高三物理一轮复习随堂检测机械波(3-4-1-2)新人教版

1、第2讲机械波图 12141 (1)同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图1 2 14 所示，以下说法正确的是_.A声波在水中波长较大，b 是水中声波的波形曲线B声波在空气中波长较大，b 是空气中声波的波形曲线C水中质点振动频率较高，a 是水中声波的波形曲线D空气中质点振动频率较高，a 是空气中声波的波形曲线(2) 一列简谐横波沿x 负方向传播，速度为10 m/s，已知 t 0 时刻的波形图如图1 2 15 甲所示图中P 点此时正经过平衡位置沿_方向运动，将t 0.5 s 时的波形图画在图12 15 乙上 (至少要画一个半波长)图 1215解析： (1) 因声波的波速在水中

2、较空气中快，而波的频率等于振源的振动频率，则声波在水和空气中传播的频率相同，再由 v f知，声波在水中传播的波长长答案： (1)A(2) y 轴正如右图2 (1)如图 1 2 16 所示，是用a、 b 两束不同频率的光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上用照相底片感光得到的干涉图样，其中图甲是用a 光照射时形成的，图乙是用 b 光照射时形成的则关于a、 b 两束光，下述正确的是()图 1216- 1 -A a 光的波长比b 光短，频率比b 光高B b 光的波长比a 光短，频率比a 光高C b 光比 a 光衍射现象更明显D a 光比 b 光衍射现象更明显(2) 在均匀介质中，各质点的

3、平衡位置均在同一直线上，图中正方形方格的边长均为 1.5 cm.波源在坐标原点处， t 0 时波源开始向 y 轴负方向振动， 如图 1 2 17 为 t 0 时刻的波动图象，经过 0.24 s 时间第三次形成如图所示波形，则此波的周期T 和波速 v 分别为多大？图 1217解析： (1)b 光的干涉条纹间距比a 光小，由xLd可知 b 光的波长比a 光短，频率比 a 光高，选项 A 错误；选项B 正确；波长越长，衍射现象越明显，选项C 错误；选项D 正确(2) 又 t 0 时波源开始向y 轴负方向振动，经过0.24 s 时间第三次形成如图所示波形，所以t 3T， T 0.24/3 s 0.08

4、 s图中正方形方格的边长均为1.5 cm，波长为 8× 1.5 cm，所以波速 v /T 1.5 m/s.答案： (1)BD(2)0.08 s1.5 m/s图 12183. 如图 1 2 18 所示为一列简谐波在t1 0 时刻的图象此时波中质点M 的运动方向沿y 轴负方向，且t2 0.55 s 时质点 M 恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大位移处试求：(1) 此波沿什么方向传播？(2) 波速是多大？(3) 从 t1 0 至 t3 1.2 s，质点 N 运动的路程和 t3 时刻相对于平衡位置的位移分别是多少？解析： (1) 此波沿 x 轴负方向传播(2)在 t1 0 到 t2 0.5

5、5 s 这段时间时，质点M 恰好第 3 次到达沿y 轴正方向的最大位移处，则3有： (2 4)T 0.55 s，得 T 0.2 s.由图象得简谐波的波长为 0.4 m ，则波速v T 2 m/s.(3) 在 t1 0 至 t3 1.2 s 这段时间，波中质点 N 经过了 6 个周期，即质点 N 回到始点，所以走过的路程为 s 6× 5× 4 cm 120 cm.相对于平衡位置的位移为 2.5 cm.- 2 -答案： (1) 沿 x 轴负方向(2)2 m/s(3)120 cm2.5 cm4振幅 A 2 cm， f 50 Hz 的横波沿x 正方向传播，波源在坐标原点O 处，从

6、t 0 开始振动，已知在 t 0.5 s 末，此波传到距波源O 为 x 10 m 处的 P 点，并且 P 点向 y 方向开始振动 求：(1) 该波的波速、波长(2) 画出 t1 0.4 s 末的波形图(3) 画出距波源 O 为 x2 5 m 处 Q 点的振动图象解析： (1) 周期 T 1/f 0.02 s波速 v x/t 20 m/s波长 v T 0.4 m.(2) t1 0.4 s 末，波传到距波源 x1v t1 8 m 处，由于各点开始振动的方向相同，故该点也开始由平衡位置向y 方向振动由于x120，故该时刻波源O 刚好过平衡位置向y 方向振动则t1 0.4 s 末的波形图如上图所示(3

7、) 波传到 Q 点需用时间t x2/ v 0.25 sQ 点做简谐运动的周期T 0.02 s，开始振动的方向也为y 方向， 故画出如图所示的距波源O为 x2 5 m 处 Q 点的振动如下图所示答案： (1)20 m/s0.4 m(2)见解析(3)图 12195如图 1 2 19 所示，甲为某一列简谐波t t0 时刻的图象， 乙是这列波上P 点从这一时刻起的振动图象，试讨论：(1) 波的传播方向；并求其波速(2) 画出经过2.3 s 后波的图象，并求0 2.3 s 内 P 质点的位移和路程- 3 -解析： (1)根据振动图象可以判断P 质点在 t t0 时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，由此可

8、确定波沿 x 轴正向传播 由 t t0 时该波的图象可知 2.0 m ，根据 v f，波传播的频率与波源振动频率相同，而波源振动的频率与介质中各质点振动频率相同，由P 质点的振动图象11可知， fT 0.4 Hz 2.5 Hz ，所以 v 2.0× 2.5 m/s 5.0 m/s.(2)由于T，所以3，波形重复5次再沿x轴推进3个波长，经过 2.3 s 后波的图0.4 s2.3 s 54T4象如下图所示， P 质点的位移为10 cm，路程 s 4A× 5 3A 23A 2.3 m.答案： (1) 沿 x 轴正向5.0 m/s(2)10 cm2.3 m1.如图 1 220 所

9、示， O 是波源， a、 b、 c、 d 是波传播方向上各质点的平衡位置，且Oa ab bc cd0.6 m ，开始各质点均静止在平衡位置， t 0 时波源 O 开始向上做简谐运动，振幅是 0.02 m，波沿 Ox 方向传播，波长是 1.6 m ，当波源 O 点振动了一段时间 t1，其经过的路程是 0.1 m ，在 t1 时刻，各质点运动的方向是 ( 填向上、向下或未振动 )a 质点 _， b 质点 _， c 质点 _， d 质点 _图 1220解析：O 点在 t时间的路程是5.0 A，因质点每个周期振动4A，所以t15.0A1.25 T，10.1 m4A此时 O 点位于正最大位移处，对应图形

10、如图所示可以判断 a 质点向上振， b 质点向下振， c 质点向上振， d 质点此时刻未振动，速度为零答案： 向上 向下 向上 未振动2 (1)摆长为 L 的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取 t 0)，当运动至t3L 时，摆球2g具有负向最大速度，则单摆的振动图象为下图中的()(2) 图 1 2 21 为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t 0 时刻的波形图，虚线为t0.6 s 时的波形图，波的周期T>0.6 s，则 ()- 4 -图 1221A波的周期为2.4 sB在 t 0.9 s 时， P 点沿 y 轴正方向运动C经过 0.4 s， P 点经过的路程为4 mD在 t 0

11、.5 s 时， Q 点到达波峰位置解析： (1) 单摆的摆长为 L，其做简谐运动的周期 T 2L，从 t 0 到 t3L时，运动g2g33的时间为 4T ，此时摆球具有负向最大速度，即摆球正在平衡位置向负方向运动，显然，4T 前摆球应在负向最大位移处，即摆球在负向最大位移处开始计时的，单摆的振动图象应为D.从两时刻的波形图可以看出，在时间内，波传播的距离3(2)0.6 s 6 m，故传播时tx43T间t 4 0.6 s，周期 T 0.8 s，A 项错误； 同时可求波速为10 m/s；t 0 时刻 P 点向 y 轴负1方向振动，经过t 0.9 s 18T，P 点正向 y 轴负方向振动， B 项错

12、误；经过 t0.4 s，即半个周期， P 点经过的路程为 2A 0.4m， C 项错误；经过 t 0.5s，波向 x 轴负方向平移x v t 5 m，可知 Q 点处于波峰， D 项正确答案： (1)D (2)D3如图1 2 22 所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A、 B、 C、 D为绳上等间隔的点，点间间隔为 50 cm.现用手拉着绳子的端点 A 使其上下振动，若 A 点开始向上振动，经 0.1 s 第一次达到最大位移时， C 点恰好开始振动则：图 1222(1) 绳子形成的向右传播的横波速度为多大？(2) 从 A 开始振动，经多长时间J 点第一次向下达到最大位移？x1解析： (1

13、) v t 0.1 m/s 10 m/s.(2) 波传播到 J 点的时间为： t1x9× 0.5s 0.45 s，v10J 点第一次向下达到最大位移时，振动了3个周期4t23 3× 0.4 s 0.3 s， t t t 0.75 s.T42124- 5 -答案： (1)10 m/s(2)0.75 s4.图 1223在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9 个质点，相邻两质点的距离均为L，如图1 2 23(a)所示一列横波沿该直到向右传播， t 0 时到达质点 1，质点 1 开始向下运动，经过时间 t 第一次出现如图 (b)所示的波形则该波：(1) 波长为多少？(2) 质点振

14、动的周期为多少？解析： 由图可知该波的波长为8L，由波的传播方向可推知质点9 在t 时刻的振动方向向上，而 t 0 时刻波刚传到质点1 时其振动方向是向下的，由此可见质点9 并非是t 时刻波的前沿，由题意知 (b) 所示是经t 时间第一次出现的波形，可知t 时刻在质点9 的右侧还应有半个波长的波形未画出来，即经t 波应从质点1 传播到质点13.(未画出 )x12L8L2 t传播的距离x 1.5 12L，故波速v t t ，波的周期 T v 12L 3 .t2 t答案： (1)8L (2) 35 如图 1 2 24 为一列横波某时刻的波形图，已知该波沿x 方向连续传播， 传播速度为2 m/s.(

15、1) 求波上质点 P 的振动周期并画出从该时刻计时开始的振动图象(2) 如图 1 2 25 所示，在探究共振现象的实验中发现： 当作用在装置上 MN 间的驱动力的频率与上述横波的频率相同时， MN 间五个单摆中 D 摆恰好发生共振 现测得 D 摆摆线长 l 99.6cm.摆球的直径d 0.8 cm，求当地重力加速度g.(结果取 2 位有效数字 )图 1224解析： (1) 由图象可以看出： 4 m.由 T v 可解得： 4T v 2 s 2 s.由于 t 0 时刻 P 点向上振动，则P 点的振动图象如下图所示：L2(2)由 T 24L得： gT2g- 6 -d又 L l2，联立可解得：答案：

16、(1)2 0.4)× 1024(99.6 9.9 m/s2.g222(2)9.9 m/s6.已知一列简谐横波在t 0 时刻的波形图象如图1 2 26 所示，再经过 1.1 s，P 点第 3 次出现波峰求：图 1226(1) 波速 v 为多少？(2) 由图示时刻起， Q 点再经过多长时间第一次出现波峰？(3) 从此时刻开始计时，试写出坐标为x 3 m 的质点的位移与时间的关系式解析： 由传播方向可以判断，此时此刻P 点的振动方向是向下的，经过t13T 第一次到达波4峰位置，经过t2 13t3 233T ，第二次到达波峰位置，经过T，第三次到达波峰位置，即2 T444 1.1 s， T

17、0.4 s.(1) 从题中波形图上可以看出，波长 4 m，所以波速 v 4 mT 10 m/s.0.4 s(2) 由图上可以看出波向右传播，t 0 时，离 A 点最近的波峰在x 2m 处，该点距 Q 点距离s4 m为 s 4 m，因此再经过 t1 时间， Q 点第一次出现波峰，t1v 10 m/s 0.4 s.(3)坐标为 x 3 m 的质点此时处在平衡位置，由于波沿x 轴正方向传播，所以质点向上运动，周期为 0.4 s，所以质点的振动周期也为0.4 s，从图上可以看出振幅为0.5 m，因此坐标为x23 m 的质点的位移与时间关系式为y 0.5sin 0.4t 0.5sin 5 t.答案： (

18、1)10 m/s(2)0.4 s(3) y 0.5sin 5 t7. 两列横波在 x 轴上沿相反方向传播，如图 1 2 27 所示，传播速度 v 6 m/s，两列波的频率都是 f 30 Hz ，在 t 0 时，这两列波分别从左和右刚刚传到 S1 和 S2 处，使 S1 和 S2 都开始向上做简谐振动， S1 的振幅为 2 cm，S2 的振幅为 1 cm，已知质点 A 与 S1、S2 的距离分别是 S1A 2.95 m，S2A 4.25 m，当两列波在 A 点相遇时， A 点的振幅为多大？图 1227- 7 -v6解析： 根据 v f，则 f 30 m 0.2 m ，S1、 S2 两波源到 A 点的波程差，S S2AS1A (4.25 2.95)m 1.3 m.因为是完全相同的波源， 所以S 若满足半波