【物理】2020届一轮复习人教版 机械波的描述 课时作业

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‎2020届一轮复习人教版 机械波的描述 课时作业 ‎ ‎ 1、如图所示，已知一简谐横波的频率小于5Hz，横波在一条线上传播，某时刻的波形如图中实线所示，经过t=0.2s后波形如图中的虚线所示，则它的波速可能是（　　）‎ A.32.5m/s B.37.5m/s C.62.5m/s D.87.5m/s 2、一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/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4cm B.这列波的周期为1s C.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动 D.此时x=4m处质点的加速度为0 　‎ ‎3、关于机械波的概念，下列说法中正确的是（　 　）‎ A．无论横波、纵波，质点振动的方向总是垂直于波传播的方向 B．任意一个振动质点每经过一个周期，就沿波的传播方向移动一个波长 C．各个质点的振动周期相同 D．简谐波沿长绳传播．绳上相距半个波长的两个质点振动的位移相同 ‎4、如图所示为xOy平面内沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图象，波速为1 m/s，此时P点沿－y方向运动，关于在图上x＝0.3 m处的Q点的说法中正确的是（　　）‎ A．t＝0时，速度方向沿－y方向　　　　　‎ B．t＝0.1 s时，速度最大 C．t＝0.1 s时，加速度方向沿－y方向　　‎ D．t＝0.3 s时，加速度为零 ‎5、振源O起振方向沿﹣y方向，振幅为l0cm，从振源O起振时开始计时，经t=0.7s，x轴上0至5m范围第一次出现如图所示的波形，则下列判断正确的是（　　）‎ A.在0.7s内，x轴上3m处的质点的运动路程为20cm B.此波的周期可能是s C.此列波的波速为m/s D.此波的周期一定是0.4s 6、一个小石子投向平静的湖水中，圆形波纹一圈圈向外传播，如果此时湖畔树上的一张树叶落在水面上，则树叶（　　）‎ A．渐渐飘向湖心 B．渐渐飘向湖畔 ‎ C 在落下处上下振荡 D．沿着波纹做圆周运动 ‎7、关于机械波的以下说法中，正确的是（　　）‎ A ．机械波是振动质点在介质中传播的过程 B ．机械波是传播能量的一种方式 C ．机械波不是传播能量的一种方式 D ．机械波在真空中也能形成 ‎8、关于机械波的下列说法正确的是（　　）‎ A．干涉是波所特有的性质，因此任意两列机械波叠加都能发生稳定的干涉 B．同一列机械波在不同介质中传播速度不同 C．在间谐波中，质点的振动速度等于波的传播速度 D．只有机械波才能发生多普勒效应 9、已知弹簧振子的位移x随时间t变化的表达式为x=8sin（4πt+）cm，式中位移x的单位是cm，时间t的单位是s．下列说法正确的是（　　）‎ A．弹簧振子的振幅为16cm B．弹簧振子的振动周期为0.5s C．在t=0时，弹簧振子的速度达到最大 D．在t=0时，弹簧振子离开平衡位置的位移达到最大 10、一个质点在水平方向上做简谐运动的位移随时间变化的关系是x=5sin5πt cm，则下列判断正确的是( )‎ A. 该简谐运动的周期是0.2s ‎ B. 头1s内质点运动的路程是100cm C. 0.4s到0.5s内质点的速度在逐渐减小 ‎ D. t=0.6s时刻质点的动能为0‎ ‎11、在平静 的湖面上漂着一小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条将（　　）‎ A．随波纹漂向湖岸 B．波纹传到小木条处，小木条仍不动 C．向波源处漂动 D．在原来位置做上下振动 12、下列说法正确的是( )‎ A．有机械振动一定有机械波 B．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长 C．某单色光由水中射入空气时频率不变，波长变长，波速变大 D．弹簧振子的位移-时间图像表示振子的运动轨迹 E．做简谐振动的物体每次经过同一位置时，加速度一定相同 13、一列简谐横波正沿着x轴正方向传播，波在某一时刻的波形如图所示，则此时刻（　　）‎ A．x=3m处质点正沿y轴正方向运动 B．x=6m处质点的速度为零 C．x=7m处质点的加速度方向沿y轴负方向 D．x=8m处质点的合外力为零 14、关于波的现象，下列说法正确的是(　 　)‎ A. 当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化 B. 光波从空气进入水中后，更容易发生衍射 C. 波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低 D. 不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三参量依次为波速、波长、频率 15、如图是一列简谐波在t=0时的波动图象．波的传播速度为2米/秒，则从t=0到t=2.5秒的时间内，质点M通过的路程是　 　米，位移是　 　米 ‎16、某机械波在A介质中的波长是0.25m，传播的速度是140m/s，当它传入B介质中时，波长变为1.25m，则它在B介质中传播的速度是 m/s。 17、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x=0和x=5 cm处的两个质点。t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4 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，t=1 s时，质点A第一次回到平衡位置。求：‎ ‎（i）简谐波的周期、波速和波长；‎ ‎（ii）质点O的位移随时间变化的关系式。‎ ‎18、如图所示，实线为t1=0时刻的图象，虚线为t2=0.1s时刻的波形，求：‎ ‎（1）若波的传播方向为+x方向，波速多大；‎ ‎（2）若波的传播方向为-x方向，波速多大；‎ ‎（3）若波速为450m/s，波沿什么方向传播． 19、如图所示是t＝0时刻的波形图，此时波传到x＝3.0 m处，质点P正向y轴正方向运动，经0.3 s第一次达到波谷位置．求：‎ ‎①波的传播方向及波速；‎ ‎②x＝5.0 m处质点Q在0～0.7 s内通过的路程及0.7 s时的位移． 20、某同学在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，实验装置如图13-3-9所示.使用的双缝的间距为0.025 cm.实验时，首先调节________________和________________的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使________________和________________竖直且互相平行.当屏上出现了干涉图样后，通过测量头（与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm）观察第一条亮纹的位置如图13-3-9所示，第五条亮纹位置如图13-3-10所示，测出双缝与屏的距离为50.00 cm，则待测光的波长λ=________________nm.‎ 图13-3-9‎ 图13-3-10 ‎ 参考答案 ‎1、答案：B 考点:横波的图象；波长、频率和波速的关系．‎ 专题:振动图像与波动图像专题．‎ 分析:根据频率与周期互为倒数求得周期的范围，从而得到波传播的时间与周期的关系，确定波传播的距离，由v=求解波速的可能值．‎ 解答:解：由题：频率f＜5Hz，由T=得：T＞s=0.2s 可知波传播的时间t=0.2s小于一个周期，传播的距离不到一个波长．‎ 若波向右传播，传播的距离为x1=2.5m，则波速为 v===12.5m/s；‎ 若波向左传播，传播的距离为x2=7.5m，则波速为 v===37.5m/s；故B正确．‎ 故选：B 点评:对于两个时刻的波形，一定要考虑波的双向性，根据时间与周期的关系，分析波传播的距离．‎ ‎　‎ ‎2、答案：D 考点： 波长、频率和波速的关系．‎ 专题： 振动图像与波动图像专题．‎ 分析： 由波的图象读出振幅和波长，由波速公式v=算出周期．由波的传播方向判断质点的振动方向，根据质点的位置分析质点的加速度．‎ 解答： 解：A、振幅等于y的最大值，故这列波的振幅为A=2cm．故A错误．‎ B、由图知，波长λ=8m，由波速公式v=，得周期T==s=2s．故B错误．‎ C、简谐机械横波沿x轴正方向传播，由波形平移法得知，此时x=4m处质点沿y轴正方向运动．故C错误．‎ D、此时x=4m处质点沿处于平衡位置，加速度为零．故D正确．‎ 故选：D．‎ 点评： 根据波的图象读出振幅、波长、速度方向及大小变化情况，加速度方向及大小变化情况等，是应具备的基本能力． 3、答案：C ‎ A、对于横波，质点振动的方向总是垂直于波传播的方向．而纵波，质点振动的方向与波传播的方向在同一直线上．故A错误．‎ B、任一振动质点都不随波向前移动．故B错误．‎ C、根据波的周期性可知，相隔一个周期的两时刻，介质中各质点位置相同，则简谐波的图象相同．故C正确．‎ D、简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动情况总是相反，位移的大小总是相等．故D错误．‎ 故选C 4、答案：C 考点: 机械波。 【名师名师点评】波的传播方向与质点振动方向的互判方法 内容 图象 ‎“上下坡”法 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动 ‎“同侧”‎ 法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 ‎“微平 移”法 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向 ‎ 5、答案：D 考点:横波的图象；波长、频率和波速的关系．‎ 专题:振动图像与波动图像专题．‎ 分析:振源0起振方向沿﹣y方向，介质中各个质点的起振方向均沿﹣y方向．该题的波形图不全，首先要补全波形图，可知在0.7s的时间内，波向右传播了7m，由此可得知波速的大小；利用波长、波速和周期之间的关系可求出周期．根据时间与周期的关系，求出质点的运动路程．‎ 解答:解：据题：振源0起振方向沿﹣y方向，介质中各个质点的起振方向均沿﹣y方向，而图示时刻x=5m处质点沿+y方向振动，可知0至5m范围第一次出现图示简谐波时，x=5m处并不是波的最前列，在x=5m处质点的右边还有半个波长的波形图，即波此刻恰好传到x=7m处，所以波速为 v==m/s=10m/s．‎ 由图知，波长为 λ=4m，则周期为 T===s=0.4s．‎ 由上知，在0.7s内，x轴上3m处的质点振动了一个周期，通过路程为 S=4A=4×10cm=40cm．故ABC错误，D正确．‎ 故选：D．‎ 点评:解答本题的关键是抓住波的基本特点：介质中各个质点的起振方向与波源起振方向相同，确定出图示时刻全部波形，能熟练根据平移法判断质点的振动方向．要注意本题是特殊值问题，并不是多解问题．‎ ‎6、答案：C 7、答案：B ‎ ‎8、答案：B ‎【考点】多普勒效应；波的形成和传播．‎ ‎【分析】干涉与衍射是波特有的现象；‎ 机械波传播速度与介质有关；‎ 干涉时，振动加强点是振动方向相同，并不是总处于波峰或波谷；‎ 由多普勒效应：两者间距变化，则接收频率变化 ‎【解答】解：A、任意的两列波相遇，不一定都能产生稳定的干涉现象，只有两列波频率完全相同，才会出现稳定的干涉现象．故A错误 B、机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，同一列机械波在不同介质中传播速度不同，故B正确；‎ C、质点的振动速度与波的传播速度无关，故C错误；‎ D、根据多普勒效应，当两者间距减小时，接收频率变高，当两者间距增大时，接收频率变低，一切波都能发生多普勒效应，故D错误；‎ 故选：B 考查机械波传播速度与介质的关系，掌握干涉与衍射是波特有的现象，理解多普勒效应现象，注意是两者间距变化，而不是只要运动 9、答案：B ‎【考点】 简谐运动的振动图象．‎ ‎【分析】由x=8sin（4πt+）cm，得到振子的振幅，再根据表达式，即可确定时间t=0时，哪个量达到最大，从而确定求解．‎ ‎【解答】解：A、位移x随时间变化的表达式为x=8sin（4πt+）cm，因此得到弹簧振子的振幅为8cm，故A错误；‎ B、根据简谐运动的标准方程y=Asinωt，ω=4π，周期： s．故B正确；‎ C、在t=0时，弹簧振子的位移： cm，弹簧振子不在平衡位置，所以速度不是最大．故C错误；‎ D、在t=0时，弹簧振子的位移： cm，弹簧振子离开平衡位置的位移未达到最大．故D错误．‎ 故选：B 10、答案：C ‎ ‎ 11、答案：D ‎【考点】波的形成和传播．‎ ‎【分析】根据机械波向前传播的过程中，介质中质点在各自的平衡附近在振动，而不随波向前迁移，分析小木条的运动情况．‎ ‎【解答】解：向湖中央扔一石子，圆形水波一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条在原来位置附近上下振动，则不向前移动．故ABC错误，D正确；‎ 故选：D 12、答案：BCE 13、答案：AC ‎【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．‎ ‎【分析】简谐横波沿着x轴正方向传播，根据波形的平移法判断x=3m处质点的运动方向．根据质点的位置，分析质点的速度，由a=﹣分析加速度，确定合外力．‎ ‎【解答】解：A、简谐横波沿着x轴正方向传播，波形将向右平移，则此时刻x=3m处质点沿y轴正方向运动．故A正确．‎ B、x=6m处质点处于平衡位置，速度最大．故B错误．‎ C、x=7m处质点位移为正值，由a=﹣分析得知，加速度为负值，即沿y轴负方向．故C正确．‎ D、x=8m处质点位移最大，加速度最大，则合外力最大．故D错误．‎ 故选AC 由波的传播方向判断质点的运动方向是基本功，要熟练掌握．对于简谐运动，要会根据a=﹣分析加速度的情况． 14、答案：AD ‎ ‎15、答案：2.5，0‎ ‎【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象 ‎【分析】由图读出波长，求出周期，根据时间与周期的关系，分析路程与振幅的关系，求解路程和位移．‎ ‎【解答】解：由图读出波长λ=0.4m，由波速公式v= 得到，周期T==s=0.2s，从t=0到t=2.5s经历的时间△t=2.5s=12.5T．质点在一个周期内通过的路程为4A，则从t=0到t=2.5s的时间内质点M通过的路程是S=12.5×4A=50×5cm=250cm=2.5m．t=2.5s时刻质点仍在平衡位置，则位移为y=0．‎ 故答案为：2.5，0．‎ 本题要抓住质点简谐运动时，一个周期内通过的路程是四倍振幅分析质点通过的路程． 16、答案：700 17、答案：（i）4 s 7.5 cm/s 30 cm （2）y=0.08cos(+) 试题分析：（i）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，由此可知 T=4 s①‎ 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，质点O在t=s时回到平衡位置，而质点A在t=1 s时回到平衡位置，时间相差s，两质点平衡位置间的距离除以传播时间，可得波的速度 v=7.5 cm/s②‎ 利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长 λ=30 cm③‎ ‎（ii）设质点O的位移随时间变化的关系为y=Acos(+φ0)④‎ 将①式及题给条件代入上式得 ‎⑤‎ 解得φ0=，A=8 cm⑥‎ 质点O的位移随时间变化的关系为 y=0.08cos(+)（国际单位制）⑦‎ 或y=0.08sin(+)（国际单位制）‎ ‎【考点定位】机械振动和机械波 ‎【名师名师点评】此题是关于简谐波的传播问题；关键是搞清机械波形成的机理，知道质点的位移随时间变化的关系y=Acos(+φ0)，根据已知条件确定振幅和角频率等；此题有一定难度。‎ ‎18、答案：（1）（50+20n）m/s（n=0，1……） （2）（150+120n）m/s（n=0，1，……） （3）x轴正向 19、答案：①x轴正方向　10 m/s　②25 cm　－5 cm ①由t＝0时刻质点P正向y轴正方向运动，可得波向x轴正方向传播 由s，得周期T＝0.4 s 故波速＝10 m/s ‎②波传到Q的时间需0.2 s，在剩下的0.5 s内，即1.25个周期内，Q通过的路程x＝4A×1.25＝4×5×1.25 cm＝25 cm ‎0．7 s时Q正处于负向最大位移处，y＝－5 cm 20、答案：光源 滤光片/单缝 单缝 双缝 592.75 nm 在光的干涉测波长的实验中，首先调节光源、滤光片、单缝、屏的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直且互相平行.在读数时由螺旋测微器原理知图（a）读数为1.138 mm，图（b）读数为5.880 mm，由Δx== mm=1.185 5 mm 由公式λ== m=5.927 5×10-7 m=592.75 nm. ‎