高考物理全国I一轮复习习题选修3-4机械振动机械波光电磁波相对论简介基础课时2【含解析】

基础课时2机械波一、单项选择题1.如图1所示是水波干涉表示图，S1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上，两波源频率相同，振幅相等，则以下说法正确的选项是()图1A.A处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷B.B处质点素来在波谷处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷处质点素来在平衡地址剖析A、B、D三点都在振动加强区，三处质点均做简谐运动，选项A正确，B、D误；点C是振动减缺点，又因两波振幅相等，故C处质点素来在平衡地址不动，选项

错C错误。答案

A2.两个固定声源发出的声波

1和声波

2在空气中流传。已知声波

1的频率是声波

2的

3倍，则(

)A.声波B.声波

1的波长是声波2的1的流传速度是声波

3倍2的

3倍C.两列波相遇会产生牢固的干涉现象D.远离这两个声源的观察者，听到的这两列波的频率均比声源发出的频率低剖析声波在同种介质中流传速度必然，依照波长与频率、波速的关系可知，声波1的1波长是声波2的，选项A、B错误；由于两列波频率不相同，波长不相同，相遇不能够产生稳定的干涉现象，选项C错误；依照多普勒效应，远离这两个声源的观察者，听到的这两列波的频率均比声源发出的频率低，选项

D正确。答案

D3.如图

2所示，在均匀介质中，

A、B

是振动情况完好相同的两个波源，其简谐运动表达式均为

x＝0.1sin20t(m)π，形成的机械波的波速都是

10m/s。介质中

P点与

A、B两波源间的距离分别为4m和5m。则()图

2A.波的周期为0.2sB.波的波长为2mC.P点必然是振动加强点D.P点可能是振动减缺点剖析由简谐运动表达式

x＝0.1sin20t(m)π，可知周期

T＝0.1s，选项

A错误；由波速

vλ＝T，可得λ＝vT＝1m，选项

B错误；由于

P点与

A、B两波源间的距离之差等于

1个波长，因此

P点必然是振动加强点，选项

C正确，

D错误。答案

C4.如图

3所示，水平方向上有一列从

A向

B流传的简谐横波，波速为

v，A、B

是平衡地址相距为

x(小于一个波长

)的两个质点，在

t＝0时，A质点经过其平衡地址竖直向上运动，B质点位于平衡地址下方最大位移处，则

(

)图33vA.该波的频率可能为4x2x时，A质点的速度可能为2vB.在t＝v5x过程中，B质点向右搬动了5xC.从t＝0至t＝3v5x至t＝6x过程中，A质点的速度逐渐减小D.从t＝vv1λ4x剖析由题得AB之间的距离为四分之一波长，即4λ＝x，λ＝4x，则周期＝，频T＝vv率f＝v，应选项A错误；t＝2x时，A质点正由平衡地址向下运动，速度大小不确定，4xv但可能为向下的2v(与波向右流传的速度v没关)，应选项B正确；从t＝0至t＝5x过程3v中，B质点并未向右迁移，可是在其平衡地址上下振动，

应选项

C错误；从

t＝5x至v

t＝6xv过程中，

A质点正由波峰向平衡地址运动，速度逐渐增大，应选项

D错误。答案

B二、多项选择题5.(2016

山·东潍坊期末

)一列横波在

x轴上沿

x轴正方向流传，其中

t时刻和

t＋0.4s时刻在

x轴上－3m至

3m区间内的波形图如图

4中同一条图线所示，则以下说法中正确的选项是(

)图4A.质点振动周期必然为0.4sB.该波最小波速为10m/sC.从t时刻开始计时，x＝2m处的质点比x＝2.5m处的质点先回到平衡地址D.在t＋0.8s时刻，x＝－2m处的质点位移为零0.4剖析由于机械波每经过1个周期，波形相同，因此T＝ns(n＝1，2，3，)，选项A错误；依照波形图可知，波长λλ＝4m，因此波速v＝＝10nm/s(n＝1，2，3，)，当nT＝1时，波速最小，为10m/s，选项B正确；已知波沿x轴正方向流传，在t时刻x＝2m处的质点从最大位移处向平衡地址搬动，而x＝2.5m处的质点正向最大位移地址运动，因此x＝2m处的质点比x＝2.5m处的质点先回到平衡地址，选项C正确；在t＋0.8s时刻，横波的波形与t时刻波形相同，x＝－2m处的质点位移不为零，选项D错误。答案BC6.(2016河·北邯郸模拟)如图5甲所示，OP＝s，t＝0时刻质点O开始振动，产生沿O、P所在直线向右流传的简谐横波，图乙为质点P从t＝t1时刻开始振动的图象，则以下说法正确的是()图5A.t＝0时刻质点O的振动方向沿y轴正方向B.t2时刻质点P振动速度最大，方向沿y轴负方向1C.该波与另一频率为t2－t1的同类波叠加能产生牢固的干涉现象sD.若某阻挡物的尺寸为2t1(t2－t1)，该波遇到此阻挡物时能发生明显的衍射现象剖析t＝0时刻振源O的振动方向与质点P的起振方向相同，均沿y轴正方向，选项A正确；t2时刻质点P运动到平衡地址，振动速度最大，方向沿y轴正方向，选项B错误；该波周期为T＝t－t，频率为1，依照干涉产生条件，该波与另一频率为1的同类21t2－t1t2－t1波叠加能产生牢固的干涉现象，选项C正确；该波波长为λ＝vT＝s(t2－t1)，依照产生明t1s显衍射现象的条件，若某阻挡物的尺寸为2t1(t2－t1)，该波遇到此阻挡物时能发生明显的衍射现象，选项D正确。答案ACD7.(2016湖·北武汉调研)一列简谐横波，在t＝0.6s时刻的图象如图6甲所示，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的选项是()图6A.这列波沿x轴正方向流传50B.这列波的波速是3m/sC.从t＝0.6s开始，质点P比质点Q晚0.4s回到平衡地址D.从t＝0.6s开始，紧接着的t＝0.6s时间内，A质点经过的行程是4mE.若该波在流传过程中遇到一个尺寸为10m的阻挡物，不能够发生明显衍射现象剖析由题图乙可知，t＝0.6s时A点的振动是向下的，因此可判断这列波是向x轴正方向流传的，选项A正确；由题图甲可知，该波的波长为20m，由题图乙可知，该波的周50期为1.2s，可得该波的波速为3m/s，选项B正确；由波上各质点振动情况可知，P点向上振动，应该先回到平衡地址，选项C错误；0.6s的时间为半个周期，因此质点振动行程为4m，选项D正确；该波的波长为20m，大于10m，因此该波遇到一个尺寸为10m的阻挡物时，会发生明显衍射现象，选项E错误。答案ABD8.(2016湖·北黄冈调研)一列自右向左流传的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图7所示，此时坐标为(1，0)的质点恰好开始运动，在t＝0.3s时刻，质点P在t＝0时刻后首次到达波峰地址，质点Q的坐标是(－3，0)，则以下说法正确的选项是()图7A.在t＝0时刻，质点P的速度方向沿y轴负方向B.这列波的流传速度为1m/s30C.在0～0.3s时间内，质点A运动的行程为0.03mD.在t＝0.5s时刻，质点Q首次到达波峰地址E.这列波的波源起振方向沿y轴正方向剖析依照t＝0时刻的波形图，可知波长λ＝4cm，在t＝0时刻质点P向下运动，质点P的速度方向沿y轴负方向，选项A正确；在t＝0.3s时，质点P在t＝0时刻后首次到达波峰地址，说明颠簸周期T＝0.4s，这列波的流传速度为λv＝＝10cm/s＝0.1m/s，选T项B错误；在0～0.3s时间，即34T时间内，质点A运动的行程为3个振幅，即3×8cm＝24cm＝0.24m，选项C错误；在t＝0.5s时，波沿x轴负方向流传了5cm，质点Q首次到达波峰地址，选项D正确；依照波形图和流传方向可知，这列波的波源起振方向沿y轴正方向，选项E正确。答案ADE9.一物理教师某天正在一湖畔垂钓，突然湖的周围起了风，他发现湖中垂钓的浮标上下浮动。他依照自己的经验认为浮标上下浮动可简化成竖直方向的简谐运动，他经过观察绘制出了浮标的振动图象，如图8甲所示，接着他又依照湖面的涟漪绘制出了水的颠簸图象，如图乙所示。假设图乙是一列沿x轴正方向流传的水波在t＝0.5s时的波形图，图甲是图乙中离原点0～4m范围内某质点的振动图象，则以下说法正确的()甲

乙图

8A.浮标上下振动的周期为T＝2sB.该列波的波速为2m/sC.该波流传过程中遇到频率为1Hz的机械波时能产生干涉D.图甲是x＝2m处质点的振动图象E.不能够确定图甲是0～4m范围内哪个质点的振动图象λ剖析

由图甲可知，浮标振动的周期

T＝2s，由图乙可知波长

λ＝4m，该波的波速

v＝T2m/s，选项A、B正确；该列波的频率f＝1＝0.5Hz，依照波产生干涉的条件可知，T当该列波流传过程中遇到频率为

1Hz

的机械波时不能够产生干涉，

选项

C错误；由图甲可知，质点在

t＝0.5s时处于平衡地址且沿

y轴负方向运动，在

0～4m范围内的质点在

t＝0.5s

时刻有

x＝0、x＝2m、x＝4m

处的质点处在平衡地址，但只有

x＝2m

处的质点是沿

y轴负方向运动的，故图甲是

x＝2m

处质点的振动图象，选项

D正确，

E错误。答案

ABD二、非选择题10.(2016湖·北八校联考)如图9所示是一列沿x轴正方向流传的简谐横波在图，已知波的流传速度v＝4m/s，试回答以下问题：

t＝0时刻的波形图9(1)求出x＝1.5m处的质点在0～1.25s内经过的行程及t＝1.25s时该质点的位移；(2)写出x＝2.0m处的质点的振动函数表达式。λ剖析，解得T＝0.5s(1)由T＝v1又1.25s＝22T，故0～1.25s内的行程为50cm。1.25s时位移y＝5cm(2)y＝－5sin4t(cm)π或y＝5sin(4t＋ππ)(cm)。答案(1)50cm5cm(2)y＝－5sin4t(cm)π或y＝5sin(4t＋ππ)(cm)11.[2015新·课标全国卷Ⅱ，34(2)]平衡地址位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴流传，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向)，P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t＝0时由平衡地址开始向上振动，周期T＝1s，振幅A＝5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰地址；此后再经过5s，平衡地址在Q处的质点第一次处于波峰地址。求：(ⅰ)P、Q间的距离；(ⅱ)从t＝0开始到平衡地址在Q处的质点第一次处于波峰地址时，波源在振动过程中通过的行程。剖析

(ⅰ)由题意，

O、P两点间的距离与波长

λ之间满足

5OP＝4λ＝35cm解得λ＝28cm①波速为

λv＝T＝28cm/s②在t＝5s的时间间隔内，波流传的行程为s＝vt＝140cm③λ由题意有s＝PQ＋④4解得PQ＝133cm⑤5T(ⅱ)Q处的质点第一次处于波峰地址时，波源运动的时间为t1＝t＋4T＝6T＋4⑥波源从平衡地址开始运动，每经过T，波源运动的行程为A。4故t1时间内，波源运动的行程为s＝25A＝125cm⑦答案(ⅰ)133cm(ⅱ)125cm12.(2016河·北唐山统考)一列沿－x方向流传的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图10所示，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标分别为(－1，0)和(－9，0)，已知t＝0.7s时，点第二次出现波峰。图10(1)这列波的流传速度多大？(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点经过的行程为