（江苏专用）高考物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 基础课时2 机械波（含解析）（选修3-4）-人教版高三选修3-4物理试题

基础课时2机械波1．如图1所示是水波干涉示意图，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，则下列说法正确的是。图1A．A处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷B．B处质点一直在波谷C．C处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷D．D处质点一直在平衡位置解析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错误；点C是振动减弱点，又因两波振幅相等，故C处质点一直在平衡位置不动，选项C错误。答案A2．两个固定声源发出的声波1和声波2在空气中传播。已知声波1的频率是声波2的3倍，则。A．声波1的波长是声波2的3倍B．声波1的传播速度是声波2的3倍C．两列波相遇会产生稳定的干涉现象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解析声波在同种介质中传播速度一定，根据波长与频率、波速的关系可知，声波1的波长是声波2的eq\f(1,3)，选项A、B错误；由于两列波频率不同，波长不同，相遇不能产生稳定的干涉现象，选项C错误；根据多普勒效应，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是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x＝0.1sin20πt(m)，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点一定是振动加强点D．P点可能是振动减弱点解析由简谐运动表达式x＝0.1sin20πt(m)，可知周期T＝0.1s，选项A错误；由波速v＝eq\f(λ,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，所以P点一定是振动加强点，选项C正确，D错误。答案C4．(2016·山东潍坊期末)一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，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3中同一条图线所示，则下列说法中正确的是。图3A．质点振动周期一定为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位置D．在t＋0.8s时刻，x＝－2m处的质点位移为零解析因为机械波每经过1个周期，波形相同，所以T＝eq\f(0.4,n)s(n＝1，2，3，…)，选项A错误；根据波形图可知，波长λ＝4m，所以波速v＝eq\f(λ,T)＝10nm/s(n＝1，2，3，…)，当n＝1时，波速最小，为10m/s，选项B正确；已知波沿x轴正方向传播，在t时刻x＝2m处的质点从最大位移处向平衡位置移动，而x＝2.5m处的质点正向最大位移位置运动，所以x＝2m处的质点比x＝2.5m处的质点先回到平衡位置，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BC5．(2016·河北邯郸模拟)如图4甲所示，OP＝s，t＝0时刻质点O开始振动，产生沿O、P所在直线向右传播的简谐横波，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4A．t＝0时刻质点O的振动方向沿y轴负方向B．t2时刻质点P振动速度最大，方向沿y轴负方向C．该波与另一频率为eq\f(1,t2－t1)的同类波叠加能产生稳定的干涉现象D．若某障碍物的尺寸为eq\f(s,2t1)(t2－t1)，该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象解析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错误；t2时刻质点P运动到平衡位置，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＝t2－t1，频率为eq\f(1,t2－t1)，根据干涉产生条件，该波与另一频率为eq\f(1,t2－t1)的同类波叠加能产生稳定的干涉现象，选项C正确；该波波长为λ＝vT＝eq\f(s,t1)(t2－t1)，根据产生明显衍射现象的条件，若某障碍物的尺寸为eq\f(s,2t1)(t2－t1)，该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象，选项D正确。答案CD6．(2016·湖北武汉调研)一列简谐横波，在t＝0.6s时刻的图象如图5甲所示，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是。图5A．这列波沿x轴正方向传播B．这列波的波速是eq\f(50,3)m/sC．从t＝0.6s开始，质点P比质点Q晚0.4s回到平衡位置D．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物，不能发生明显衍射现象解析由题图乙可知，t＝0.6s时A点的振动是向下的，因此可判断这列波是向x轴正方向传播的，选项A正确；由题图甲可知，该波的波长为20m，由题图乙可知，该波的周期为1.2s，可得该波的波速为eq\f(50,3)m/s，选项B正确；由波上各质点振动情况可知，P点向上振动，应该先回到平衡位置，选项C错误；该波的波长为20m，大于10m，因此该波遇到一个尺寸为10m的障碍物时，会发生明显衍射现象，选项D错误。答案AB7．如图6所示为某一介质中的甲、乙两个质点振动的位移随时间变化的图象，在t＝5s时，两质点的振动方向(选填“相同”或“相反”)。由于两质点的振动，在介质中形成了两列机械波，两列波的波长之比λ甲∶λ乙＝。图6解析在t＝5s时，两质点的振动方向相同。由某一介质中的甲、乙两个质点振动的位移随时间变化的图象可知，两列波的周期之比为12∶8＝3∶2，两列波的波长之比λ甲∶λ乙＝3∶2。答案相同3∶28．(2016·湖北八校联考)如图7所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波的传播速度v＝4m/s，试回答下列问题：图7(1)求出x＝1.5m处的质点在0～1.25s内通过的路程及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。解析(1)由T＝eq\f(λ,v)，解得T＝0.5s又1.25s＝2eq\f(1,2)T，故0～1.25s内的路程为50cm。1．25s时位移y＝5cm(2)y＝－5sin4πt(cm)或y＝5sin(4πt＋π)(cm)。答案(1)50cm5cm(2)y＝－5sin4πt(cm)或y＝5sin(4πt＋π)(cm)9．地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0km/s的P波。一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3min。假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2s，求震源与监测点之间的距离x和S波的波长λ。解析设P波传播时间为t，则x＝vPt，x＝vS(t＋Δt)解得x＝eq\f(vPvS,vP－vS)Δt，代入数据得x＝1260km。由λ＝vST，解得λ＝4.2km。答案1260km4.2km10．[2015·新课标全国卷Ⅱ，34(2)]平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，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时由平衡位置开始向上振动，周期T＝1s，振幅A＝5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求：(ⅰ)P、Q间的距离；(ⅱ)从t＝0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。解析(ⅰ)由题意，O、P两点间的距离与波长λ之间满足OP＝eq\f(5,4)λ＝35cm解得λ＝28cm①波速为v＝eq\f(λ,T)＝28cm/s②在t＝5s的时间间隔内，波传播的路程为s＝vt＝140cm③由