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2018年秋高考物理第一轮复习课时跟踪练:第十四章第二讲机械波(含答案解析)

1、第十四章 波与相对论第二讲 机械波课时跟踪练A 组 基础巩固1(2018恩施模拟 )利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示,则( )A图甲、乙均显示了波的干涉现象B图甲、乙均显示了波的衍射现象C图甲显示了波的干涉现象,图乙显示了波的衍射现象D图甲显示了波的衍射现象,图乙显示了波的干涉现象解析:由题图容易看出甲是小孔衍射,图乙是波的干涉,选项D 正确答案:D2(2018长沙模拟 )下列物理现象:在春天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝; “闻其声而不见其人” ; 学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音; 当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高分别属于波的( )A反射、

2、衍射、干涉、多普勒效应B折射、衍射、多普勒效应、干涉C反射、折射、干涉、多普勒效应D衍射、折射、干涉、多普勒效应解析:在春天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,属于声波的反射;“闻其声而不见其人”属于声波的衍射;学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉;当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应正确选项是 A.答案:A3.(2018济南模拟 )小河中有一个实心桥墩 P,A 为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶,俯视图如图所示,小河水面平静现在 S 处以某一频率拍打水面,使形成的水波能带动树叶 A 振动起来,可以采用的方法是( )A提高拍打水面的频率B降

3、低拍打水面的频率C无论怎样拍打,A 都不会振动起来D无需拍打,A 也会振动起来解析:使形成的水波能带动树叶 A 振动起来,必须使水面形成的波波长足够长,衍射现象明显,可以采用的方法是降低拍打水面的频率,选项 B 正确答案:B4(2015福建卷 )简谐横波在同一均匀介质中沿 x 轴正方向传播,波速为 v.若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点 a、b相距为 s, a、b 之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四副波形中质点 a 最早到达波谷的是( )解析:由图 A 知,波长 2s,周期 T ,由图知质点 a 向上2sv振动,经 第一次到达波谷,用时 t1 T ,B 图对应波长3T4 34

4、 3s2v s ,周期 T ,由图知质点 a 向下振动,经 第一次到达波谷,sv T4用时 t2 T ,C 图对应波长 s,周期 T ,由图知质点 a14 s4v sv向上振动,经 第一次到达波谷,用时 t3 T ,D 图对应波长3T4 34 3s4v ,周期 T ,由图知质点 a 向下振动,经 第一次到达波谷,2s3 2s3v T4用时 t4 T ,所以 D 正确14 s6v答案:D5.(2015北京卷 )周期为 2.0 s 的简谐横波沿 x 轴传播,该波在某时刻的图象如图所示,此时质点 P 沿 y 轴负方向运动,则该波( )A沿 x 轴正方向传播,波速 v20 m/sB沿 x 轴正方向传播

5、,波速 v10 m/sC沿 x 轴负方向传播,波速 v20 m/sD沿 x 轴负方向传播,波速 v10 m/s解析:根据机械波的速度公式 v ,由图可知波长为 20 m,T再结合周期为 2 s,可以得出波速为 10 m/s.应用“同侧法”等方法判断波沿 x 轴正方向传播因此答案为 B.答案:B6(多选 )(2018衡水模拟 )为了研究乐音的物理规律,某同学用计算机录制下优美的笛音 do 和 sol,然后在电脑上用软件播放,分别得到如图中 a 和 b 的两个振动图线,由此可以判断( )Ado 和 sol 的频率之比约为 23B do 和 sol 的周期之比约为 23C do 和 sol 在空气中

6、传播的波速之比约为 32Ddo 和 sol 在空气中传播的波长之比约为 32解析:由题图可知,相同长度的 do 的 4 个波长对应 sol 的 6 个波长,故 do 和 sol 在空气中传播的波长之比约为 32,选项 D 正确;由于二者在空气中传播速度相等,由 vf 可知,do 和 sol 的频率之比约为 23,do 和 sol 的周期之比约为 3 2,选项 A 正确,选项B、 C 错误答案:AD7(多选 )(2018唐山模拟 )如图所示,实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷,此刻,M 是波峰与波峰相遇点,下列说法中正确的是( )A该时刻质点 O 正处在平衡位置B P、N 两

7、点始终处于平衡位置C点 M 到两波源的距离之差一定是波长的整数倍D从该时刻起,经过 周期,质点 M 到达平衡位置14解析:由题图可知,O、M 为振动加强的点,此时点 O 处于波谷,点 M 处于波峰,点 M 是峰、峰相遇,只有当两波源振动相位相同时,点 M 到两波源的距离差才是波长的整数倍,若两波源振动相位相反,则点 M 到两波源的距离差为半波长的奇数倍,故 A、C均错误;P、N 两点为减弱点,又因为两列波的振幅相同,因此P、N 两点的振幅为零,即两点始终处于平衡位置,B 正确;从该时刻经 周期,两列波分别引起的振动都使点 M 位于平衡位置,故点14M 位于平衡位置,D 正确答案:BD8(201

8、5全国卷 )平衡位置位于原点 O 的波源发出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 35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自 t0 时由平衡位置开始向上振动,周期 T1 s,振幅 A5 cm.当波传到 P 点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过 5 s,平衡位置在 Q 处的质点第一次处于波峰位置,求:(1)P、Q 之间的距离;(2)从 t0 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路程解析:(1) 由题意, O、 P 两点的距离与波长满足OP ,54波速与波长的关系为 v

9、 .T在 t5 s 时间间隔内波传播的路程为 vt,由题意有 vtPQ ,4综上解得 PQ133 cm.(2)Q 处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动时间为t1t T.54波源由平衡位置开始运动,每经过 ,波源运动的路程为 A,由T4题意可知 t125 T,14故 t1 时间内,波源运动的路程为 s25A125 cm.答案:(1)133 cm (2)125 cmB 组 能力提升9(2018烟台模拟 )如图甲所示,S 点为振源,P 点距 S 的距离为 r, t0 时刻 S 点由平衡位置开始振动,产生沿直线向右传播的简谐横波,图乙为 P 点从 t1 时刻开始振动的振动图象,则以下说法正确的是(

10、)At0 时刻振源 S 的振动方向沿 y 轴负方向B t2 时刻 P 点振动速度最大,方向沿 y 轴负方向C该简谐波的波长为r(t2 t1)t1D若波源停止振动,则 P 点也马上停止振动解析:据题意,当机械波在 t1 时刻刚传到 P 点时,P 点的起振方向向上,说明这列波的起振方向向上,则 t0 时,振源的振动方向沿 y 轴正方向, A 选项错误;据图可知,t 2 时刻质点 P 处于平衡位置向上振动,即此时质点 P 具有正向的最大速度,B 选项错误;这列波从波源 S 传到距离 r 的 P 点时所用的时间为 t1,则这列波的传播速度为 v ,那么由图可得这列波的波长为 vT rt1,则 C 选项

11、正确;如果波源停止振动,则 P 点需要经过 t1r(t2 t1)t1时间才会停止振动,所以 D 选项错误答案:C10(多选)(2015 海南卷 )一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在t0 时刻的波形如图所示,质点 P 的 x 坐标为 3 m已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s下列说法正确的是( )A波速为 4 m/sB波的频率为 1.25 HzC x 坐标为 15 m 的质点在 t0.2 s 时恰好位于波谷Dx 坐标为 22 m 的质点在 t0.2 s 时恰好位于波峰E当质点 P 位于波峰时,x 坐标为 17 m 的质点恰好位于波谷解析:任意振动质点连续 2 次经过

12、平衡位置的时间间隔为 0.4 s,则 T0.4 s,解得 T0.8 s,从图象中可知 4 m,所以根据12公式 v m/s 5 m/s,故选项 A 错误;根据公式 f 可得波T 40.8 1T的频率为 1.25 Hz,选项 B 正确;x 坐标为 15 m 的质点和 x 坐标为 3 m 的质点相隔 12 m,为波长的整数倍,即两质点为同相点,而 x 坐标为 3 m 的质点经过 t0.2 s,即四分之一周期振动到平衡位置,所以 x 坐标为 15 m 的质点在 t0.2 s 时振动到平衡位置,选项 C 错误;x 的坐标为 22 m 的质点和 x 的坐标为 2 m 的质点为同相点,x 的坐标为 2 m

13、 的质点经过 t0.2 s,即四分之一周期恰好位于波峰,故 x的坐标为 22 m 的质点在 t0.2 s 时恰好位于波峰,选项 D 正确;当质点 P 位于波峰时,经过了半个周期,而 x 坐标为 17 m 的质点和 x坐标为 1 m 的质点为同相点,经过半个周期 x 坐标为 1 m 的质点恰好位于波谷,选项 E 正确答案:BDE11(2018 南京模拟)如图所示,在坐标原点 O 处有一波源 S,它沿 y 轴做频率为 50 Hz,振幅为 2 cm 的简谐振动,形成的波可沿x 轴正、负方向传播,波速为 20 cm/s,开始振动时,S 恰好通过 O点沿 y 轴正方向运动(1)当 S 完成第一次全振动时

14、,画出此时的波形图(2)如图,波传到坐标为 x12.7 cm 的 M 点时,还要经过多长时间才能传到 N 点?波传到 N 点时,M 点在什么位置?解析:(1) 波形图象如图(2)当波到达 M 点时,波也已经传到 x2.7 cm 的位置还要再经过 t 0.01 s 才能传到 N 点xv当波传播到 N 点时,M 点已经振动了半个周期,故 M 点正在平衡位置且正在向 y 轴负向运动答案:(1) 见解析 (2)0.01 s M 点正在平衡位置12(2016 全国卷)一列简谐横波在介质中沿 x 轴正向传播,波长不小于 10 cm.O 和 A 是介质中平衡位置分别位于 x0 和 x5 cm 处的两个质点

15、t0 时开始观测,此时质点 O 的位移为 y4 cm,质点 A 处于波峰位置;t s 时,质点 O 第一次回到平衡位置,13t1 s 时,质点 A 第一次回到平衡位置求:(1)简谐波的周期、波速和波长;(2)质点 O 的位移随时间变化的关系式解析:(1) 设振动周期为 T,由于质点 A 在 0 到 1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是 个周期,由此14可知 T4 s,由于质点 O 与 A 的距离 5 cm 小于半个波长,且波沿 x 轴正向传播,O 在 t s 时回到平衡位置,而 A 在 t1 s 时回到平衡位置,13时间相差 s两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度23v7.5 cm/s.利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长 30 cm. (2)设质点 O 的位移随时间变化的关系为yAcos ,(2tT 0)将式及题给条件代入上式得4 Acos 00 Acos(6 0))解得 0 ,A8 cm,3质点 O 的位移随时间变化的关系式为y0.08cos (国际单位制)(t2 3)或 y0.08sin (国际单位制)(t2 56)答案:(1)4 s 7.5 cm/s 30 cm(2)y 0.08cos (国际单位制)或 y0.08sin(t2 3) ( t2 )Error!(国际单位制)