2018年高考物理二輪復習 100考點千題精練 第十五章 選考部分 專題15.4 振動圖像和波動圖像

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1、 專題15.4 振動圖像和波動圖像 一．選擇題 1.(2017·江西南昌二模)一條彈性繩子呈水平狀態(tài),M為繩子中點,兩端點P、Q同時開始上下振動,一小段時間后產(chǎn)生的波形如圖所示。對于其后繩上各點的振動情況,以下判斷正確的是　　　　。? A.兩列波將同時到達中點M B.兩列波波速之比為1∶2 C.中點M的振動總是加強的 D.M點的位移大小在某時刻可能為零 E.繩的兩端點P、Q開始振動的方向相同 【參考答案】ADE　 2.(多選)(2017·陜西寶雞一模)一列簡諧橫波沿著x軸正方向傳播,波中A、B兩質點在平衡位置間的距離為0.5 m,且小于一個波長,如圖甲所示,A、B兩質

2、點振動圖象如圖乙所示。由此可知　　　　。? A.波中質點在一個周期內(nèi)通過的路程為8 cm B.該簡諧波的波長為4 m C.該簡諧波的波速為0.5 m/s D.t=1.5 s時A、B兩質點的位移相同 E.t=1.5 s時A、B兩質點的振動速度相同 【參考答案】ACE　 3 (多選)(2017·湖北武漢模擬)一列簡諧橫波沿x軸傳播。在x=12 m處的質點a的振動圖線如圖甲所示,在x=18 m處的質點b的振動圖線如圖乙所示。下列判斷正確的是　　　　。(填正確答案標號)? A.質點a在波谷時,質點b一定在平衡位置向y軸正方向振動 B.若波沿+x方向傳播,這列波的最大傳播速度

3、為 3 m/s C.若波沿-x方向傳播,這列波的最大波長為24 m D.若波的傳播速度為0.2 m/s,則這列波沿+x方向傳播 E.若波的傳播速度為1 m/s,則這列波沿-x方向傳播(導學號88094692) 【參考答案】ACD　 【名師解析】由圖可知,波的周期為T=8 s,A對;若波向+x傳播,波向右平移,得n+λ=ab=6 m, v右=,選項B錯,D對;若波向-x傳播,波向左平移,得n+λ=ab=6 m, v左=, 選項C對E錯。 4．(5分)一列簡諧橫波沿x軸傳播，t＝0時刻的波形如圖所示，從此時刻開始，x＝1 m處的質點和x＝3 m處的質點分別經(jīng)過0.1 s和0.3 s

4、第一次到達波峰，則下列說法正確的是________．(填正確答案標號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．這列波沿x軸正向傳播 B．該列波在0.1 s內(nèi)沿x軸傳播的距離為1 m C．x＝1 m處質點在0.4 s內(nèi)沿x軸傳播的距離為4 m D．在0～0.6 s時間內(nèi)，x＝1.5 m處質點通過的路程是60 cm E．在t＝0.5 s時，x＝4 m處質點振動方向沿y軸正方向 【參考答案】BDE 5．(2016·湖北六校調(diào)考)一列簡諧橫波，在t＝0.6 s時刻的圖象如圖甲所示，此時，P、Q兩質點的位移均為－1 cm，波上A質點的

5、振動圖象如圖乙所示，則以下說法正確的是(　　) A．這列波沿x軸正方向傳播 B．這列波的波速是 m/s C．從t＝0.6 s開始，緊接著的Δt＝0.6 s時間內(nèi)，A質點通過的路程是10 m D．從t＝0.6 s開始，質點P比質點Q早0.4 s回到平衡位置 E．若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為30 m的障礙物，不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象 【參考答案】ABD 6.如圖2所示，在均勻介質中，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)，形成的機械波的波速都是10 m/s。介質中P點與A、B兩波源間的距離分別為4 m和5 m。則(　　)

6、 A.波的周期為0.2 s B.波的波長為2 m C.P點一定是振動加強點 D.P點可能是振動減弱點 【參考答案】C 7.(2016·山東濰坊期末)一列橫波在x軸上沿x軸正方向傳播，其中t時刻和t＋0.4 s時刻在x軸上－3 m至 3 m區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖3中同一條圖線所示，則下列說法中正確的是(　　) A.質點振動周期一定為0.4 s B.該波最小波速為10 m/s C.從t時刻開始計時，x＝2 m處的質點比x＝2.5 m處的質點先回到平衡位置 D.在t＋0.8 s時刻，x＝－2 m處的質點位移為零 【參考答案】BC 【名師解析】因為機械波每經(jīng)過1個周期，

7、波形相同，所以T＝ s(n＝1，2，3，…)，選項A錯誤；根 據(jù)波形圖可知，波長λ＝4 m，所以波速v＝＝10n m/s(n＝1，2，3，…)，當n＝1時，波速最小，為 10 m/s，選項B正確；已知波沿x軸正方向傳播，在t時刻x＝2 m處的質點從最大位移處向平衡位置移動， 而x＝2.5 m處的質點正向最大位移位置運動，所以x＝2 m處的質點比x＝2.5 m處的質點先回到平衡位置， 選項C正確；在t＋0.8 s時刻，橫波的波形與t時刻波形相同，x＝－2 m處的質點位移不為零，選項D錯 誤。 8.(2016·河北邯鄲模擬)如圖4甲所示，OP＝s，t＝0時刻質點O開始振動，產(chǎn)生沿O、P

8、所在直線向右傳播 的簡諧橫波，圖乙為質點P從t＝t1時刻開始振動的圖象，則以下說法正確的是(　　) A.t＝0時刻質點O的振動方向沿y軸正方向 B.t2時刻質點P振動速度最大，方向沿y軸負方向 C.該波與另一頻率為的同類波疊加能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 D.若某障礙物的尺寸為(t2－t1)，該波遇到此障礙物時能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 【參考答案】ACD 9.(2015·武漢武昌區(qū)調(diào)研)一列簡諧橫波，在t＝0.6 s時刻的圖象如圖6甲所示，波上A質點的振動圖象如圖 乙所示，則以下說法正確的是(　　) A.這列波沿x軸正方向傳播 B.這列波的波速是 m/s C.從t＝0.

9、6 s開始，質點P比質點Q晚0.4 s回到平衡位置 D.從t＝0.6 s開始，緊接著的Δt＝0.6 s時間內(nèi)，A質點通過的路程是4 m E.若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為10 m的障礙物，不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象 【參考答案】ABD 10.一物理教師某天正在一湖邊釣魚，突然湖的周圍起了風，他發(fā)現(xiàn)湖中釣魚的浮標上下浮動。他根據(jù)自己 的經(jīng)驗認為浮標上下浮動可簡化成豎直方向的簡諧運動，他通過觀測繪制出了浮標的振動圖象，如圖甲所 示，接著他又根據(jù)湖面的波紋繪制出了水的波動圖象，如圖乙所示。假設圖乙是一列沿x軸正方向傳播的 水波在t＝0.5 s時的波形圖，圖甲是圖乙中離原點0～4 m范圍

10、內(nèi)某質點的振動圖象，則下列說法正確的(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A.浮標上下振動的周期為T＝2 s B.該列波的波速為2 m/s C.該波傳播過程中遇到頻率為1 Hz的機械波時能產(chǎn)生干涉 D.圖甲是x＝2 m處質點的振動圖象 E.不能確定圖甲是0～4 m范圍內(nèi)哪個質點的振動圖象 【參考答案】ABD 11(5分)如圖所示是觀察水面波衍射的實驗裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個波長，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述正確的是________．(填正確答案標號．選對1個得2分

11、，選對2個得4分，選對3個得5分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分) A．此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象 B．擋板前后波紋間距離相等 C．如果將孔AB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象 E．擋板前后波紋間距離不等 【參考答案】ABC 【名師解析】因為波長與孔的尺寸差不多，所以能夠觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，選項A正確；波通過孔后，波速、頻率、波長不變，則擋板前后波紋間的距離相等，選項B正確、E錯誤；如果將孔AB擴大，孔的尺寸大于波的波長，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，選項C正確；如果孔的大小不變，使波源頻率增大，因為波

12、速不變，根據(jù)λ＝知，波長減小，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，選項D錯誤． 二、非選擇題 1．(10分)如圖所示，虛線是一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形，實線是這列波在t＝1 s時刻的波形． ①若波沿x軸正向傳播，則t＝1 s時刻，x＝3 m處的質點第一次回到平衡位置需要的時間最長可能為多少？ ②若波速大小為75 m/s，波速方向如何？ ②若波沿x軸正方向傳播，則波在Δt＝1 s內(nèi)傳播距離： s＝(nλ＋5) m＝(8n＋5) m(其中n＝0、1、2…) 若波速v＝75 m/s，則1 s內(nèi)傳播s＝vt＝75 m 8n＋5＝75 n＝ 可見，n不是整數(shù)，則波不可能沿x軸

13、正方向傳播 當波沿x軸負方向傳播時，波在Δt＝1 s內(nèi)傳播距離： s＝(nλ＋3) m＝(8n＋3) m(其中n＝0,1,2…) 若波速大小為75 m/s，則1 s內(nèi)波傳播的距離s＝vt＝75×1 m＝75 m 因為s＝75 m＝(9λ＋3) m，所以波向左傳播． 2．(10分)在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上有相距4 m的A、B兩點， 圖甲、乙分別是A、B兩質點的振動圖象，已知該波波長大于2 m ，求這列波可能的波速． 若波由B向A傳播，A點比B點晚振動時間Δt＝nT＋T(n＝0,1,2,3，…) 所以A、B間的距離Δs＝nλ＋λ(n＝0,1,2,3，…)，則波長λ＝＝

14、 因為λ＞2 m，所以n＝0或1，當n＝0時，λ1＝16 m，v1＝40 m/s 當n＝1時，λ2＝ m，v2＝ m/s. 3．(2015·東北三校聯(lián)考)一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波的圖象如圖所示，經(jīng)0.1 s，質點M第一次回到平衡位置，求： (1)波傳播的速度； (2)質點M在1.2 s內(nèi)走過的路程。 【答案】(1)1 m/s　(2)0.8 m 【名師解析】(1)波沿x軸正方向傳播，當x＝0處的狀態(tài)傳到M點時，M第一次回到平衡位置，此過程中波傳播的距離為Δx＝0.1 m 則波速為v＝＝ m/s＝1 m/s 4．(2016·貴州六校聯(lián)考)如圖所示為波源

15、O振動1.5 s時沿波的傳播方向上部分質點振動的波形圖，已知波源O在t＝0時開始沿y軸負方向振動，t＝1.5 s時它正好第二次到達波谷，問： (1)何時x＝5.4 m的質點第一次到達波峰？ (2)從t＝0開始至x＝5.4 m的質點第一次到達波峰這段時間內(nèi)，波源通過的路程是多少？ 【答案】(1)11.7 s　(2)1.95 m 【名師解析】　(1)由圖知λ＝60 cm＝0.6 m 由題知1.5 s＝1T，所以T＝＝1.2 s x＝5.4 m處的質點距波源有n＝＝＝9(個) 即波源O經(jīng)t1＝9 T＝10.8 s 傳到此點，此點第一次到達波峰還需t2＝ T＝0.9 s， 共用時

16、間t＝t1＋t2＝11.7 s。 (2)由(1)知從t＝0開始至x＝5.4 m的質點第一次到達波峰經(jīng)歷的時間為11.7 s，即歷時9T 所以s源＝4A×9＋3A＝39A＝1.95 m。 5．(10分)一彈簧豎直懸掛一個質量為m的木塊，當木塊處于平衡狀態(tài)時，用力F緩慢向下拉木塊使之向下移動距離d，然后松開手，木塊做簡諧運動． ①當木塊正好經(jīng)過平衡位置向下運動時，某同學開始觀察木塊的振動過程，該同學發(fā)現(xiàn)經(jīng)過1 s后木塊第一次回到平衡位置．已知d＝4 cm，取豎直向上為正方向，請在圖甲中將該同學觀察到的木塊的振動過程用振動圖象描述出來．另一位同學在該同學觀察7 s后開始計時，請在圖乙中畫

17、出后一位同學觀察的振動圖象．(請至少畫出一個周期) ②如果由于該木塊的振動，在水面形成機械波，7 s內(nèi)傳播了7 m，則該波的波長是多少？ 【名師解析】①圖象如圖所示 ②因為水波在7 s內(nèi)傳播了7 m， 所以波速為v＝ m/s＝1 m/s， 又由圖象得T＝2 s， 根據(jù)v＝，所以λ＝2 m 6．(10分)如圖所示為沿波的傳播路徑上A、B兩個質點從某時刻開始計時的振動圖象，A、B平衡位置的距離為5 m，波從A傳播到B所用的時間不足一個周期，求： ①圖中B質點的振動方程； ②波從A傳播到B所用的時間及波傳播的速度大小． 即A、B兩質點平衡位置的距離為λ 波從A傳播到B所用的時間為t＝T＝2 s 波傳播的速度v＝＝ m/s＝2.5 m/s 13