处振动始终加强5.在某种介质中,一列沿 x 轴传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形图如图(a)所示,此时质点 A 在波峰位置,质点 D 刚要开始振动,质点 C 的振动图像如图(b)所示;t=0 时刻在 D 点有一台机械波信号接收器 ( 图中未画出 ), 正以 2 m/s 的速度沿 x 轴正向匀速运动 .下列说法正确的是 ( )图(

10、a)图(b)A.质点 D 的起振方向沿 y 轴负方向B.t=0.05 s 时质点 B 回到平衡位置C.信号接收器接收到该机械波的频率为 2 HzD.若改变振源的振动频率,则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变6.两列简谐横波 a、b 在同一均匀介质中沿 x 轴同一方向传播,t=0 时刻各自的波形图如图甲所 示,横波 b 上 x=0 处的质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是 ( )图甲图乙A.横波 b 沿 x 轴正方向传播B.t=0 时刻横波 b 上 x=0 处的质点的位移为-5 cm C.横波 a 在介质中传播的速度为 2 m/sD.t=13.5 s 时 x=1.0 m 处的质点

11、的位移为 20 cm- 5 -精品文档欢迎下载7.2020 浙江 7 月选考,15,多选如图所示,x 轴上-2 m、12 m 处有两个振动周期均为 4 s、振幅均为 1 cm 的相同的波源 S 、S ,t=0 时刻同时开始竖直向下振动,产生波长均为 4 m 沿 x 轴1 2传播的简谐横波.P、M、Q 分别是 x 轴上 2 m、5 m 和 8.5 m 的三个点 ,下列说法正确的是 ( )A.6.0 s 时,P、M、Q 三点均已振动B.8.0 s 后 M 点的位移始终是 2 cmC.10.0 s 后 P 点的位移始终是 0D.10.5 s 时 Q 点的振动方向竖直向下8.10 分一列简谐横波沿直线

12、由 a 向 b 传播,图甲、图乙分别为质点 a、b 的振动图像,已知 a、 b 两质点间的距离为x=6 m,该波波长大于 3 m.求:(1)质点 a 的振动方程;(2)该波的波速大小.一、选择题(共 8 小题,40 分)1.2021 湖北武汉高三质量检测两列波速大小相同的简谐横波在 t=0 时刻的波形图如图所示,此时 x=2 m 处的质点的振动沿 y 轴负方向,在 t =0.3 s 时,两列波第一次完全重合,则下列说法1正确的是 ( )A.两列波的波速大小均为 10 m/sB.在 t =1.1 s 时,两列波的波形第二次完全重合 2C.x=4.5 m 处的质点为振动减弱点D.x=2.5 m 处

13、的质点的位移可能为 8 cm- 6 -精品文档欢迎下载2.多选一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,波刚传到 x =5 m 的质点 P 处时的波形如图所示,已1知质点 P 连续两次位于波峰的时间间隔为 0.2 s,质点 Q 位于 x =6 m 处.若从图示时刻开始计2时,则下列说法正确的是 ( )A.此列波的传播速度是 10 m/sB.t=0.2 s 时质点 Q 第一次到达波谷位置C.质点 Q 刚开始振动的方向为沿 y 轴正方向D.当质点 Q 第一次到达波谷位置时,质点 P 通过的路程为 15 cm3.2021 贵州贵阳高三摸底,多选两列频率相同、振幅分别为 A 和 A 的横波相遇时某一时刻1 2

14、的干涉示意图如图所示,实线表示波峰,虚线表示波谷,M、N 两点是两列波相遇点.下列说法正 确的是 ( )A.N 质点的振幅为|A -A |1 2B.M 质点的位移始终为 A +A1 2C.M 质点的位移总是大于 N 质点的位移D.M 质点的振幅一定大于 N 质点的振幅E.由图中时刻经过 个周期,M 质点的位移为零4.2021 吉林长春高三质量监测 ,多选一列简谐横波在某时刻的波形如图 (a)所示,从该时刻经半个周期后开始计时 , 这列波上质点 ( )A 的振动图像如图 (b) 所示 . 下列说法正确的是- 7 -精品文档欢迎下载A.这列波的传播速度为 1 m/sB.这列波沿 x 轴负方向传播C

15、.在这一时刻以后的任意 0.2 s 的时间内,质点 A 通过的路程均为 0.4 mD.与这列波发生干涉的另一列简谐横波的频率可能为 5.0 HzE.这列波上质点 A 与质点 B 振动的速率总是相等5.多选一列简谐横波沿 x 轴传播,在 t=0 时刻的波形如图中实线所示,在 t=0.5 s 时刻的波形如图中虚线所示,虚线恰好过质点 P 的平衡位置.已知质点 P 平衡位置在 x=0.5 m 处.下列说 法正确的是 ( )A.该简谐波传播的最小速度为 1.0 m/sB.波传播的速度为(1.4+2.4n) m/s(n=0,1,2,)C.若波向 x 轴正方向传播,质点 P 比质点 Q 先回到平衡位置D.

16、若波向 x 轴负方向传播,则从 t=0 到 t=0.5 s 时间内,质点 P 运动路程的最小值为 25 cmE.质点 O 的振动方程可能为 y=10sin t(cm)(n=0,1,2,)6. 多选 一列波向右传播 ,经过某个有一串粒子的介质 .如图所示为某一时刻各粒子的位置 , 虚线为各粒子对应的平衡位置.以下关于该波在图示时刻的说法正确的是 ( )A.此波为纵波,波长为 16 cmB.粒子 8 和 10 正朝同一方向运动 C.粒子 3 此时速度为零D.粒子 7 和 11 的位移大小始终相同 7.多选某同学利用较- 8 -精品文档欢迎下载宽阔的水槽研究水波.如图所示,水面上有 A、B、C 三点

17、构成直角三角形,其中 A、B 间距离为40 cm,B、C 间距离为 30 cm,振针上下振动形成连续的简谐波向四周传播,不考虑水槽边缘对 水波的反射.水波波速为 0.4 m/s,则 ( )A.当只有一个振针在 A 处以 10 Hz 的频率振动时,B、C 处水面开始振动的时间间隔为 0.75 sB.当只有一个振针在 A 处以 10 Hz 的频率振动时,C 处水面处于波峰时,B 处水面处于波谷C.当有两个振针分别在 A、B 处以 10 Hz 的频率同步调振动时,足够长时间后 C 处振动加强D.当有两个振针分别在 A、C 处以 10 Hz 的频率同步调振动时,足够长时间后 B 处振动减弱E.当有两个

18、振针在 A、C 处分别以 10 Hz、20 Hz 的频率振动时,足够长时间后 B 处振动加强8. 多选B 超即 B 型超声检查,其运用高频率声波(超声波)对人体内部组织、器官反射成像,以便于观察组织的形态 (如图甲所示 ).图乙为仪器检测到的发送和接收的超声波图像 ,其中实线为沿 x 轴正方向发送的超声波,虚线为遇到人体组织后沿 x 轴负方向返回的超声波.已知超 声波在人体内的传播速度约为 1 500 m/s,下列说法正确的是 ( )A.发送和接收的超声波频率相同B.图乙中质点 A 振动的周期约为 810-4sC.图乙中质点 A 在此后的十二分之一周期内运动的路程大于 1 mm D.图乙中质点

19、 B 在此后的十二分之一周期内的加速度将增大二、非选择题(共 4 小题,30 分)9.5 分有几个登山运动员登上一无名高峰 ,他们想粗略地测峰顶处的重力加速度 ,但是他们只带了三条长度均为 L 的细线,可当秒表使用的手表和一些食品,附近还有一些石子、树木等,- 9 -精品文档欢迎下载在山顶上用细线和小石块做成如图所示的单摆,A、B 是水平树杆上相距为 L 的两点,并将长为L 的细线固定在 A、B 两点,在两细线结点 O 处连接另一长为 L 的细线,下端悬挂一小石块.先让1小石块在纸面内做小角度的左右摆动,用秒表测得单摆的振动周期 T ,再让小石块做垂直纸面1.的小角度摆动 , 用秒表测得单摆的

20、振动周期 h= ,重力加速度 g=T , 则可求得小石块的重心到点 2O 的距离110.5 分某同学在学习单摆及其周期公式后,应用所学的知识解决如下问题.(1)测量一半球形锅的半径 R:该同学将一可视为质点的光滑小铁球放在锅底让其略偏离最低点而做往复运动,从小铁球第一次通过最低点开始计时 ,用秒表测得小铁球第 N(N2)次通过最低点的时间为 t,已知当地重力加速度为 g,不计一切摩擦,则半球形锅的半径 R=.(2)进一步验证单摆的周期和重力加速度的关系 :由于不能去不同地区做实验 ,该同学将单摆 与光电门传感器安装在一块摩擦不计、足够大的板上 ,使板倾斜 角度,让摆球在板的平面内做小角度摆动

21、,如图甲所示.利用该装置可以验证单摆的周期和等效重力加速度的关系 .若保持摆长不变,则实验中需要测量的物理量有.若从实验中得到所测物理量数据 的 图 线 ( 抛 物 线 的 一 部 分 ) 如 图 乙 所 示 , 若 图 像 中 的 纵 轴 表 示, 则 横 轴 表 示 的是.11.10 分如图所示,实线是一列简谐横波在 t 时刻的波形图,虚线是在 t =(t +0.2) s 时刻的1 2 1波形图.(1)若波速为 45 m/s,求质点 M 在 t 时刻的振动方向(阐述判断依据).1(2)在 t 到 t 的时间内,如果 M 通过的路程为 1.4 m,那么波的传播方向怎样?波速为多大?1 212

22、.10 分声波遇到平直反射面时,和光的镜面反射一样,也遵循反射定律.某学习小组现探究声波的反射和干涉现象,音箱播放频率 f=680 Hz 的声音,作为波源 S,放在距平直墙壁 d=3 m 处,离地高度与组内某同学的耳朵离地高度相等,俯视图如图所示.SABC 构成矩形,AB 距离 L=8 m.- 10 -精品文档欢迎下载已知声速 v=340 m/s.声波反射时有半波损失,相当于镜像波源振动的步调始终与实际波源相反.该同学在 B、C 连线上从 B 点缓慢移动到 C 点,可听到声音有强弱的变化.不考虑地面的反射.(1)计算 B、C 连线上共有几处声音加强的点.(2)若气温升高,声速稍有变大,则原来声

23、音加强的点会向哪侧偏移 ?(回答“左侧”“右侧”或 “不偏移”,并说明理由)答案考点 1专题十五 机械振动和机械波简谐运动规律和图像描述 单摆测重力加速度1.A a 摆摆动并带动其他 3 个摆做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,故其他各摆振动的周期和频率均与 a 摆相同,B、C 错误;受迫振动中,当固有频率等于驱动力频率时,出现共振现象,振幅达到最大,由于 a、b 的摆长相等,故 b 摆的固有频率与 a 摆的相同,b 摆发生共 振,振幅最大,摆角最大,A 正确,D 错误.2.ABD医生利用仪器向人体内发射频率已知的超声波 ,超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收,测出反射波的频率 ,与

24、原超声波频率对比 ,计算就能知道血流的速度 ,可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变 ,这是利用了声波的多普勒效应 ,A 正确;海豚有完善的“声呐”系统,通过发射和接收超声波,使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置,B 正确;“闻其声而不见其人”是因为声波波长跟一般障碍物的尺寸相比较大 ,发生了明显的衍射现象 ,而光波波长跟一般障碍物的尺寸相比非常小,所以通常的情况下看不到光的衍射,C 错误;横波中质点不随波迁移,D 正确;游泳时耳朵在水中听到的音乐的音调与在岸上听到的是一样的,说明声波从 空气传入水中的过程频率不变,不能证明没有发生折射现象,E 错误.3.B 由题图乙知该时刻质点 L 向上振

25、动,再结合题图甲,可知该横波沿 x 轴正方向传播,故选项 A 错误;结合该横波沿 x 轴正方向传播,从题图甲可看出,质点 N 在该时刻向 y 轴负方向运动,- 11 -精品文档欢迎下载故选项 B 正确;在横波的传播过程中,质点不沿 x 轴方向移动,故选项 C 错误;该时刻质点 K 与 M 的速度与加速度方向都相反,故选项 D 错误.4.AD 质点的振动方向与传播方向垂直,所以该简谐波为横波,A 正确;t=5 s 时,质点 Q 第一次处于 y 轴正方向最大位移处,而周期为 1 s,说明再经过 5 s,质点 Q 第六次处于 y 轴正方向最大位移处,B 错误;由题意知,O、P 间的距离与波长之间满足

26、 OP= =35 cm,解得=28 cm,波速为 v= =28 cm/s,D 正确;在 5 s 的时间间隔内,波传播的路程为 s=v5 s=1.40 m,由题意有 s=PQ+OP+ ,解得 PQ=98 cm,C 错误.5.D 如图所示,图线中 a、b 两处,物体处于同一位置,位移为负值,加速度一定相同,但速度方向相反,选项 A、C 错误;物体的位移增大时,动能减少,势能增加,选项 D 正确;摆球通过平衡位 置时,回复力为零,但合力不为零,选项 B 错误.6.AC 火车过桥时限制速度是为了防止火车与桥发生共振,选项 A 正确;对于一个受迫振动系统,若驱动力的频率为 5 Hz,则系统稳定后的振动频

27、率才为 5 Hz,选项 B 错误;由共振的定义可 知,选项 C 正确;受迫振动系统,驱动力做功,系统的机械能不守恒,选项 D 错误.7.D 根据题述,x= 处质点的振动方程 y=Acos( t),t= 时刻 x= 处质点的位移 y=Acos( )= Acos( )=0,再经微小时间t,位移 y 为正值,可知质点向上运动,根据题述波沿 x 轴负方 向传播,可知 t= 时刻的波形图正确的是 D.8.6.9(2 分) 96.8(3 分)解析 : 由弧长公式可知 l= R, 又结合题意所求的距离近似等于弧长 , 则 d= 2 80.0cm=6.98 cm,结合题中保留 1 位小数和摆动最大角度小于 5

28、可知不能填 7.0,应填 6.9;由单摆的周期公式 T=2 可知,单摆的周期与摆长的平方根成正比,即 T ,又由题意可知旧单摆周期与新单摆周期的比为 10:11,则 =,解得 l=96.8 cm.9.(1) (2)(n=0,1,2,)- 12 -精品文档解析:(1)甲球做自由落体运动,有 R= g (1 分)得 t = (1 分)1欢迎下载乙球沿圆弧做简谐运动(由于R,可认为摆角5),此运动与一个摆长为 R 的单摆运动模型相同,故此运动等效摆长为 R,因此乙球第 1 次到达 C 处所用的时间为 t = T= 2 =2分)所以 = (1 分).(2(2)甲球从离弧形槽最低点 h 高处自由下落,到

29、达 C 点所用的时间为 t =甲由于乙球运动具有周期性,所以乙球到达 C 点所用的时间为t = +n = (2n+1)(n=0,1,2,)(2 分)乙由于甲、乙在 C 点相遇,故 t =t (1 分)甲 乙联立解得 h= (n=0,1,2,)(1 分).(1 分)考点 2机械波的形成与传播1.B从最大位移处回到平衡位置的最短时间为T=0.14 s, 故周期 T=0.56 s, 波速 v= =m/s=2.5 m/s,B 项正确.2.ADE 在同种介质中传播的两列波的波速相等,A 项正确.由波形图可知,两列波的波长不等,由 v=f 可知,两列波的频率不相等,B 项错误.由波传播过程中“上坡下、下坡

30、上”规律可知,左列波的起振方向向下,右列波的起振方向向上,C 项错误.左列波引起 x=6 m 处质点振动的路程为 20 cm;右列波引起 x=6 m 处质点振动的路程为 60 cm,故 x=6 m 处的质点通过的总路程为80 cm,所以 D 项正确.当两列波的波谷相遇时,该质点的位移为两列波分别引起的位移的矢量和 , 振动最强 ; 两列波波速大小相等 , 在波形图中两波谷对应平衡位置的中点相遇 ,x =0m=0.25 m,E 项正确.3.BD 由题图乙可知,质点 B 在 0.1 s 时正经过平衡位置沿 y 轴的负方向运动,结合题图甲可知,该简谐横波沿 x 轴负方向传播.再经 0.05 s 即

31、t=0.15 s 时,质点 B 处在波谷位置,加速度- 13 -精品文档欢迎下载最大且方向沿 y 轴正方向,A 错误.经 0.05 s 的时间质点 B 的振动形式传到 A,则 t=0.15 s 时,质点 A 正处在平衡位置沿 y 轴负方向运动,B 正确.再经过 0.10 s 即 t=0.25 s 时,质点 A 正处在平衡位置,即此时的位移为零,C 错误.从 t=0.1 s 到 t=0.25 s,即经过 个周期该简谐横波沿x 轴的负方向传播 个波形,由题图甲可知该波的波长为 10 cm,则该段时间内简谐横波沿 x 轴的 负方向传播了 7.5 cm,D 正确.4.AC 两列波相向匀速传播,t= =

32、0.4 s 时两列波相遇,A 项正确;由振动图像可知波的周期为0.2 s,所以波的波长=vT=2 m,所以当其遇到小于 1 m 的障碍物时可以发生明显的衍射现象,B项错误;a、b 连线中点到两振源的距离相等,但两振源振动情况恰好相反,所以中点处振动始终减弱,D 项错误;由于 a、b 两振源都只振动了一个周期,a 振源的振动形式经 0.8 s 传到 b 处,则在 t=0.95 s 时,由 a 振源引起的振动在 b 处位于波谷位置,而 b 振源引起的振动在 b 处已经 停止,故 t=0.95 s 时,b 处质点的加速度为正向最大,C 正确.5.C 根据题述和图像可知,波沿 x 轴正方向传播,质点

33、D 的起振方向沿 y 轴正方向,A 错误;由图(a)可知,波长=4.0 m,波速 v= =10 m/s,t=0 时刻 D 点的机械波信号接收器正以 2 m/s 的速度沿 x 轴正方向匀速运动,波相对于接收器的速度为 v =10 m/s-2 m/s=8 m/s,信号接收器 1 s相对内接收到的波数为 2,即信号接收器接收到的该机械波的频率为 2 Hz,C 正确;t=0.05 s 时,波向右传播了 x =0.0510 m=0.5 m,即此时 A 的形式传到 B,则质点 B 振动到最大位移处,B 错误;1机械波传播速度与介质有关 ,改变振源的振动频率 ,则形成的机械波在该介质中的波长改变 , 传播速

34、度不变,D 错误.6.D 根据图乙振动图像可知,t=0 时刻横波 b 上 x=0 处的质点振动方向沿 y 轴负方向,所以横波 b 沿 x 轴负方向传播,选项 A 错误;同一介质中简谐波的传播速度相同,则波速 v =v = =1 m/s,a b选项 C 错误;由 T = =4 s,t=0.5 s 时,y =-10 cm 可知,横波 b 上 x=0 处质点的振动方程为b by=-10sin( t+ ) cm,则 t=0 时刻横波 b 上 x=0 处的质点的位移为-5 cm,选项 B 错误;根据图甲可知横波 a 的波长 =2.0 m,横波 b 的波长 =4 m,要使 x=1.0 m 处的质点的位移为

35、 20 cm,a b设所需时间为 t,则 t 时刻两列波波峰叠加,t= = (m,n 均为自然数),得 m=2n(m,n 均 为自然数),当 m=6,n=3 时,代入可得 t=13.5 s,符合题意,选项 D 正确.- 14 -精品文档欢迎下载7.CD 由题可知波速 v= =1 m/s,经 6.0 s,两波沿传播方向传播 6 m,而 M 点离左、右两波源距离均为 7 m,所以此时 M 点未振动,A 项错误;8.0 s 时,两波均经过 M 点,M 点到两波源距离相等,是振动加强点,即振幅为 2 cm,仍做简谐运动,B 项错误;10.0 s 时,两波均经过 P 点,P 点到两波源的路程差为 6 m

36、= ,则 10.0 s 后 P 点位移始终为 0,C 正确;10.5 s 时,仅有 S 时,Q 点位1于平衡位置且将要向下振动,仅有 S 时,Q 质点正在向下振动,故 10.5 s 时 Q 的振动方向竖直向2下,D 正确.8.(1)y=-10sin t(cm) (2)当 n=0 时,v=6 m/s;当 n=1 时,v=1.2 m/s解析:(1)由题意可知,质点 a 振动方程表达式为y=Asin(t+ )(1 分)0由图甲可知,质点 a 振动的周期为 T=4 s,A=10 cm,则有= = rad/s,y=10sin ( t+ )(1 分)0当 t=1 s 时,y=-10 cm,故有 sin(

37、+ )=-10解得 =(1 分)0故质点 a 的振动方程为y=-10sin t(cm)(1 分).(2)由甲、乙两图可知,在 t=0 时刻,质点 a 在平衡位置,质点 b 在波峰,故有x=(n+ )(n=0,1,2,)(2 分)整理并代入数据可得= = m(n=0,1,2,)(1 分)当 n=0 时,=24 m,波速为 v= = m/s=6 m/s(1 分)当 n=1 时,=4.8 m,波速为 v= = m/s=1.2 m/s(1 分)当 n=2 时,= m3 m,故 n2 时不符合题意(1 分).1.B 根据已知条件可判断出,实线波沿 x 轴正方向传播,虚线波沿 x 轴负方向传播,则有 2v

38、t =31m,解得波速 v=5 m/s,A 错误;由题图可知,两列波的波长均为 8 m,故从第一次两波完全重合到第二次两波完全重合,有 2vt=8 m,解得t=0.8 s,故在 t =t +t=1.1 s 时,两列波的波形第2 1- 15 -精品文档欢迎下载二次完全重合,B 正确;易知 t =0.3 s 时,两列波的波峰同时到达 x=4.5 m 处,故 x=4.5 m 处的1质点为振动加强点,C 错误;在 x=2.5 m 处,两波的振动位移大小始终相等,方向始终相反,故该 质点的位移始终为零,D 错误.2.BC 根据题意可知,该简谐横波的周期为 0.2 s,波长为 4 m,所以其波速为 20

39、m/s ,A 错误.由题图可知,质点 P 和 Q 刚开始振动时的方向都沿 y 轴正方向,而且质点 Q 比 P 晚四分之一周期,所以 t=0.2 s 时,质点 P 正好完成了一次全振动,质点 Q 第一次到达波谷位置,而这一过程 中质点 P 通过的路程为 20 cm,B、C 正确,D 错误.3.ADE N 质点为波峰和波谷相遇点,应为振动减弱点,故其振幅为 A=|A -A |,M 质点为波峰和波1 2峰相遇点,应为振动加强点,其振幅为 A=A +A ,但是 M 点仍会上下振动,故其位移不会始终为1 2A +A ,可知 M 质点的位移不会总是大于 N 质点的位移,而 M 质点的振幅总是大于 N 质点

40、的振幅, 1 2选项 A、D 正确,B、C 错误;图中 M 点为振动加强点,此时位移最大,再过 个周期,M 点到达平衡 位置,位移为零,选项 E 正确.4.BCE由题图 (a) 知 , 波长 =0.4 cm, 由题图 (b) 知 , 质点振动的周期T=0.4 s, 那么波速v= =0.01 m/s,故 A 选项错误;由题图(b)知,计时开始时,A 振动方向沿 y 轴负方向,推得题图(a)中质点 A 振动方向沿 y 轴正方向,那么这列波沿 x 轴负方向传播,故 B 选项正确;由题图(b)可知,A 在这一时刻以后的任意 0.2 s 内,振动的时间为 ,又 A 在半个周期内运动的路程为振幅的2 倍,

41、即路程为 0.4 m,故 C 选项正确;由于该波的频率为 2.5 Hz,那么与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为 2.5 Hz,选项 D 错误;质点 A 与质点 B 相差半个波长,那么质点 A 与质点 B 的振动方向总是相反,速度大小总是相等,故 E 选项正确.5.ADE 由题图可知,0.5 s 内波传播的最短距离为 0.5 m,故最小速度为 1.0 m/s,A 正确.若波向 x 轴正方向传播,波速为 v=m/s=(1.0+2.4n)m/s(n=0,1,2,);若波向 x 轴负方向传播,波速为 v=m/s=(1.4+2.4n)m/s(n=0,1,2,),故 B 错误.若波向 x 轴正方向

42、传播,t=0 时刻后质点 P 远离平衡位置运动,质点 Q 靠近平衡位置运动,故质点 P 比质点 Q 后回到平衡位置,C错误.若波向 x 轴负方向传播,质点 P 向平衡位置运动,0.5 s 时质点 P 向上振动,0 s 时质点 P向下振动,0.5 s 时质点 P 至少运动了 T,所以最短路程为 25 cm,D 正确.若波向 x 轴正方向传播 , 则 周 期 T= = s= s(n=0,1,2, ), 质 点 O 的 振 动 方 程 为 y=10sin - 16 -精品文档欢迎下载t(cm)(n=0,1,2,);若波向 x 轴负方向传播,则周期 T= =s= s(n=0,1,2,),质点 O的振动

43、方程为 y=10sint(cm)(n=0,1,2,),故 E 正确.6.AD从图中看出 ,此波有疏部和密部 , 所以此波为纵波 ,3 到 11 正好为一个波长 ,=82cm=16 cm,选项 A 正确.波向右传播,由波形平移法可知,8 在靠近平衡位置向左运动,10 在远离平衡位置向右运动,选项 B 错误.3 位于平衡位置,速度最大,选项 C 错误.7 和 11 相距半个波长, 运动情况始终相反,位移大小始终相同,选项 D 正确.7.BCD 振针在 A 处振动,B、C 处水面开始振动的时间间隔为t= - =0.25 s,A 错误;振针在A 处振动,当 f=10 Hz 时,T=0.1 s,t=(2

44、+ )T,B、C 振动步调相反,B 正确;当两振针在 A、B 处同步调振动时,= =4 cm,C 到 A、B 的波程差为 20 cm,是波长的整数倍,C 处振动加强,C 正确;同理当两振针在 A、C 处同步调振动时,B 到 A、C 的波程差为 10 cm,是半波长的奇数倍,B 处振动减弱,D 正确;当两振针在 A、C 处分别以 10 Hz、20 Hz 的频率振动时,不能形成稳定的干涉 图样,E 错误.8.AD发送和接收的超声波为同一超声波 ,频率相同 , 故 A 正确; 根据图像读出波长为 =12mm=1.210-2 m,质点 A 振动的周期为 T= =810-6 s,故 B 错误;由图乙可知

45、,此时质点 A 的位移为 y=4cos mm=2 mm,由平移法可知,此后的十二分之一周期内质点 A 运动到波峰,运动的路程为 s=(4-2 ) mm0.54 mm,故 C 错误;由平移法可知,此后的十二分之一周期内,质点 B 运动 到波峰,则此过程中质点 B 的加速度将增大,故 D 正确.9.(1) (2 分) (3 分)解析:小石块在纸面内做小角度的左右摆动,摆动圆弧的圆心在 O 处,故等效摆长为 h,周期为1T =2 , 小石块做垂直纸面的小角度摆动 , 则摆动圆弧的圆心在 1O 处 , 故等效摆长为L =(h+ L),周期 T =2 ,解得 h= ,g= 2 2.10.(1) (2 分

46、) (2)木板倾角和单摆振动的周期 T(2 分) (1 分)- 17 -精品文档欢迎下载解析 :(1)依题意可知小铁球做往复运动的周期T= ,根据单摆周期公式有 T=2 , 解得R=.(2)根据分析可知在斜面上的单摆周期为 T=2 ,若保持摆长不变,则实验中需要测量的物理量有板的倾角和单摆振动的周期 T,解得 sin = ,所以若图像中的纵轴表示 sin ,则横轴表示的是 .11.(1)沿 y 轴正方向振动 见解析 (2)沿 x 轴负方向传播 35 m/s解析:(1)从波形图可以看出,波长为=4 m(1 分)t 到 t 时间内x=v(t -t )=450.2 m=9 m=2+ (2 分)1 2

47、 2 1说明波沿 x 轴正方向传播,则质点 M 沿 y 轴正方向振动(2 分).(2)从波形图可以看出质点 M 的振幅为 A=20 cm=0.2 m(1 分)如果 M 通过的路程为 s=1.4 m=7A,又 1 个周期质点振动的路程为 4A,则 t t 时间内,质点 M 振1 2动了 个周期,说明波沿 x 轴负方向传播(2 分)波速为 v = =35 m/s(2 分).212.(1)4 处 (2)左侧 理由见解析解析:(1)波源 S 发出的声波,经过墙壁反射时,反射波相当于从 S 关于 AB 的镜像点 S发出的.由于半波损失,S与 S 的振动步调相反.在 BC 连线上任取一点 P,设 P 到 S、S的距离之差为, 从 B 到 C 过程逐渐增加.由几何关系可知 0(SC-SC)即 02 m(2 分)若 P 点声音加强,则满足=(2k+1) (k=0,1,2,)(2 分)其中声波波长= =0.5 m由以上两式可解得-0.5k3.5,即 k 可取 0、1、2、3(1 分)可见在 B、C 连线上共有 4 处声音加强的点(1 分).- 18 -精品文档欢迎下载(2)左侧;若气温升高,声速变大,由= ,可知波长变大,原来声音加强处波程差略小于 (2k+1) ,向左移动一小段距离 ,波程差增加到等于 (2k+1) 时,此处是声音加强的点 ,所以声音加强的点 会向左侧偏移(4 分).- 19 -