高考物理复习同步练习：第十一章 第2单元 课下综合提升

高考物理复习同步练习：第十一章 第2单元 课下综合提升

‎ ‎ ‎1．下列关于简谐运动和简谐波的说法，正确的是(　　)‎ A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定等于质点的振幅 解析：波传播过程中每个质点都在前面质点的驱动力作用下做受迫振动，A正确。波速是波在介质中传播的速度，在同种均匀介质中波速是个常量；质点振动速度随质点振动所处位置不断变化，B、C错误。波峰、波谷分别是平衡位置上方、下方最大位移处，而振幅是振动中偏离平衡位置的最大距离，D错误。‎ 答案：A ‎2．一质点以坐标原点为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图像如图1所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为‎1 m/s，从t＝0时刻开始经过0.2 s后此质点立即停止运动，则再经过0.3 s时的波形图是图2中的(　　) 图1‎ 图2‎ 解析：由振动图像可知，波源从平衡位置开始振动的方向向上，这意味着任一刚刚开始振动的质点的振动方向必定向上，故经过0.2 s＋0.3 s＝0.5 s时，波在x轴正方向传播的距离为‎0.5 m，且振动方向向上，B正确。‎ 答案：B ‎3．下列声学现象属于多普勒效应的是(　　)‎ A．有经验的战士可以根据炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远离他 B．敲响一只音叉，另一只与其相隔不远的音叉也能发出声音 C．敲响一只音叉，在其周围某些区域声音较强，某些区域声音较弱 D．屋子外的人虽然看不到屋内的人，但却能听到屋内人的谈笑声 解析：‎ 炮弹飞行时战士听到的频率变化的尖叫声属于多普勒效应；敲响一只音叉，另一只与其相隔不远的音叉由于共振也能发出声音；敲响一只音叉，由于干涉，在其周围某些区域声音较强，某些区域声音较弱；屋子外的人虽然看不到屋内的人，但却能听到屋内人的谈笑声属于衍射现象。‎ 答案：A ‎4．一简谐横波沿x轴正方向传播，若在x＝‎1 m处质点的振动图像如图3所示，则该波在t＝0.3 s时刻的波形曲线为图4中的 ‎ ‎(　　) ‎ 图3‎ 图4‎ 解析：由题图可知t＝0.3 s 时刻处于x＝‎1 m处的质点在波谷位置。显然选项中t＝0.3 s时刻的波形图中只有A选项对应了x＝‎1 m处的质点处在波谷位置，A正确。‎ 答案：A ‎5．一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距‎0.45 m，图5是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是(　　)‎ A．‎4.5 m/s　　　　　　　　　　 B．‎3.0 m/s 图5‎ C．‎1.5 m/s D．‎0.7 m/s 解析：由振动图像可知，振源的振动周期T＝0.4 s，再根据题意结合波的周期性可知‎0.45 m＝(n＋)λ，而波速v＝，即v＝ m/s，当n＝0时，v1＝‎4.5 m/s，当n＝1时，v2＝‎0.9 m/s，当n＝2时，v3＝‎0.5 m/s，所以本题答案为A。‎ 答案：A ‎6．在同一介质中两列频率相同，振动步调一致的横波互相叠加，则下列判断错误的是 ‎(　　)‎ A．波峰与波谷叠加的点振动一定是减弱的 B．振动最强的点经过T后恰好回到平衡位置，因而该点的振动是先加强后减弱 C．振动加强区和减弱区相间隔分布，且加强区和减弱区不随时间变化 D．加强区的质点某时刻的位移可能是零 解析：由题知两列波满足相干的条件，因此在它们相遇的区域里会产生干涉图样，波峰与波谷叠加的点其振幅等于|A1－A2|，为减弱点，选项A正确。振动最强的点经T后回到平衡位置，它不是振动加强点，选项B错误。根据干涉图样的特点知选项C正确。叠加区域的所有质点都在以自己的平衡位置为中心振动，因此选项D正确。‎ 答案：B ‎7．如图6所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约‎60 m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有(　　)‎ ‎①假设波浪的波长约为‎10 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 图6‎ ‎②假设波浪的波长约为‎10 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 ‎③假设波浪的波长约为‎50 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 ‎④假设波浪的波长约为‎50 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③‎ 解析：A、B处小船发生明显的影响是因为水波发生明显的衍射，波浪能传播到A、B处的结果，由于当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候，会发生明显的衍射现象。‎ 答案：C ‎8．坐标原点O处有一波源S，在xOy坐标平面内发出沿y轴方向振动的平面简谐横波，波在沿x轴方向的均匀介质中传播的速度为v＝‎200 m/s，已知t＝0时刻。沿x轴正方向传播的一列波刚好到达x＝‎40 m处，如图7所示，则下列说法中正确的是(　　) 图7‎ A．波源S开始振动的方向沿y轴正方向 B．在x轴上x＝‎40 m处的质点在t＝0.05 s时位移最大 C．若波源沿着x轴正方向匀速靠近位于坐标为(‎100 m,0)处的接收器(图中未画出)，则接收器接收到的频率比波源振动频率高 D．若波源沿着x轴正方向匀速运动，同时，位于坐标为(‎100 m,0)处的接收器(图中未画出)向x轴负方向匀速运动，则接收器接收到的频率不断变小 解析：因为波向右传播，则可认为左侧的O点为波源，根据后面的质点要重复前面的质点的振动且波形不被破坏，可判断出波源是向下即沿y轴负方向开始振动，A错误 ‎；由图知λ＝‎20 m，由T＝＝ s＝0.1 s，因t＝，所以质点向下振动到最大振幅处又回到了平衡位置，故B错误；当波源相对接收器靠近时，在单位时间接收到的信号的个数增多，即接收到的频率增大，C、D都是波源与接收器相对靠近，故C正确，D错误。‎ 答案：C ‎9．如图8所示，两列简谐波均沿x轴方向传播，传播速度大小相等，其中一列沿x轴正方向传播(图中实线所示)，一列沿x轴负方向传播(图中虚线所示)。这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，则图中x＝1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x＝________的点，振幅最小的是x＝________的点。‎ 图8‎ 解析：对x＝4处的质点，实线所示的波使该质点从平衡位置向上运动，而虚线所示的波也使该质点从平衡位置向上运动，因此该质点的振动实际上是同向叠加的，即振幅等于两列波引起的振幅之和；同理x＝8处的质点，两列波都使该质点向下振动，也是同向叠加的。而x＝2处与x＝6处的质点均为反向叠加，即两列波引起的振动方向始终相反，振动减弱，其他的点速度时而相同时而相反，属于过渡的点。‎ 答案：4和8　2和6‎ ‎10．如图9所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为‎0.6 m/s，P质点的横坐标为x＝‎0.96 m。从图示时刻开始计时，求：‎ 图9‎ ‎(1)P质点刚开始振动时振动方向如何？‎ ‎(2)P质点开始振动后，其振动周期为多少？‎ ‎(3)经过多长时间P质点第二次到达波峰？‎ 解析：(1)波上每一点开始振动的方向都与此刻波上最前端质点的振动方向相同，即向下振动。‎ ‎(2)P质点开始振动后，其振动周期等于振源的振动周期，由v＝，可得：T＝＝0.4 s。‎ ‎(3)P质点第二次到达波峰也就是第二个波峰传到P点，第二个波峰到P点的距离为 s＝x＋λ＝‎‎1.14 m 所以t＝＝ s＝1.9 s。‎ 答案：(1)向下振动　(2)0.4 s　(3)1.9 s ‎11．如图10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，求：‎ 图10‎ ‎(1)当S完成第一次全振动时，画出此时的波形图。‎ ‎(2)如图，波传到坐标为x1＝‎2.7 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)波形图像如图：‎ ‎(2)当波到达M点时，波也已经传到x＝－‎2.7 cm的位置。还要再经过t＝＝0.01 s才能传到N点。‎ 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 ‎12．一列横波上有相距‎4 m的A、B两点，波的传播方向是由A向B，波长大于‎2 m，如图11所示的是A、B两质点的振动图像，求这列波可能的波速。‎ 图11‎ 解析：由振动图像得：‎ 质点振动周期T＝0.4 s B点比A点晚振动的时间 Δt＝kT＋T(k＝1,2,3，…)‎ 所以A、B间的距离为 Δs＝kλ＋λ(k＝0,1,2,3，…)‎ 则波长为 λ＝＝ 因为λ＜‎2 m，所以k＝0,1‎ 当k＝0时，λ1＝ m，‎ v1＝＝ m/s＝ m/s 当k＝1时，λ2＝ m，‎ v2＝＝ m/s＝ m/s 答案： m/s或 m/s