(課標(biāo)通用)高考物理一輪復(fù)習(xí) 14 波與相對(duì)論 第二節(jié) 機(jī)械波針對(duì)訓(xùn)練(含解析)-人教版高三全冊(cè)物理試題

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1、第二節(jié) 機(jī)械波 1.(多選)兩列振動(dòng)方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡(jiǎn)諧橫波相遇.下列說(shuō)法正確的是( ?。? A.波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為|A1-A2| B.波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移始終為A1+A2 C.波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移 D.波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅 解析:兩列振動(dòng)方向相同的相干波相遇疊加,在相遇區(qū)域內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)仍做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)位移在0到最大值之間,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;在波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)振幅為兩波振幅之差,在波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)振幅為兩波振幅之和,故選項(xiàng)A、D正確. 答案:AD

2、2.如圖14-2-25甲所示,某均勻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一條直線上,相鄰兩點(diǎn)間距離為d.質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始振動(dòng)時(shí)速度方向豎直向上,振動(dòng)由此開(kāi)始向右傳播.經(jīng)過(guò)時(shí)間t,前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形成如圖14-2-25乙所示的波形.關(guān)于該波的周期與波長(zhǎng)說(shuō)法正確的為(  ) 圖14-2-25 A.t,9d B.t,8d C.t,9d D.t,8d 解析:根據(jù)振動(dòng)的周期性和波的傳播特點(diǎn)可知,質(zhì)點(diǎn)13此時(shí)的振動(dòng)方向向下,而波源的起振方向向上,所以從質(zhì)點(diǎn)13算起,需要再經(jīng)時(shí)間振動(dòng)的方向才能向上,即與波源的起振方向相同,圖上還有半個(gè)波長(zhǎng)的波沒(méi)有畫(huà)出,設(shè)周期為T,則t=T+

3、=2T,即T=;相鄰波峰(或波谷)間的距離等于波長(zhǎng),由題意知波長(zhǎng)為8d,故D正確. 答案:D 圖14-2-26 3.(多選)在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其表達(dá)式為y=5sin,它在介質(zhì)中形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻波剛好傳播到x=12 m處,波形圖象如圖14-2-26所示,則(  ) A.此后再經(jīng)6 s該波傳播到x=24 m處 B.M點(diǎn)在此后第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向 C.波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向 D.此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y=-3 m處所需的時(shí)間是2 s 解析:由題中波的圖象可知,該波的波長(zhǎng)λ=8 m,由波源簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式y(tǒng)=5s

4、int(m) 可知,ω=rad/s,周期T==4 s,波速v==2 m/s.此后再經(jīng)6 s,該波再向前傳播的距離s=vt=2×6 m=12 m,即再經(jīng)6 s,該波傳播到x=12 m+12 m=24 m處,選項(xiàng)A正確.題中波的圖象上此時(shí)M點(diǎn)向下振動(dòng),在此后的第3 s 末的振動(dòng)方向沿y軸正方向,選項(xiàng)B正確.由題圖為某時(shí)刻波剛好傳播到x=12 m時(shí)的波的圖象可知,波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸正方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.題圖中M點(diǎn)振動(dòng)方向向下,此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y=-3 m處所需的時(shí)間小于半個(gè)周期,即小于2 s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:AB 4.平衡位置處于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源S在y軸上振動(dòng),產(chǎn)生頻率為50 Hz

5、的簡(jiǎn)諧橫波向x軸正、負(fù)兩個(gè)方向傳播,波速均為100 m/s.平衡位置在x軸上的P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)隨波源振動(dòng)著,P、Q的x軸坐標(biāo)分別為xP=3.5 m、xQ=-3 m.當(dāng)S位移為負(fù)且向-y方向運(yùn)動(dòng)時(shí),P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的( ?。? A.位移方向相同、速度方向相反 B.位移方向相同、速度方向相同 C.位移方向相反、速度方向相反 D.位移方向相反、速度方向相同 解析:由題可知,波動(dòng)周期為T==s=0.02 s,波長(zhǎng)λ=vT=2 m,則xQ=3 m=1λ,因此Q質(zhì)點(diǎn)與S質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)完全相反,當(dāng)S質(zhì)點(diǎn)位移為負(fù),且向-y 方向運(yùn)動(dòng)時(shí),Q質(zhì)點(diǎn)的位移為正,且向+y方向運(yùn)動(dòng),兩質(zhì)點(diǎn)位移大小相等;xP=3.5 m=1

6、λ,則P質(zhì)點(diǎn)的位移也一定為負(fù),但沿+y方向運(yùn)動(dòng),因此P質(zhì)點(diǎn)和Q質(zhì)點(diǎn)的位移方向相反,速度方向相同.D項(xiàng)正確,A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案:D 5.如圖14-2-27所示,一簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形是圖中實(shí)線,在t1=0.2 s時(shí)的波形是圖中虛線,P為介質(zhì)中x=4 m處的質(zhì)點(diǎn),則( ?。? 圖14-2-27 A.該波一定沿x軸正方向傳播 B.該波的傳播速度可能為5 m/s C.從t=0開(kāi)始,質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過(guò)0.2 s沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)1 m D.t=0.4 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位置y=4 cm 解析:當(dāng)波向左傳播時(shí),傳播的距離x=nλ+λ=4n+3,0.2 s=nT+T,波速v=(20n+15)m/s,T=(n=0,1,2,3,…).當(dāng)波向右傳播時(shí),傳播的距離x=nλ+λ=4n+1,0.2 s=nT+T,波速v=(20n+5)m/s,T=(n=0,1,2,3,…).由于波傳播方向的不確定性,所以據(jù)波形圖與時(shí)間無(wú)法判斷該波的傳播方向,故A錯(cuò)誤;據(jù)以上分析可知,當(dāng)波向右傳播時(shí),該波的波速可能為5 m/s,故B正確;據(jù)波傳播特點(diǎn)可知,各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,而是在平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;據(jù)波的圖象可知,t=0.4 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位置y=0,故D錯(cuò)誤. 答案:B

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