2015届高考物理第二轮精讲精练检测24

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时冲关练(十二)振动波动(45分钟,100分)选择题(本大题共16小题,1～12每小题6分,13～16每小题7分,共100分)1.(2014·漳州模拟)如图所示,一弹簧振子在B、C两点间做简谐运动,B、C间距为12cm,O是平衡位置,振子从C点第一次运动到B点的时间为0.5s,则下列说法中正确的是()A.该弹簧振子的周期为1sB.该弹簧振子的频率为2HzC.该弹簧振子的振幅为12cmD.振子从O点出发第一次回到O点的过程就是一次全振动【解析】选A。振子从C点第一次运动到B点的时间为半个周期,因此该弹簧振子的周期为1s,频率为0.5Hz,振幅为6cm,A对,B、C错;振子从O点出发第一次回到O点的过程是半个全振动,D错。2.(2014·龙岩模拟)如图所示为受迫振动的演示装置,当单摆A振动起来后,通过水平悬绳迫使单摆B、C振动,则下列说法正确的是()A.只有单摆A、C的振动周期相等B.单摆A的振幅比单摆B小C.单摆B的振幅比单摆C大D.单摆A、B、C的振动周期相等【解析】选D。当单摆A振动起来后,单摆B、C做受迫振动,做受迫振动的物体的固有周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率),选项A错误,D正确;当物体的固有频率等于驱动力的频率时,发生共振现象,选项B、C错误。3.(2014·厦门模拟)为了研究乐音的物理规律,某同学用计算机同时录制下优美的笛声do和sol,然后在电脑上用软件播放,分别得到如图甲和图乙的两个振动图像,由此可以判断()A.do和sol的周期之比约为2∶3B.do和sol的频率之比约为2∶3C.do和sol在空气中传播的波速之比为3∶2D.do和sol在空气中传播的波长之比为2∶3【解析】选B。由图像可以观察得到当do完成2个周期时,sol完成3个周期,故do和sol的周期之比约为3∶2,故A错误;根据f=QUOTE,结合A的分析可知:do和sol的频率之比约为2∶3,故B正确;由于两列波都是声波,都在空气中传播,故速度相同,故C错误;根据λ=QUOTE及A、C的分析可知:do和sol在空气中传播的波长之比为3∶2,故D错误。4.(2014·宁德二模)如图所示,一列沿x轴正向传播的简谐横波,当波传到0点时开始计时,t=7.0s时刚好传到x=3.5m处。下列判断正确的是()A.波源的起振方向向上B.该波的波速为2m/sC.波源的振动频率为0.25HzD.再经过1.0s,x=1.8m处质点通过的路程是20cm【解析】选C。v=QUOTE=0.5m/s,f=QUOTE=0.25Hz,B错,C对;由图像可知波传到x=3.5m时振动方向向下,波源的起振方向向下,A错;再经过1.0s即经过QUOTE,x=1.8m处质点通过路程大于20cm,D错。5.(2014·莆田一模)如图所示是一列简谐波在t=0时刻的波形图,介质中质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin5πt(cm)。关于这列简谐波,下列说法中正确的是()A.周期为5s B.振幅为20cmC.传播速度为25cm/s D.沿x轴正方向传播【解析】选D。该简谐波振幅为10cm,波长为4m,由y=10sin5πt(cm)可得周期为T=QUOTE=0.4s,波速v=QUOTE=10m/s,质点P沿y轴方向振动,由逆向描图法可得出波沿x轴正方向传播,D正确。6.(2014·泉州一模)一列简谐横波以10m/s的速度沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图甲所示。则a质点的振动图像为图乙中的()【解析】选D。由甲图可知:波长为4m,求得周期T=QUOTEs=0.4s,0时刻质点a的位移为0,波的传播方向向右,用逆向描图法得出质点a的振动方向为y轴负向,故D正确。7.(2014·漳州一模)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波,波速为2m/s。某时刻波形如图所示,下列说法正确的是()A.这列波的振幅为4cmB.这列波的周期为3sC.此时x=1m处质点的加速度为0D.此时x=2m处质点运动方向沿y轴正方向【解析】选D。纵轴有振幅A=2cm,A错误;横轴有波长λ=4m,周期为T=2s,B错误;x=1m处质点位于波峰,其加速度为最大值,C错误;由逆向描图法得出x=2m处质点运动方向沿y轴正方向,D正确。8.一列简谐横波沿x轴正方向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为()A.A=1m,f=5HzB.A=0.5m,f=5HzC.A=1m,f=2.5HzD.A=0.5m,f=2.5Hz【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)明确波动图像的物理意义。(2)理解波长、波速和周期的关系以及波的传播距离、波速和传播时间的关系。【解析】选D。(1)波的振幅A的分析:振幅是振动质点偏离平衡位置的最大距离。波动图像的横轴表示质点的平衡位置,纵轴表示质点离开平衡位置的距离,图像反映了在波传播的过程中,某时刻介质中各质点离开平衡位置的距离,由图像的物理意义可以看出该波的振动质点偏离平衡位置的最大距离为0.5m,即振幅A=0.5m。(2)波的频率的分析:在波的传播方向上,两个相邻的振动步调总相同的质点间的距离就是波长,在简谐横波中,两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长,因此由波的图像可知波长为4m。波传到M点再经0.6s,N点开始振动,说明波在0.6s内向前传播了6m,所以由波的传播距离、波速和传播时间的关系可知波的传播速度v=QUOTE=QUOTE=10m/s,又由波长、波速和周期的关系可得此波的周期为:T=QUOTE=QUOTE=0.4s,则频率f=QUOTE=2.5Hz,故D正确,A、B、C错误。【方法技巧】波在传播过程中波长、波速、频率的决定关系(1)频率(f)由振源决定,与介质无关且稳定不变。(2)波速(v)由介质决定。(3)波长(λ)由介质和振源频率共同决定。9.如图所示为两个相干波源S1、S2产生的水波的叠加情况,它们振动同步且振幅均为5cm,在图示范围内振幅不变,波速均为1m/s,波长均为0.5m,实线和虚线分别表示某一时刻的波峰和波谷,a、b、d在同一直线上,c点是bd连线的中点,下列说法中正确的是()A.图中c、d两点都始终保持静止不动B.图示时刻a、b两点的竖直高度差为10cmC.图示时刻c点正处于平衡位置且向上运动D.图示时刻起经0.25s,b点通过的路程为10cm【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)图中显示是某个时刻各质点的振动情况。(2)振动加强点与减弱点是振幅不同,但每个质点都在振动。(3)加强区中的质点都是振动加强点。【解析】选C。由题图可知a、b、c、d都是振动加强点,各点在各自的平衡位置附近振动,A错;质点a在波峰,振幅为10cm,质点b在波谷,因此两点竖直高度差为20cm,B错;b为波谷,d为波峰,且波由d向a传播,因此图示时刻c点正处于平衡位置且向波峰方向运动,C对;据v=λf知f=2Hz,T=0.5s,图示时刻起经0.25s,b点通过的路程为20cm,D错。故选C。10.(2014·福州一模)一列简谐波沿直线水平向右传播,某时刻该直线上a、b两质点的位置如图所示。若用实线表示a质点的振动图线,虚线表示b质点的振动图线,则正确的振动图像是()【解析】选A。由波动图像得出在该时刻质点a在波峰,质点b在平衡位置,速度为y轴负方向,现在计时的振动图像没有;四分之一周期时,质点b在波谷,质点a在平衡位置速度为y轴负方向,现在计时的振动图像没有;半周期时,质点a在波谷,质点b在平衡位置速度为y轴正方向,现在计时的振动图像没有;四分之三周期时,质点b在波峰,质点a在平衡位置速度为y轴正方向,现在计时的振动图像为A。11.(2014·漳州二模)处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s。已知t=0时,波刚传播到x=40m处,波形如图所示。在x=400m处有一接受器(图中未画出),则下列说法正确的是()A.波源开始振动时方向沿y轴正方向B.接受器在t=2s时才能接受此波C.若波源向x轴正方向匀速运动,接受器收到波的频率为10HzD.从t=0开始经0.15s,x=40m的质点运动的路程为0.6m【解析】选D。t=0时波刚传播到x=40m处,质点向下振动,波源开始振动时方向沿y轴负方向,且接受器在t=1.8s时才能接受此波,A、B错;据v=λf可知波的频率为10Hz,周期为0.1s,若波源向x轴正方向匀速运动向接受器靠近,接受器收到波的频率大于10Hz,C错;从t=0开始经0.15s,即经过QUOTE,质点运动的路程为0.6m,D对。12.(2014·泉州模拟)沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形曲线如图所示,其波速为10m/s,该时刻波恰好传播到x=6m的位置。介质中有a、b两质点,下列说法中正确的是()A.t=0时刻,b质点的运动方向向上B.t=0时刻,b质点的速度大于a质点的速度C.t=0时刻,b质点的加速度大于a质点的加速度D.t=0.2s时刻,x=9m处的质点位于波谷【解析】选B。根据“同侧法”可知t=0时刻,b质点的运动方向向下,A错;b质点靠近平衡位置速度大,B对;a质点的位移大加速度大,C错;经过0.2s波传到8m处,D错。【总结提升】横波的传播方向与质点的振动方向判断“三法”(1)“上、下坡”法:沿着波的传播方向,“上坡”时质点向下振动,“下坡”时质点向上振动。(2)同侧法:质点的振动方向与波的传播方向在波的图像的同一侧。(3)微平移法:沿波的传播方向将波的图像进行一微小平移,再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判断。13.一简谐波在如图所示的x轴上传播,实线和虚线分别是t1=0和t2=0.2s时刻的波形图。则()A.若该波在t1=0时刻已沿+x方向恰传播到x=6m处,则波源起振方向向下B.若该波与另一频率为1.25Hz的简谐波相遇时发生干涉,则该波沿-x方向传播C.若该波在t1=0.2s时刻,x=2.5m处的质点向-y方向运动,则该波向+x方向传播D.若该波的传播速度是75m/s,则该波沿-x方向传播【解析】选D。根据“同侧法”可知A、C错;若该波与另一频率为1.25Hz的简谐波相遇时发生干涉,则波速为5m/s,Δx=vΔt=1m,该波沿+x方向传播,B错;若该波的传播速度是75m/s,Δx=15m,即3QUOTEλ,结合图像可知该波沿-x方向传播,D对。14.(2014·龙岩一模)一列简谐横波沿x轴负方向传播,t=0时刻的波动图像如图甲所示,x=0.3m处质点的振动图像如图乙所示,则该波的波长可能为()A.0.3mB.0.6mC.0.9mD.1.2m【解析】选A。图甲所示横波沿x轴负方向传播,由逆向描图法得出整波长处的质点的振动方向为y轴正方向,与质点的0时刻的位移、速度都相同,所以波长关系:nλ=0.3,λ=QUOTE,n=1、2、3…,A正确。15.(2014·厦门一模)一列波长大于3.6m的简谐横波沿直线方向由a向b传播,a、b相距6m,a、b两质点的振动图像如图所示。由此可知()A.3s末a、b两质点的位移相同B.该波的波长为4mC.该波的波速为2m/sD.该波由a传播到b历时1.5s【解析】选C。由振动图像直接得出A错误;由图可知0时刻,质点a在平衡位置,振动方向为y轴的正方向,质点b在波峰位置,由波动得出6=(n+QUOTE)λ,且λ>3.6m,解得:n=0,λ=8m,B错误;波速v=QUOTE=2m/s,C正确;该波由a传播到b历时四分之三周期即3s,D错误。16.一列简谐横波沿直线传播,已知介质中a、b两质点平衡位置间的距离为2m,a、b两质点的振动情况如图所示,则下列说法中错误的是()A.波长可能为QUOTEm B.波长一定大于QUOTEmC.波速可能为QUOTEm/s D.波速可能大于QUOTEm/s【解析】选B。波的传播具有双向性,若波从a向b传播,由题图可知,质点b比a落后QUOTET,因此波长满足2=(n+QUOTE)λ,即λ=QUOTEm(n=0,1,2…),B错;波速v=QUOTE=QUOTEm/s(n=0,1,2…),C对;若波由b向a传播,则波长满足2=(n+QUOTE)λ