【状元之路】2021高考物理一轮复习课时作业：12-2-机械波

开卷速查规范特训课时作业实效精练开卷速查(四十)机械波A组基础巩固1．(多选题)关于声波的传播，下列说法中正确的是()A．声波能在空气、固体和液体中传播，但不能在真空中传播B．声波无论在哪种物质中传播，都只是纵波C．声波从空气传播入液体或固体后，波长变短，波速变小D．经障碍物反射的声波到达人耳比原声到达人耳滞后小于0.1s，则人就能区分开答案：AB2．(多选题)如图40－1所示，S1、S2是振幅均为A的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示．则下列说法中正确的是()图40－1A．两列波在相遇区域发生干涉B．两列波在相遇区域内发生叠加C．此时各点的位移是：xA＝0，xB＝－2A，xC＝D．A处振动始终减弱，B、C处振动始终加强解析：两列波发生干涉的条件是：频率相同，相差恒定．从题图上可知λ1＝2λ2，则2f1＝f2两列机械波在相遇区域发生叠加，这是波的基本现象之一．其结果是：任何一个质点的总位移，都等于这两列波引起的位移的矢量和．所以B、C选项正确．由于频率不同，叠加状况会发生变化．如C处此时两波峰相遇，但经eq\f(T2,2)，S2在C处是波谷，S1则不是，故C处不能始终加强，D错．答案：BC3．大路巡警开车在高速大路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，假如该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速()A．高于100km/h B．低于100km/hC．等于100km/h D．无法确定解析：因巡警车(观看者)接收到的电磁波频率比发出时低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定又在后面，可判定轿车车速比巡警车车速大，故选项A正确，B、C、D三项错误．答案：A4．(多选题)一列简谐横波沿直线传播，某时刻的波形图如图40－2所示，质点A与原点O相距0.5m，此时刻A点速度方向在图中已标明，若A从今经过0.02s后将第一次达到最大位移，由此可见()图40－2A．波长为2mB．波速为25m/sC．振动频率为50HzD．波的传播方向沿x轴的负方向解析：由波的图象直接可以得到波长为2m．A在经过0.02s后将第一次达到最大位移，可知周期为0.08s，频率即为12.5Hz，由v＝λf可得波速为25m/s.由此刻A质点的振动方向知道，A质点随右边质点向上振动，故右边是波源，可知波的传播方向沿x轴的负方向．答案：ABD5．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点的波形如图40－3所示，再经过0.6s，N点开头振动，则该波的振幅A和频率f为()图40－3A．A＝1mf＝5HzB．A＝0.5mf＝5HzC．A＝1mf＝2.5HzD．A＝0.5mf＝2.5Hz解析：从图中直接可以看出振幅为0.5m，A、C错误；从图可看出波长λ＝4m，波速v＝x/t＝10m/s，得频率为2.5Hz，B错误，D正确．答案：D6．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图40－4中的实线所示，t＝0.02s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是()图40－4A．2m/s B．3m/sC．4m/s D．5m/s解析：本题考查波的传播规律及波长、波速和周期的关系等学问点．由于该波的周期大于0.02s，所以波在0.02s内传播的距离小于一个波长．比较两时刻波形图可知，若波沿x轴正方向传播，则波的传播距离为Δx＝2cm，所以波速v＝eq\f(Δx,t)＝1m/s；若波沿x轴负方向传播，波的传播距离为Δx＝6cm，所以波速v＝eq\f(Δx,t)＝3m/s，B项正确．答案：B7．(多选题)位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动．A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图40－5所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则()图40－5A．波源A开头振动时的运动方向沿y轴负方向B．此后的eq\f(1,4)周期内回复力对波源A始终做负功C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长D．在一个周期时间内A的平均速度为零解析：本题考查简谐波的图象，意在考查考生通过简谐横波的图象猎取信息的力量，同时考查考生对质点振动方向和波的传播方向的理解、回复力做功及冲量的推断．波源A在波形图中此时刻的振动方向沿y轴负方向，也是一个周期前的振动方向．此后eq\f(1,4)周期内波源A远离平衡位置，回复力方向与速度方向相反，做负功．在横波中，质点的振动不会随着波的前进而前进．一个周期的开头和结束，质点的位移为零，则平均速度为零．ABD正确．答案：ABDB组力量提升8．(多选题)[2022·大纲全国卷]一列简谐横波沿x轴正方向传播，图40－6甲是t＝0时刻的波形图，图40－6乙和图40－6丙分别是x轴上某两处质点的振动图象．由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是()图40－6A.eq\f(1,3)m B.eq\f(2,3)mC．1m D.eq\f(4,3)m解析：题图乙所示质点在t＝0时在正向最大位移处，题图丙所示质点在t＝0时，y＝－0.05m，运动方向沿y轴负方向，结合波形图找到对应的点，如图40－7所示，若题图乙所示图40－7质点为图中左侧波峰上的点，则两点距离为eq\f(4,3)m，选项D正确；若题图乙所示质点为图中右侧波峰上的点，则两点距离为eq\f(2,3)m，选项B正确．答案：BD9．(多选题)在O点有一波源，t＝0时刻开头向上振动，形成向右传播的一列横波．t1＝4s时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；t2＝7s时，距离O点为4m的B点第一达到波谷．则以下说法正确的是()A．该横波的波长为2mB．该横波的周期为4sC．该横波的波速为1m/sD．距离O点为5m的质点第一次开头向上振动的时刻为6s末解析：本题考查波的形成和传播的学问及有关波长、波速、周期的计算．由题意可知，A点从开头振动到第一次到达波峰的时间为eq\f(T,4)，故波传到A点的时间为t1－eq\f(T,4)＝4s－eq\f(T,4)，由波的传播公式x＝vt得3m＝v×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4s－\f(T,4)))；同理，B点从开头振动到第一次到达波谷的时间为eq\f(3T,4)，故波传到B点的时间为t2－eq\f(3T,4)＝7s－eq\f(3T,4)，由波的传播公式x＝vt得4m＝v×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(7s－\f(3T,4)))；联立解得：T＝4s，v＝1m/s，故选项B、C正确．波长λ＝vT＝4m，A选项错误．距离O点为5m的质点第一次向上振动的时刻为eq\f(5m,1m/s)＝5s，D选项错误．答案：BC10．[2022·安徽卷]一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时波形如图40－8所示，已知波速为10m/s.则t＝0.1s时正确的波形应是图40－9中的()图40－8ABCD图40－9解析：已知波速为10m/s，由图象可知波长为4m，则周期为0.4s，则t＝0.1s时正确的波形应是C.答案：C11．弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时，使其开头沿y轴做振幅为8cm的简谐运动，在t＝0.25s时，绳上形成如图40－10所示的波形，则该波的波速为________cm/s，在t＝__________时，位于x2＝45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置．图40－10解析：由图可知，这列简谐波的波长为20cm，周期T＝0.25s×4＝1s，所以该波的波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(20,1)cm/s＝20cm/s；从t＝0时刻开头到N质点开头振动需要时间t1＝eq\f(x2,v)＝eq\f(45,20)s＝2.25s，在振动到沿y轴正方向通过平衡位置需再经过t2＝eq\f(T,2)＝0.5s，所以当t＝(2.25＋0.5)s＝2.75s时，质点N恰好第一次沿y轴正方向通过平衡位置．答案：202.7512．如图40－11所示，实线表示简谐波在t1＝0时刻的波形图，虚线表示t2＝0.5s时的波形图．图40－11(1)若T＜(t2－t1)＜2T，波向右传播的速度多大？(2)若2T＜(t2－t1)＜3T，波向左传播的速度多大？解析：Δt时间内波传播的距离Δx＝v·Δt.(1)T＜Δt＜2T时，λ＜Δx＜2λ，即波向右传播时，Δx＝λ＋eq\f(3,4)λ＝14m，v右＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(14,0.5)m/s＝28m/s.(2)2T＜Δt＜3T时，2λ＜Δx＜3λ，即波向左传播时，Δx＝2λ＋eq\f(1,4)λ＝18m，v左＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(18,0.5)m/s＝36m/s.答案：(1)28m/s(2)36m/s13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的波形图如图40－12所示，已知这列波在P点连续两次消灭波峰的时间间隔为0.4s，则质点Q(x＝9m处)从图示时刻起要再经过多长时间，才能第一次到达波峰处？图40－12解析：方法一：由题图知λ＝4m，由P点的振动状况可知，振动周期T＝0.4s.依据v＝eq\f(λ,T)知，波速v＝eq\f(4,0.4)m/s＝10m/s.波从x＝5m传到x＝9m的时间t＝eq\f(Δx,v)＝0.4s.故再经过0.4s，Q点才开头振动，开头振动时速度方向向下，所以再经过eq\f(3,4)T＝0.3s才第一次到达波峰，这样共经过0.7s，Q质点才第一次到达波峰．方法二：依题意知λ＝4m，T＝0.4s，所以波速v＝eq\f(λ,T)＝10m/s.Q点第一次消灭波峰的时间就是位于x＝2m处的波峰传播到Q点所需时间，即t＝e