2020版高考物理大一輪復習 基礎(chǔ)課2 機械波訓練（含解析）教科版選修3-4.doc

基礎(chǔ)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(zhì)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(zhì)點D是振動減弱點 B．質(zhì)點A、D在該時刻的高度差為14 cm C．再過半個周期，質(zhì)點B、C是振動加強點 D．質(zhì)點C的振幅為1 cm E．質(zhì)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(guān)系可知A、D質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)點P的振動周期為T＝1.0 s C．x＝1.0 m處質(zhì)點做簡諧運動的表達式為y＝5cos(4t) cm D．x＝1.0 m處質(zhì)點在0～2.5 s內(nèi)通過的路程為50 cm E．t＝0.25 s時，x＝2.0 m處質(zhì)點有最大正向加速度 解析　因質(zhì)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(zhì)點振動周期為T＝1.0 s，B對；由題圖知x＝1.0 m 處質(zhì)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(zhì)點在0～2.5 s內(nèi)通過的路程為s＝2.54A＝50 cm，D對；t＝0.25 s＝時，x＝2.0 m處質(zhì)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(zhì)點A、B、C、D、E間隔都為1 m，從t＝0時刻開始，質(zhì)點C開始向上振動，并依次帶動各點振動起來，其中質(zhì)點C的振動圖像如圖乙所示，t＝1 s時質(zhì)點B剛開始振動，則(　　) 圖3 A．B、D兩質(zhì)點的振動步調(diào)始終相反 B．當質(zhì)點A第一次到達負的最大位移處時，質(zhì)點C通過的路程為25 cm C．波速為v＝1 m/s D．若質(zhì)點C的振動頻率變大，則波的傳播速度變大 E．質(zhì)點A處于正的最大位移處時，質(zhì)點E也處于正的最大位移處 解析　根據(jù)對稱性，B、D兩質(zhì)點振動步調(diào)始終一致，故A錯誤；質(zhì)點A起振方向與質(zhì)點C起振方向相同，質(zhì)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(zhì)點C傳到質(zhì)點A的時間為T，則質(zhì)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(zhì)的性質(zhì)決定，故D錯誤；根據(jù)對稱性，A、E兩質(zhì)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(zhì)點從該時刻開始計時的振動圖像，a、b是介質(zhì)中兩個質(zhì)點，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．質(zhì)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(nèi)質(zhì)點b通過的路程是40 cm E．質(zhì)點a比質(zhì)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(zhì)點振幅為5 cm，一個周期內(nèi)通過的路程為20 cm，8 s＝2T，8 s內(nèi)質(zhì)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(zhì)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(zhì)點a振動方向向上，質(zhì)點b振動方向向下，所以質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置，選項E正確。 答案　BDE 5．(2017湖北黃岡調(diào)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(zhì)點剛好開始運動，在t＝0.3 s時刻，質(zhì)點P在t＝0時刻后首次到達波峰位置，質(zhì)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(zhì)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(nèi)，質(zhì)點A運動的路程為0.03 m D．在t＝0.5 s時刻，質(zhì)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(jù)t＝0時刻的波形圖，可知波長λ＝4 cm，在t＝0時刻質(zhì)點P沿y軸負方向運動，質(zhì)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(zhì)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(nèi)，質(zhì)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(zhì)點Q首次到達波峰位置，選項D正確；根據(jù)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(zhì)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