2019年高考物理大一輪復習 第十二章 機械振動 機械波 光 電磁波 相對論簡介 第2講 機械波(選修3-4).doc
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2019年高考物理大一輪復習 第十二章 機械振動 機械波 光 電磁波 相對論簡介 第2講 機械波(選修3-4) 1. 一列橫波沿x軸正方向傳播,a、b、c、d為介質(zhì)中沿波傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位置.某時刻的波形如圖1(a)所示,此后,若經(jīng)過周期開始計時,則圖(b) 描述的是( ). 圖1 A.a(chǎn)處質(zhì)點的振動圖象 B.b處質(zhì)點的振動圖象 C.c處質(zhì)點的振動圖象 D.d處質(zhì)點的振動圖象 解析 由圖(a)看出,從該時刻經(jīng)過3/4周期,質(zhì)點a、b、c和d分別運動到波谷、平衡位置、波峰和平衡位置,從而排除選項A和C;因到達平衡位置的b和d的運動方向分別沿y軸負、正方向,故圖(b)所表示的是b處的質(zhì)點的振動圖象. 答案 B 2. 一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,傳到M點時波形如圖2所示,再經(jīng)0.6 s, N點開始振動,則該波的振幅A和頻率f為( ). 圖2 A.A=1 m f=5 Hz B.A=0.5 m f=5 Hz C.A=1 m f=2.5 Hz D.A=0.5 m f=2.5 Hz 解析 由題干圖可知振幅A=0.5 m.波從M傳到N的過程,波速v== m/s=10 m/s.由圖可知λ=4 m,所以T==0.4 s,f==2.5 Hz.D正確. 答案 D 3.如圖3所示為一列在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖,波速為4 m/s.圖中“A、B、C、D、E、F、G、H”各質(zhì)點中( ). 圖3 A.沿y軸正方向速率最大的質(zhì)點是D B.沿y軸正方向加速度最大的質(zhì)點是B C.經(jīng)過Δt=0.5 s質(zhì)點D將向右移動2 m D.經(jīng)過Δt=2.5 s,質(zhì)點D的位移是0.2 m 解析 在平衡位置的質(zhì)點速率最大,又從傳播方向可以判斷,質(zhì)點D向上振動,質(zhì)點H向下振動,所以A項正確;在最大位移處的質(zhì)點加速度最大,加速度的方向與位移方向相反,B質(zhì)點的加速度方向向下,B項錯誤;質(zhì)點只能在平衡位置兩側(cè)上下振動,并不隨波遷移,C項錯誤;波傳播的周期T==1 s,經(jīng)過Δt=2.5 s=2.5T,質(zhì)點D仍位于平衡位置,所以位移為0,D項錯誤. 答案 A 4. 一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖4甲所示,圖中P、Q兩質(zhì)點的橫坐標分 別為x=1.5 m和x=4.5 m.P點的振動圖象如圖4乙所示.在下列四幅圖中,Q點的振動圖象可能是( ). 甲 乙 圖4 解析 該波的波長為4 m,P、Q兩點間的距離為3 m.當波沿x軸正方向傳播時,P在平衡位置向上振動,而Q點此時應處于波峰,B正確;當波沿x軸負方向傳播時,P點處于平衡位置向下振動,而此時Q點應處于波谷,C正確. 答案 BC 5. 質(zhì)點O振動形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t時刻的波形圖如圖5甲所示, 當波傳到x=3 m處的質(zhì)點P時開始計時,質(zhì)點P的振動圖象如圖乙所示, 則( ). 圖5 A.該波的頻率為25 Hz B.該波的傳播速度為2 m/s C.質(zhì)點O開始振動時沿y軸正方向 D.從t時刻起,經(jīng)過0.015 s,質(zhì)點P將回到平衡位置 解析 根據(jù)題圖可知,該波的波長λ=8 m,周期T=0.04 s,所以波速v=λ/T=200 m/s,頻率f=1/T=25 Hz,選項A正確,B錯誤;根據(jù)甲圖,t時刻機械波剛好傳播到x=8 m處的質(zhì)點,已知機械波沿x軸正方向傳播,該質(zhì)點的起振方向為y軸負方向,這與波源的起振方向相同,所以質(zhì)點O開始振動時沿y軸負方向,也可利用乙圖看出質(zhì)點P的起振方向沿y軸負方向,選項C錯誤;經(jīng)過0.015 s波傳播的距離為x=2000.015 m=3 m,從t時刻起經(jīng)過0.015 s質(zhì)點P左側(cè)距離質(zhì)點P 3 m遠的質(zhì)點O的振動情況傳到P點,即P點回到平衡位置,選項D正確. 答案 AD 6. 一列簡諧橫波以v=24 m/s的速度水平向右傳播,在t1、t2兩時刻的波形分別如圖6中實線和虛線所示,圖中兩波峰處質(zhì)點A、B的平衡位置相距7 m,質(zhì)點的振動周期為T,且3T<(t2-t1)<4T,在(t2-t1)時間內(nèi)波向右傳播的距離為25 m,則這列波的波長為________ m,這列波中各質(zhì)點的振 動周期T=________ s. 圖6 解析 由題意知3λ+7 m=25 m,解得波長λ=6 m,由λ=vT得這列波中各質(zhì)點的振動周期T=λ/v=0.25 s. 答案 6 0.25 7. 如圖7所示,圖甲為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形圖,圖乙是這列波中質(zhì)點P的振動圖線,那么: 甲 乙 圖7 (1)該波的傳播速度為________m/s; (2)該波的傳播方向為________(填“向左”或“向右”); (3)圖甲中Q點(坐標為x=2.25 m處的點)的振動方程為:y=________cm. 解析 (1)波的周期T=2 s,波長λ=1 m, 波速v==0.5 m/s. (2)P點向上運動,不難判斷波是向左傳播. (3)Q點此時從最大位移開始向平衡位置運動,振動圖象是一條余弦曲線,A=0.2cm,ω==π,Q點的振動方程為y=0.2cos (πt). 答案 (1)0.5 (2)向左 (3)0.2cos (πt) 8. 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時刻的波形如圖6中實線所示, t=0.1 s時刻的波形如圖8中的虛線所示.波源不在坐標原點O,P是傳播介質(zhì)中離坐標原點2.5 m處的一個質(zhì)點.則以下說法正確的是( ). 圖8 A.波的頻率可能為7.5 Hz B.波的傳播速度可能為50 m/s C.質(zhì)點P的振幅為0.1 m D.在t=0.1 s時刻與P相距5 m處的質(zhì)點也一定向上振動 解析 從題圖中可以看出從實線傳播到虛線的時間為:t=T(n=0,1,2,…),波的頻率為f=== Hz=2.5(4n+1) Hz(n=0,1,2,…),A錯誤;從圖中得出波長為:λ=4 m,波的傳播速度為v=λf=10(4n+1) m/s(n=0,1,2,…),當n=1時,v=50 m/s,B正確;從圖中可以看出質(zhì)點P的振幅為0.1 m,C正確;從圖中可知t=0.1 s時,質(zhì)點P向上振動,與P相距5 m的質(zhì)點與質(zhì)點P相距1個波長,若該質(zhì)點在P點左側(cè),它正在向下振動,若該質(zhì)點在P點右側(cè),它正在向上振動,D錯誤. 答案 BC 9. 如圖9所示,波源P從平衡位置y=0開始振動,方向豎直向上(y軸的正 方向),振動周期T=0.01 s.產(chǎn)生的簡諧波向右傳播,波速為v=80 m/s.經(jīng)過一段時間后,S、Q兩點開始振動,已知距離SP=0.4 m、SQ=1.0 m.若以Q點開始振動的時刻作為計時的零點,則下列說法正確的是( ). 圖9 A.圖10乙能正確描述Q點的振動情況 B.圖10甲能正確描述S點的振動情況 C.圖10丙能正確描述t=0時刻的波形圖 D.若在Q點也存在一個波源,振動情況同波源P,則S為振動加強點 圖10 解析 該簡諧波的波長λ=vT=0.8 m,SP=λ,PQ=λ,分析各圖象可知選項A、B錯誤,C正確;若在Q點也存在一個波源,SQ=λ,Δx=SQ-SP=λ,因此S不是振動加強點,選項D錯誤. 答案 C 10. 一列簡楷橫波以1 m/s的速度沿繩子由A向B傳播,A、B間的距離為3 m,如圖11甲所示.若質(zhì)點B的振動圖象如圖乙所示,則質(zhì)點A的振動圖象為( ). 圖11 解析 由圖乙可知:該波的周期T=4 s,則由波長公式可得:λ=vT=4 m,即AB之間間距為λ,且在t=0時,質(zhì)點B在平衡位置,沿y軸負向運動,如圖所示,由圖可知:質(zhì)點A在正向最大位移處,故選項A、B、C錯誤, 選項D正確. 答案 D 12.(1)如圖12所示,彈簧振子在振動過程中,振子從a到b歷時0.2 s,振子經(jīng)a、b兩點時速度相同,若它從b再回到a的最短時間為0.4 s,c、d為振動的最遠點,則該振子的振動頻率為( ) A.1 Hz B.1.25 Hz C.2 Hz D.2.5 Hz 圖12 (2)如圖所示,小球m自A點以向AD方向的初速度v開始運動,已知=0.9 m,AB圓弧的半徑R=10 m,AD=10 m,A、B、C、D在同一水平面內(nèi).重力加速度g取10 m/s2,欲使小球恰能通過C點,其初速度v應為________. 解析 (1)經(jīng)a、b兩點時速度相同,可知a、b兩點關(guān)于O點對稱,tob= s=0.1 s;振子從b再回到a的最短時間t=2tbc+tba=0.4 s,可得tbc== s=0.1 s,所以tOc=tOb+tbc=0.1 s+0.1 s=0.2 s,而tOc=,所以振子振動周期T=4tOc=0.8 s,振子振動頻率f==1.25 Hz,故B正確. (2)小球m的運動由兩個分運動合成,這兩個分運動分別是:以速度v沿AD方向的勻速直線運動和在圓弧面上AB方向上的往復運動.因為?R,所以小球在圓弧面上的往復運動具有等時性,符合類單擺模型,其圓弧半徑R即為類單擺的擺長,小球m恰好能通過C,則有AD=vt,且滿足t=T (n=0,1,2,3…) 又T=2π,解以上方程得 v= m/s(n=0,1,2,3…) 答案 (1)B (2) m/s(n=0,1,2,3…) 12.一列簡諧橫波由質(zhì)點A向質(zhì)點B傳播.已知A、B兩點相距4 m,這列波的波長大于2 m而小于20 m.圖13表示在波的傳播過程中A、B兩質(zhì)點的振動圖象.求波的傳播速度. 圖13 解析 由振動圖象讀出T=0.4 s,分析圖象可知:t=0時,質(zhì)點A位于y軸正方向最大位移處,而質(zhì)點B則經(jīng)過平衡位置向y軸負方向運動.所以A、B間距4=λ,則λ= m,其中n=0,1,2… 因為這列波的波長大于2 m而小于20 m 所以n有0、1兩個可能的取值,即:λ1= m,λ2= m 因v=λ/T,所以v1= m/s或v2= m/s. 答案 m/s或 m/s- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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