2020版高考物理大一輪復習 基礎課2 機械波訓練(含解析)教科版選修3-4.doc
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基礎課2 機械波 一、選擇題(以下每小題均為多項選擇題) 1.(2017沈陽質量監(jiān)測)如圖1是水面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況,以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰(實線)和波谷(虛線);S1的振幅A1=4 cm,S2的振幅A2=3 cm,則下列說法正確的是( ) 圖1 A.質點D是振動減弱點 B.質點A、D在該時刻的高度差為14 cm C.再過半個周期,質點B、C是振動加強點 D.質點C的振幅為1 cm E.質點C此刻以后將向下振動 解析 由圖像可知,D點為兩波谷相遇應該是加強點,選項A錯誤;此時A點在加強后的最高點,D點在加強后的最低點,由合成疊加關系可知A、D質點在該時刻的高度差為14 cm,選項B正確;由于兩波的頻率相等,疊加后會形成穩(wěn)定的干涉圖像,所以A、D點始終是加強點,B、C點始終是減弱點,選項C錯誤;質點C為減弱點,振幅為兩振幅之差,為1 cm,選項D正確;由題意可知此時質點C將向下振動,選項E正確。 答案 BDE 2.如圖2所示是一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,圖中質點P正沿y軸正方向運動,此波的傳播速度為v=4 m/s,則( ) 圖2 A.此波沿x軸正方向傳播 B.質點P的振動周期為T=1.0 s C.x=1.0 m處質點做簡諧運動的表達式為y=5cos(4t) cm D.x=1.0 m處質點在0~2.5 s內通過的路程為50 cm E.t=0.25 s時,x=2.0 m處質點有最大正向加速度 解析 因質點P正沿y軸正方向運動,由“上下坡法”知波沿x軸正方向傳播,A對;由題圖知波長為λ=4 m,由λ=vT知各質點振動周期為T=1.0 s,B對;由題圖知x=1.0 m 處質點做簡諧運動的表達式為y=5cos(2πt) cm,C錯;t=2.5 s=2.5T,所以x=1.0 m處質點在0~2.5 s內通過的路程為s=2.54A=50 cm,D對;t=0.25 s=時,x=2.0 m處質點正處于波峰,具有最大負向加速度,E錯。 答案 ABD 3.如圖3甲所示,一水平放置的繩子上的五個質點A、B、C、D、E間隔都為1 m,從t=0時刻開始,質點C開始向上振動,并依次帶動各點振動起來,其中質點C的振動圖像如圖乙所示,t=1 s時質點B剛開始振動,則( ) 圖3 A.B、D兩質點的振動步調始終相反 B.當質點A第一次到達負的最大位移處時,質點C通過的路程為25 cm C.波速為v=1 m/s D.若質點C的振動頻率變大,則波的傳播速度變大 E.質點A處于正的最大位移處時,質點E也處于正的最大位移處 解析 根據對稱性,B、D兩質點振動步調始終一致,故A錯誤;質點A起振方向與質點C起振方向相同,質點A第一次到達負的最大位移處,需振動T的時間,而波由質點C傳到質點A的時間為T,則質點C通過的路程為s=5A=25 cm,故B正確;波速v=1 m/s,C正確;波速由介質的性質決定,故D錯誤;根據對稱性,A、E兩質點的振動情況完全相同,故E正確。 答案 BCE 4.圖4甲是一列簡諧橫波在某一時刻的波的圖像,圖乙是x=2 m處的質點從該時刻開始計時的振動圖像,a、b是介質中兩個質點,下列說法正確的是( ) 圖4 A.質點a振動的周期為2 s B.這列波的波速是2 m/s C.這列波沿x軸負方向傳播 D.8 s內質點b通過的路程是40 cm E.質點a比質點b先回到平衡位置 解析 由題圖知,此波的波長λ=8 m,周期T=4 s,所以波速v==2 m/s,選項B正確,A錯誤;質點振幅為5 cm,一個周期內通過的路程為20 cm,8 s=2T,8 s內質點通過的路程是40 cm,選項D正確;由振動圖線可知t=0時刻,x=2 m處的質點向上振動,所以波沿x軸正方向傳播,選項C錯誤;因為此時質點a振動方向向上,質點b振動方向向下,所以質點a比質點b先回到平衡位置,選項E正確。 答案 BDE 5.(2017湖北黃岡調研)一列自右向左傳播的簡諧橫波,在t=0時刻的波形圖如圖5所示,此時坐標為(1,0)的質點剛好開始運動,在t=0.3 s時刻,質點P在t=0時刻后首次到達波峰位置,質點Q的坐標是(-3,0),則下列說法正確的是( ) 圖5 A.在t=0時刻,質點P的速度方向沿y軸負方向 B.這列波的傳播速度為 m/s C.在0~0.3 s時間內,質點A運動的路程為0.03 m D.在t=0.5 s時刻,質點Q首次到達波峰位置 E.這列波的波源起振方向沿y軸正方向 解析 根據t=0時刻的波形圖,可知波長λ=4 cm,在t=0時刻質點P沿y軸負方向運動,質點P的速度方向沿y軸負方向,選項A正確;在t=0.3 s時,質點P在t=0時刻后首次到達波峰位置,說明波動周期T=0.4 s,這列波的傳播速度為v==10 cm/s=0.1 m/s,選項B錯誤;在0~0.3 s時間,即T時間內,質點A運動的路程為3個振幅,即38 cm=24 cm=0.24 m,選項C錯誤;在t=0.5 s時,波沿x軸負方向傳播了5 cm,質點Q首次到達波峰位置,選項D正確;根據波形圖和傳播方向可知,這列波的波源起振方向沿y軸正方向,選項E正確。 答案 ADE 二、非選擇題 6.(2016沈陽質量監(jiān)測)一列簡諧橫波,沿波的傳播方向依次有P、Q兩點,平衡位置相距5.5 m,其振動圖像如圖6甲所示,實線為P點的振動圖像,虛線為Q點的振動圖像。 圖6 (1)圖乙是t=0時刻波形的一部分,若波沿x軸正向傳播,試在給出的波形上用黑點標明P、Q兩點的位置,并寫出P、Q兩點的坐標(橫坐標用λ表示); (2)求波的最大傳播速度。 解析 (1)P、Q兩點的位置如圖所示,其坐標為 P(0,0)、Q(,5 cm) (2)由題圖甲可知,該波的周期 T=1 s 由P、Q的振動圖像可知,P、Q之間的距離是 s=(n+)λ=5.5 m 當n=0時,λ有最大值6 m 此時對應波速最大,v==6 m/s。 答案 (1)P(0,0)、Q(,5 cm) (2)6 m/s- 配套講稿:
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