《(新課標(biāo))2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第12章 機械振動 機械波 光電磁波與相對論 第2節(jié) 機械波課時規(guī)范訓(xùn)練》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新課標(biāo))2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第12章 機械振動 機械波 光電磁波與相對論 第2節(jié) 機械波課時規(guī)范訓(xùn)練(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、機械波
1.(多選)關(guān)于波的干涉、衍射等現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A.有的波只能發(fā)生干涉現(xiàn)象,有的波只能發(fā)生衍射現(xiàn)象
B.產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一,就是兩列波的頻率相等
C.能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸與波長比較相差不多或比波長更小
D.在干涉圖樣中,振動加強區(qū)域中的質(zhì)點,其位移始終最大,振動減弱區(qū)域的質(zhì)點,其位移始終保持最小
E.當(dāng)觀測者靠近波源時,接收到的波的頻率會大于波源的振動頻率
解析:選BCE.干涉、衍射是波共有的特性,所以A錯誤.干涉具備兩波頻率相同、相位差恒定的條件,B正確.當(dāng)滿足d≤λ時產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象,C正確.在干涉圖樣中,質(zhì)點的位移隨
2、時間時刻發(fā)生變化,D錯誤.在多普勒效應(yīng)中,觀測者與波源相對靠近時,接收到的波的頻率大于波源的振動頻率,E正確.
2.頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運動.以v表示聲源的速度,V表示聲波的速度(v<V),f表示接收器接收到的頻率.若v增大,則( )
A.f增大,V增大 B.f增大,V不變
C.f不變,V增大 D.f減小,V不變
解析:選B.由于聲波的速度由介質(zhì)決定,故V不變,據(jù)多普勒效應(yīng)可知,當(dāng)聲源靠近接收器時接收器接收到的頻率變高,f增加,B正確.
3.(2020·高考北京卷)周期為2.0 s的簡諧橫波沿x軸傳播,該波在某時刻的圖象如圖所示,此時質(zhì)點P沿y軸負(fù)方
3、向運動.則該波( )
A.沿x軸正方向傳播,波速v=20 m/s
B.沿x軸正方向傳播,波速v=10 m/s
C.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=20 m/s
D.沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=10 m/s
解析:選B.質(zhì)點P沿y軸負(fù)方向運動,根據(jù)振動方向與波的傳播方向的關(guān)系,可判定該波沿x軸正方向傳播.由波的圖象可知λ=20 m,根據(jù)v=得波速v=10 m/s.選項B正確.
4.(2020·安徽馬鞍山三模)(多選)一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,t=0時的圖象如圖所示.此時刻后介質(zhì)中P質(zhì)點回到平衡位置的最短時間為0.2 s,Q質(zhì)點回到平衡位置的最短時間為1 s,已知t=0時兩質(zhì)點相對平衡
4、位置的位移相同,則( )
A.該簡諧波的傳播周期為1.2 s
B.該簡諧波的傳播速度為0.05 m/s
C.t=0.4 s,質(zhì)點P的加速度沿y軸正方向
D.經(jīng)過1 s質(zhì)點Q向右移動了0.05 m
解析:選BC.由簡諧橫波沿x軸正向傳播知,此時P點向下運動,Q點向上,傳播周期T=2×(0.2+1)s=2.4 s,A錯誤.λ=12 cm,v==0.05 m/s,B正確.由題分析可知,P質(zhì)點回到平衡位置的最短時間為0.2 s.從平衡位置到達波谷的最短時間為0.6 s,則t=0.4 s時P點位于向負(fù)的最大位移運動過程中,加速度為y軸正向.C正確.簡諧橫波沿x軸正向傳播,質(zhì)點Q振動方向與
5、x軸垂直,在x軸方向沒有位移,D錯誤.
5.(2020·高考四川卷)如圖所示,甲為t=1 s時某橫波的波形圖象,乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點的振動圖象,距該質(zhì)點Δx=0.5 m處質(zhì)點的振動圖象可能是( )
解析:選A.根據(jù)振動與波動的關(guān)系解決問題.
圖1
(法一)若波沿+x方向傳播,則t=0時的波形圖如圖1虛線所示,則質(zhì)點P的振動圖象為題中乙圖所示.距P點0.5 m的質(zhì)點的位移y>0,且向下運動,或y<0,且向上運動;若波沿-x方向傳播,則t=0時的波形圖如圖1虛線所示,則質(zhì)點Q的振動圖象為題中乙圖所示.距Q點0.5 m的質(zhì)點的位移y<0,且向上運動,或y>0,且向下運動.所以
6、選項A正確.
(法二)根據(jù)波形圖象可得波長λ=2 m,根據(jù)振動圖象可得周期T=2 s.兩質(zhì)點之間的距離Δx=0.5 m=λ.根據(jù)振動和波動之間的關(guān)系,則另一質(zhì)點相對該質(zhì)點的振動延遲T,如圖2所示,或者提前T,如圖3所示.符合條件的只有選項A.
圖2 圖3
6.一列簡諧橫波沿x軸傳播,t=0時刻的波形如下圖甲所示,此時質(zhì)點P正沿y軸負(fù)方向運動,其振動圖象如下圖乙所示,則該波的傳播方向和波速分別是( )
A.沿x軸負(fù)方向,60 m/s B.沿x軸正方向,60 m/s
C.沿x軸負(fù)方向,30 m/s D.沿x軸正方向,30 m/s
解析:選A.根據(jù)波的形成和傳
7、播規(guī)律可知,波沿x軸負(fù)方向傳播,B、D錯誤;根據(jù)圖甲可知波長λ=24 m,根據(jù)圖乙可知周期T=(0.55-0.15)s=0.40 s,則波速v== m/s=60 m/s,A正確、C錯誤.
7.一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,傳到M點時波形如下圖所示,再經(jīng)0.6 s,N點開始振動,則該波的振幅A和頻率f為( )
A.A=1 m,f=5 Hz B.A=0.5 m,f=5 Hz
C.A=1 m,f=2.5 Hz D.A=0.5 m,f=2.5 Hz
解析:選D.由圖象可知,該簡諧橫波的振幅A=0.5 m,波的傳播速度v==λf,則f== Hz=2.5 Hz,D正確.
8.(2020·
8、山西四校聯(lián)考)(多選)振源S在O點做豎直方向的簡諧運動,頻率為10 Hz,t=0時刻向右傳播的簡諧橫波如圖所示(向左傳播的簡諧橫波圖中未畫出).則以下說法正確的是( )
A.t=0時,x=1 m處的質(zhì)點振動方向向上
B.t=0時,x=-2 m處的質(zhì)點振動方向向上
C.t=0.175 s時,x=-1 m處的質(zhì)點處在波谷位置
D.t=0.175 s時,x=1 m處的質(zhì)點處在波峰位置
解析:選AC.t=0時,x=1 m處的質(zhì)點振動方向向上,選項A正確;根據(jù)波動傳播的雙向性和對稱性,畫出向左傳播波的波形圖,t=0時,x=-2 m處的質(zhì)點振動方向向下,選項B錯誤;波長為λ=2 m,周期T
9、==0.1 s,波速v=λf=20 m/s.t=0.175 s時,x=-1 m處的質(zhì)點處在波谷位置,選項C正確、D錯誤.
9.(2020·河北邯鄲質(zhì)檢)(多選)圖甲為某一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t=1.0 s時刻的波形圖,圖乙為參與波動的某一質(zhì)點的振動圖象,下列說法正確的是( )
A.該簡諧橫波的傳播速度為4 m/s
B.從此時刻起,經(jīng)過2 s,P質(zhì)點運動了8 m的路程
C.從此時刻起,P質(zhì)點比Q質(zhì)點先回到平衡位置
D.乙圖可能是甲圖x=2 m處質(zhì)點的振動圖象
E.此時刻M質(zhì)點的振動速度小于Q質(zhì)點的振動速度
解析:選ACD.由波動圖象甲讀出波長λ=4 m,由振動圖象乙讀
10、出周期T=1 s,則波速v==4 m/s,A正確.簡諧橫波中質(zhì)點只在平衡位置附近振動,并不隨著波遷移,經(jīng)過2 s,P質(zhì)點振動了2個周期,運動的路程為0.2×8 cm=1.6 cm,B錯誤.由題知,波沿x軸正方向傳播,此時刻Q點振動方向向上,而P在波峰,則圖示時刻起Q質(zhì)點比P質(zhì)點后回到平衡位置,C正確.根據(jù)振動圖象乙可知,t=1 s時刻質(zhì)點從平衡位置沿y軸負(fù)方向振動,而甲圖中x=2 m處質(zhì)點t=1 s時刻(圖示時刻)振動方向沿y軸負(fù)方向,乙圖可能是甲圖x=2 m處質(zhì)點的振動圖象,D正確,此時刻M點在平衡位置,速度最大,E錯誤.
10.(2020·河南豫北六校聯(lián)考)(多選)在某一均勻介質(zhì)中由波源
11、O發(fā)出的簡諧橫波在x軸上傳播,某時刻的波形如圖所示,其波速為5 m/s,則下列說法正確的是( )
A.此時P(-2 m,0 cm)、Q(2 m、0 cm)兩點運動方向相同
B.再經(jīng)過0.5 s質(zhì)點N剛好在(-5 m,20 cm)位置
C.能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為3 Hz
D.波的頻率與波源的振動頻率無關(guān)
解析:選AB.由同側(cè)法可得P、Q兩點振動方向均為y軸負(fù)方向,所以A正確;由題圖知λ=2 m,v=得T==0.4 s,所以t=0.5 s=1T時,由平移法可得波再傳播1λ,N處于波峰,B項正確;因該波的頻率f==2.5 Hz,所以頻率為3 Hz的橫波不滿足干涉條件,C錯
12、誤;因波源振動一個周期波傳播一個波長,故波的頻率必與波源的振動頻率相同,D錯誤.
11.如圖所示,在某一均勻介質(zhì)中,A、B是振動情況完全相同的兩個波源,其簡諧運動表達式均為x=0.1sin(20πt)m,介質(zhì)中P點與A、B兩波源間的距離分別為4 m和5 m,兩波源形成的簡諧橫波分別沿AP、BP方向傳播,波速都是10 m/s.
(1)求簡諧橫波的波長;
(2)P點的振動________(填“加強”或“減弱”).
解析:(1)設(shè)簡諧波的速度為v,波長為λ,周期為T,由題意知T==0.1 s
波速v=
代入數(shù)據(jù)得λ=1 m
(2)因為xPB-xPA=1 m=λ,所以P點的振動加強.
13、
答案:(1)1 m (2)加強
12.(2020·高考全國卷Ⅰ)甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播,波速均為v=25 cm/s.兩列波在t=0時的波形曲線如圖所示.求:
(1)t=0時,介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點的x坐標(biāo);
(2)從t=0開始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16 cm的質(zhì)點的時間.
解析:(1)t=0時,在x=50 cm處兩列波的波峰相遇,該處質(zhì)點偏離平衡位置的位移為16 cm.兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點偏離平衡位置的位移均為16 cm.
從圖線可以看出,甲、乙兩列波的波長分別為
λ1=50 cm,λ2=60 cm①
14、
甲、乙兩列波波峰的x坐標(biāo)分別為
x1=50+k1λ1,k1=0,±1,±2,…②
x2=50+k2λ2,k2=0,±1,±2,…③
由①②③式得,介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點的x坐標(biāo)為
x=(50+300n) cm n=0,±1,±2,…④
(2)只有兩列波的波谷相遇處的質(zhì)點的位移為-16 cm.
t=0時,兩列波波谷間的x坐標(biāo)之差為
Δx′=[50+(2m2+1)]-[50+(2m1+1)]⑤
式中,m1和m2均為整數(shù).將①式代入⑤式得
Δx′=10×(6m2-5m1)+5⑥
由于m1、m2均為整數(shù),相向傳播的波谷間的距離最小為Δx0′=5 cm⑦
從t=0開始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16 cm的質(zhì)點的時間為
t=⑧
代入數(shù)值得
t=0.1 s
答案:(1)x=(50+300n) cm n=0,±1,±2,…
(2)0.1 s