（新課改省份專用）2020版高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測（四十二）機械波（含解析）.doc

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課時跟蹤檢測（四十二） 機 械 波 [A級——基礎小題練熟練快] 1．(多選)下列關于兩列波相遇時疊加的說法中正確的是(　　) A．相遇之后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強 B．相遇之后，兩列波的振動情況與相遇前完全相同 C．在相遇區(qū)域，任一點的總位移等于兩列波分別在該點引起的位移的矢量和 D．幾個人在同一房間說話，相互間聽得清楚，這說明聲波在相遇時互不干擾 解析：選BCD　兩列波相遇時，每一列波引起的振動情況都保持不變，而質點的振動情況由兩列波共同作用的結果決定，故A錯誤，B、C正確；幾個人在同一房間內說話，發(fā)出的聲波在空間中相互疊加后，每列波的振幅和頻率并不改變，所以聲波傳到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所說的話，故D正確。 2．(多選)(2016全國卷Ⅰ改編)某同學漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近。該同學發(fā)現從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15 s。下列說法正確的是(　　) A．水面波是一種機械波 B．該水面波的頻率為6 Hz C．該水面波的波長為3 m D．水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳播時能量不會傳遞出去 解析：選AC　水面波是一種機械波，說法A正確。根據題意得周期T＝ s＝ s，頻率f＝＝0.6 Hz，說法B錯誤。波長λ＝＝ m＝3 m，說法C正確。波傳播過程中，傳播的是振動形式，能量可以傳遞出去，說法D錯誤。 3.(多選)一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖如圖所示。若波沿x軸正方向傳播，且傳播速度為20 m/s，則下列說法正確的是(　　) A．這列波的周期是0.2 s B．圖中質點A沿y軸正方向運動 C．圖中質點A經0.1 s沿x軸正方向移動2 m D．圖中質點A經0.1 s通過的路程為0.2 m 解析：選AD　由題圖可知，λ＝4 m，根據v＝，代入數據解得T＝0.2 s，故A正確；根據“上下坡”法和波的傳播方向可知，A質點處于上坡，所以振動方向向下，故B錯誤；質點不會隨波遷移，故C錯誤；經0.1 s即半個周期，質點通過的路程為2A，即為0.2 m，故D正確。 4．(多選)(2019蘭州模擬)如圖所示，A、B兩處為在同一均勻介質中且振動頻率均為f的振源，兩振源的振動步調完全相同，O點為兩振源連線的中點。已知兩振源在該介質中形成的機械波的振幅均為A、波速均為v，AB＝a，兩振源的振動方向與初相位均相同。下列說法正確的是(　　) A．當O點開始振動后其振動頻率等于振源的振動頻率f B．當O點開始振動后其振動頻率等于振源的振動頻率2f C．當O點開始振動后其振幅等于2A D．當兩振源之間的距離a＝n(n＝1,2,3，…)時，O點開始振動后其振幅一定小于2A 解析：選AC　在機械波傳播的過程中，各質點的振動頻率均等于振源的振動頻率，即當O點開始振動后其振動頻率等于振源的振動頻率f，A正確、B錯誤；由疊加原理可知，當O點開始振動后振幅應等于兩列機械波的振幅之和，即為2A，C正確；因為O點為兩振源連線的中點，到兩振源的距離差等于零，因此O點為振動加強點，其振幅始終為2A，D錯誤。 5．(多選)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t＝0時刻的波形如圖1所示，圖1中某質點的振動圖像如圖2所示。下列說法正確的是(　　) A．該波的波速為2 m/s B．圖2表示質點S的振動圖像 C．t＝16 s時質點R的位移最大 D．質點Q經過1 s沿x軸正方向移動2 m 解析：選AC　由題圖1讀出波長λ＝8 m，由題圖2讀出周期T＝4 s，則該波的波速：v＝＝2 m/s，選項A正確；如果圖2是質點S的振動圖像，由題圖2知，t＝0時刻質點S經過平衡位置向上振動，由題圖1知，t＝0時刻質點S經過平衡位置向下振動，選項B錯誤；t＝16 s＝4T，所以t＝16 s時質點R的位移與開始時的位移相同，為負的最大值，選項C正確；橫波中，各質點振動的方向與波的傳播方向垂直，所以不可能沿x軸的方向運動，選項D錯誤。 6.(多選)(2018六安二模)如圖所示為一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，經過時間t＝3 s時，P點振動狀態(tài)與Q點完全相同。已知該列波的振動周期T>2 s，則下列說法中正確的是(　　) A．該列波的波長為4 m B．該列波的振動周期為4 s C．該列波的波速為1 cm/s D．t＝3 s時，Q點加速度沿y軸的負方向 解析：選BC　由題意可知：nT＋T＝3 s，所以T＝，又由于T>2 s，所以n只能取0，此時T＝4 s，故B正確；由題給圖像可知，λ＝4 cm，故A錯誤；根據公式v＝＝ cm/s＝1 cm/s，故C正確；t＝3 s時，質點Q處于波谷位置，所以Q點加速度沿y軸的正方向，故D錯誤。 [B級——保分題目練通抓牢] 7.(多選)如圖所示，沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為100 m/s。下列說法中正確的是(　　) A．圖示時刻質點b的加速度正在減小 B．從圖示時刻開始，經過0.03 s，質點a通過的路程為0.6 m C．從圖示時刻開始，再經過0.005 s質點b恰好到達波谷 D．若此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現象，則該波所遇到的波的頻率為25 Hz 解析：選BD　由于波向x軸正方向傳播，根據“上下坡”法，知道b質點向下振動，加速度正在增大，故A錯誤；由題知周期為T＝＝ s＝0.04 s，從圖示時刻開始，經過0.03 s，即個周期，質點a通過的路程為3個振幅，即0.6 m，故B正確；從圖示時刻開始，b質點向下振動，做加速度增大的減速運動，故經過t＝＝0.005 s，b質點仍未到達波谷，故C錯誤；此波的頻率為f＝＝25 Hz，故若此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現象，則該波所遇到的波的頻率為25 Hz，故D正確。 8．(多選)一列簡諧橫波，在t＝0.6 s時刻的圖像如圖甲所示，此時，P、Q兩質點的位移均為－1 cm，波上A質點的振動圖像如圖乙所示。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，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 解析：選ABD　由題圖乙讀出t＝0.6 s時刻質點A的速度方向沿y軸負方向，由題圖甲判斷出波的傳播方向為沿x軸正方向，A正確；由題圖甲讀出該波的波長為λ＝20 m，由題圖乙知周期為T＝1.2 s，則波速為v＝＝ m/s＝ m/s，B正確；Δt＝0.6 s＝0.5T ，質點做簡諧運動時，在一個周期內質點A通過的路程是4倍振幅，則經過Δt＝0.6 s，A質點通過的路程是s＝2A＝22 cm＝4 cm，C錯誤；題圖甲中圖示時刻質點P沿y軸正方向運動，質點Q沿y軸負方向運動，所以質點P比質點Q早回到平衡位置，由題圖甲知，P與Q的相位差Δφ＝π，相差時間Δt′＝T＝0.4 s，D正確。 9．(多選)(2018連云港聯考)如圖所示，某均勻介質中有兩列簡諧橫波A和B同時沿x軸正方向傳播足夠長的時間，在t＝0時刻兩列波的波峰正好在x＝0處重合。下列說法正確的是(　　) A．t＝0時刻x＝0處質點的振動位移為40 cm B．兩列波的頻率之比為fA∶fB＝2∶1 C．t＝0時刻一定存在振動位移為－30 cm的質點 D．t＝0時刻x軸正半軸上到原點最近的另一波峰重合處的橫坐標為x＝7.5 m 解析：選AC　兩列波疊加，t＝0時刻x＝0處的質點的振動位移為兩列波的振幅之和，為40 cm，選項A正確；根據波形圖，A波的波長為3 m，B波的波長為5 m，兩列波在同一介質中傳播，波速相同，由λ＝可知兩列波的頻率之比為fA∶fB＝λB∶λA＝5∶3，選項B錯誤；由于質點的振動位移等于同一時刻同一質點分別在兩列波中振動的位移之和，所以t＝0時刻一定存在振動位移為－30 cm的質點，故選項C正確；兩列波波長最簡整數比為3∶5,3和5的最小公倍數為15，所以t＝0時刻x軸正半軸到原點最近的另一波峰重合處的橫坐標為x＝5λA＝15 m，則選項D錯誤。 10.(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播，以波源O由平衡位置開始振動為計時零點，質點P的振動圖像如圖所示，已知O、P的平衡位置相距0.9 m。以下判斷正確的是(　　) A．波長為4 m B．波源起振方向沿y軸正方向 C．波速大小為0.3 m/s D．質點P的動能在t＝4 s時最小 解析：選BCD　據波的傳播特點，各質點的起振方向與波源的起振方向相同；根據題給圖像可知，P點的起振方向沿y軸的正方向，所以波源起振方向沿y軸正方向，故B正確。根據題給圖像可知，P比波源晚振動3 s，其周期為4 s，所以波速為v＝＝ m/s＝0.3 m/s，由波速公式得：λ＝vT＝0.34 m＝1.2 m，故A錯誤，C正確。質點P在t＝4 s時到達波峰，速度為零，則動能最小，故D正確。 [C級——難度題目適情選做] 11．(多選)如圖所示為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1 m處的質點，Q是平衡位置為x＝4 m處的質點，若質點Q相繼出現兩個波峰的時間間隔為4 s，則下列說法正確的是(　　) A．該波的傳播速度v＝2 m/s B．從圖示計時，若P點比Q先到達波峰，則波的傳播方向沿x軸正方向 C．P、Q兩質點的振動方向總是相反 D．若波沿x軸負向傳播，從圖示計時，至少再經過1.75 sP、Q兩質點的位移才能相同 解析：選AD　由題意知，質點Q相繼出現兩個波峰的時間間隔為4 s，所以波的周期T＝4 s，由波形圖知，波長λ＝8 m，所以波速v＝＝2 m/s，故A正確；從圖示計時，若P點比Q先到達波峰，則此時P點向上振動，所以波沿x軸負方向傳播，所以B錯誤；由題圖知，P、Q之間的距離小于半個波長，所以振動方向有相同的時候，C錯誤；若波沿x軸負方向傳播，在Q點右側相距3 m、位移相同的兩質點的振動形式分別傳播到P、Q時，P、Q的位移相同，距離Q點最近的分別是4.5 m、7.5 m，即當7.5 m處質點的振動形式傳播到Q點時，4.5 m處質點的振動形式剛好傳播到P點，此時P、Q兩質點的位移第一次相同，用時t1＝＝ s＝1.75 s，所以D正確。 12．(2018江蘇高考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在x＝0和x＝0.6 m 處的兩個質點A、B的振動圖像如圖所示。已知該波的波長大于0.6 m，求其波速和波長。 解析：由圖像可知，周期T＝0.4 s 由于波長大于0.6 m，而A、B間的距離Δx＝0.6 m，可知， 波從A到B的傳播時間Δt＝0.3 s 波速v＝，代入數據得v＝2 m/s， 波長λ＝vT，代入數據得λ＝0.8 m。 答案：2 m/s　0.8 m 13．(2019中山調研)如圖甲所示，在均勻介質中P、Q兩質點相距d＝0.4 m，質點P的振動圖像如圖乙所示。已知t＝0時刻，P、Q兩質點都在平衡位置，且P、Q之間只有一個波峰。求： (1)波的傳播速度； (2)質點Q下一次出現在波谷的時間。 解析：(1)由題圖乙可得該波的周期T＝0.2 s。 若P、Q間沒有波谷，P、Q間距離等于半個波長， 即λ＝0.8 m，波速v＝＝4 m/s； 若P、Q間有一個波谷，P、Q間距離等于一個波長， 即λ＝0.4 m，波速v＝＝2 m/s； 若P、Q間有兩個波谷，則λ＝0.4 m，即λ＝ m， 波速v＝＝ m/s。 (2)t＝0時刻，質點P向下振動，經過0.05 s到波谷處，經過0.15 s到波峰處 若P、Q間距為一個波長，P、Q同時出現在波谷處，則質點Q下一次出現在波谷的時間是t＝0.05 s 若P、Q間距為半波長的1倍或3倍，質點Q在波谷時，質點P在波峰，則質點Q下一次出現在波谷的時間是t＝0.15 s。 答案：(1)4 m/s、2 m/s或 m/s　(2)0.05 s或0.15 s