2017年高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波光电磁波与相对论第2讲机械波课时作业

1、机械波一、选择题（15 题为单选题，610 题为多选题）1. （2014 北京理综）一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为入，周期为T。t= 0 时刻的波形如图 1 所示，a、b是波上的两个质点。图 2 是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是 导学号 05801477 （）A.t= 0 时质点a的速度比质点b的大B.t= 0 时质点a的加速度比质点b的小C. 图 2 可以表示质点a的振动D. 图 2 可以表示质点b的振动答案：D解析：该题考查波动图象和振动图象的关系，解题的关键要明确波的传播方向与质点振动方向的关系。t= 0 时刻a在波峰，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速

2、度最大，A、B 错。根据“上下坡”法可以判断，t= 0 时刻b点在平衡位置且向下运动，C错 D 对。2.一列简谐横波在t= 0 时刻的波形如图中的实线所示，虚线所示。若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是|导学号 05801478 |（C. 4 m/s答案：BA. 2 m/s解析：由于该波的周期大于0.02s ,则波沿传播方向传播的距离小于一个波长，即x8cm,若波向右传播，贝 U x= 2cm,v=x0.02mt= 0 02s = 1m/s，右波向左传播，则x= 6cm,D. 5 m/sv= x = = 3m/s 故 B 正确，A、C D 错误。t0.02s3.A、B两列简谐横

3、波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图甲、乙所示，经过时间t（t小于A波的周期TA）,这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示，则A B两列3波的波速VA、VB之比不可能的是|导学号 05801479 |()A.11C. I j 答案：D解析：从图中可得A波波长为 入A=24cm,周期TA=2t;B波波长为 入B=12cm,周期TB之比不可能的是 Do4.(2014 福建理综)在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源周期内的振动图象如下图所示，则该波在第一个周期末的波形图是答案：D解析：本题考查了波动图象与振动图象。解答关键是理解振动图象和波动图象的物理意义。第一个周期末，振源t1=

4、 0 时的振动形式传播到离波源一个波长入的质点，依次t2=TT3t3= 2，t4= 4T,t5=T时刻，振源的振动形式已传播到离振源,T T3因此波源各个时刻0,，2，4T的振动形式依次对应于波动图象上的1,2,3,4,5 质点所在位置，如图甲、乙所示，因此选项D 正确。易错提醒：本题由于对波的形成过程不清楚,B. 1 2D.I=n波速VB=竿，得到VA|BtVB=n,所以A B两列波的波速VA、VB导学号 058014803 入 1：入，2，4 入，0 的质点,入A12I)4越早的振动形式传播的距离离波源越远，极易错选5. （2014 四川高考）如图所示，甲为t= 1 s 时某横波的波形图象

5、，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象， 距该质点x= 0.5 m 处质点的振动图象可能是导学号 05801486答案：A解析：由甲图知波长为 2m，由乙图知振动周期为 2s、该质点不在平衡位置且开始时 向上振动，与乙图质点相距 0.5 m 处的质点不在平衡位置，则D 错误；根据图象平移法无论波向右传播还是向左传播与乙图质点相差四分之一周期的质点再振动时位移都是减小的，则B C 错误，A 正确。6. （2015 江苏物理）一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比导学号 05801481 （）A.波速变大B.波速不变C.频率变高D.频率不变答案：BC

6、解析：波速由传播的介质决定，故反射回来的波速不变，A 错，B 对；根据多普勒效应知，鱼群向渔船靠近时，超声波的频率将变高，C 对，D 错。7. （2014 大纲全国）两列振动方向相同、振幅分别为A和A的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是 导学号 05801482 （）A。5A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A B. 波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A+A26C. 波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D. 波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅答案：AD解析：本题考查波的干涉，解题的关键要明确振幅和振动位移的区别，振动加强点的振幅为A+A

7、,减弱点的振幅为|AA|，但质点始终振动，因此所有质点的位移可以为零，AD正确。本题的易错点是认为振动加强点的位移始终等于振幅。&如图所示，S、Sa 是两个周期为T的相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和 虚线分别表示波的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是导学号 05801483 ()A. 图示时刻质点 a 的位移为零B. 质点b和c振动都最强C. 质点 d 振动最弱D. 再过扌后 b 点振动减弱答案：AB解析：图示时质点a处是波峰与波谷相遇，两列波引起的位移正负叠加的结果是总位移 为零，A正确，质点b是波峰与波峰相遇，c点是波谷与波谷相遇，振动都增强，

8、振幅最大， 振幅是一列波振幅的两倍，振动最强，B 正确。振动增强点意味着振幅最大，与位移变化无关，且总是振动增强的，再过TBb点振动位移变化，振幅不变，D 不正确。质点d处于振动加强区域，振幅最大，C 不正确。9. （2 014 山东理综）一列简谐横波沿直线传播。以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图所示，已知O A的平衡位置相距 0.9m。以下判断正确的是导学号 05801484 ()A. 波长为 1.2mB. 波源起振方向沿 y 轴正方向C. 波速大小为 0.4m/sD. 质点A的动能在t= 4s 时最大答案：AB7解析：据质点A的振动图象知，波由振源O到A的时间为 3

9、s，振动周期为 4s。波速为OAv= = 0.3m/s，选项 C 错误；波长 入=vT= 1.2m，选项 A 正确；质点A的起振方向沿y轴 正方向，故波源的起振方向也沿y轴的正方向，选项 B 正确；由图象知，质点A在 4s 时处 于波峰位置，动能最小，选项 D 错误。10.如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2 m 和x= 1.2 m 处，两列波的速度均为v= 0.4 m/s，两波源的振幅均为A= 2 cm。图示 为t= 0 时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x= 0.2 m 和x= 0.8 m 的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡

10、位置处于x= 0.5 m 处，关于各质点运动情况判断正确的是 导学号 05801485 ()A.两列波相遇后振幅仍然各为2 cmB. t= 1 s 时刻，质点M的位移为一 4 cmC. t= 1 s 时刻，质点M的位移为+ 4 cmD. t= 0.75 s 时刻，质点P、Q都运动到M点E.质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向答案：ABE解析：两列波相遇后不改变波的性质，所以振幅不变，振幅仍然为2cm, A 正确；由图入入3知波长入=0.4m，由v= 得，波的周期为T=一= 1s，两质点传到M的时间为；T,当t=Tv41s 时刻，两波的波谷恰好传到质点M所以位移为4cm, B 正确，C 错误；质点

11、不随波迁移, 只在各自的平衡位置附近振动，所以质点P、Q都不会运动到M点，C 错误；由波的传播方 向根据波形平移法可判断出质点的振动方向：两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q均沿y轴负方向运动，故 E 正确。二、非选择题11. (2015 南昌模拟)如图所示实线是一列简谐横波在t1= 0 时刻的波形，虚线是这列波在t2= 0.5s 时刻的波形，这列波的周期T符合：3Tt2-114T,问：导学号 058014878(1)若波速向右，波速多大?(2) 若波速向左，波速多大？(3) 若波速大小为 74m/s，波速方向如何？答案：(1)54m/s(2)58m/s(3)波向左传播解析：

12、(1)波向右传播时，传播距离x满足3x=kA.+ 入(k= 0,1,2,3 )8由t=x知v3传播时间满足 t=kT+ T(k= 0,1,2,3)由于 3Tt2-1i4T因此k取 33故t= 3T+ T由波形图知A=8m波速v=-T解得v= 54m/s(2) 波向左传播时，传播距离x满足5x=kA+ 8 入(k= 0,1,2,3，)传播时间满足 t=kT+ |T(k= 0,1,2,3，)由 3Tt2114T可知k取 3,c 5故t= 3T+ T波速v=解得v= 58m/s(3) 波速大小为 74m/s 时，波在t时间内传播的距离为x=7t= 74X0.5m= 37m=(4 入+ 5)m,所以波

13、向左传播。12 如图所示是一列简谐横波上A、B两点的振动图象，A、B两点相距 8m。求：导学号 058014889y/cm10(1) 这列波可能的波长；(2) 这列波可能的波速。3232答案：(1)入=4n+ 3m(n= 0,1,2,3，)或者 入=m(n= 0,1,2,3，)解析：若波由A传向B时，由图有3XAB=n入 +才入=8m(n= 0,1,2,3 ，)解得：32-=4n+ 3山(n= 0,1,2,3，)此时的波速入 80v=4n+ 3m/s(n=0,1,2,3，)当波由B向A传播时有：14 入 +nA.= 8m(n= 0,1,2,3 ，)此时的波速v=-T=n= 0,1,2,3，)1

14、3.一列沿一X方向传播的简谐横波，在t=0 时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为 10cm。P、Q两点的坐标分别为(一 1,0)和(一 9,0)，已知t= 0.7s 时，P点第二次出现波峰。试计算：|导学号 05801489(1) 这列波的传播速度多大？(2) 从t= 0 时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？(3) 当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？答案：(1)10m/s(2)1.1s(3)0.9m解析：(1)由题意可知该波的波长为-=4m,P点与最近波峰的水平距离为3m 距离下一个波峰的水平距离为7ms所以v=J-= 10m/s(2)v=4im/s(n= 0,1,2,3，)或

15、者波速v= m/s(n= 0,1,2,3，)得波长32入=4n+ lm(n=0,1,2,3，)2211(2)Q点与最近波峰的水平距离为11m故Q点第一次出现波峰的时间为11=sV= 1.1s该波中各质点振动的周期为T= -= 0.4svQ点第一次出现波峰时质点19T则12= 2T+ 4 丁=4质点每振动!经过的路程为 10cm4(1)t= 0 时，介质中偏离平衡位置位移为16cm 的所有质点的x坐标;从 t = 0 开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为一16cm 的质点的时间。答案：(1)x= (50 + 300n)cmn= 0，土 1, 2,(2)0.1s解析：(1)根据两列波的振幅都为 8cm,偏离平衡位置位移为16cm 的质点即为两列波的波峰相遇。设质点坐标为x,根据波形图可知，甲乙的波长分别为 入乙=60cm,入甲=50cm, 则甲乙两列波的波峰坐标分别为入甲=50 +k1X50(k1= 0, 1 , 2, 3,)入乙=50 +k2X60(k2= 0, 1, 2, 3,)综上，所有波峰和波峰相遇的质点坐标为x= (50 + 300n)cm,n= 0, 1 , 2, 3,(2)偏离平衡位置位移为一 16cm 是两列波的波谷相遇的点，整理可得x= 10(6m 5m) + 5P振动了12= 0.9s当Q