【物理】2020届一轮复习人教版机械波作业（江苏专用）

【物理】2020届一轮复习人教版机械波作业（江苏专用）

课时跟踪检测（四十四） 机械波 对点训练：机械波的传播与图像 ‎1．[多选]一列简谐横波沿x轴方向传播，某时刻的波形图如图所示，已知位于x＝1 m处的质点正向下运动，则下列说法正确的是(　　)‎ A．该波沿x轴负方向传播 B．x＝3 m处的质点的振幅为零 C．x＝2 m处的质点此刻具有最大加速度 D．该时刻以后，x＝2.5 m处的质点比x＝1.5 m处的质点先回到平衡位置 解析：选ACD　已知位于x＝1 m处的质点正向下运动，可知该波沿x轴负方向传播，选项A正确；x＝3 m处的质点此时的位移为零，但是振幅不为零，选项B错误；x＝2 m处的质点位移最大，回复力最大，则此刻具有最大加速度，选项C正确；该时刻x＝2.5 m处的质点向上振动，x＝1.5 m处的质点向下振动，则从该时刻以后，x＝2.5 m处的质点比x＝1.5 m处的质点先回到平衡位置，选项D正确。‎ ‎2.(2019·苏州模拟)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时波恰好传播到A点处(x＝6 m)。起振后A处质点在8 s时间内的运动路程是16 cm，则该列波的波速是__________m/s；位于x＝18 m 处的质点在t＝______s时刻将第一次到达波谷位置。‎ 解析：起振后A处质点在8 s时间内的运动路程是16 cm，可知T＝4 s，因波长为λ＝4 m，则波速v＝＝1 m/s；当 x＝18 m处的质点第一次到达波谷位置时，则波向前传播15 m，则t＝＝ s＝15 s。‎ 答案：1　15‎ ‎3.(2018·苏锡常镇模拟)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，A为传播介质中的一质点，则该时刻A的运动方向是____________(选填“沿x轴正方向”“沿x轴负方向”“沿y轴正方向”或“沿y轴负方向”)，在此后2 s内A通过的路程为20 cm，此列波的传播速度大小为________m/s。‎ 解析：将波沿x轴正方向平移稍许，可得该时刻A的运动方向沿y轴负方向。‎ ‎2 s内A通过的路程为20 cm，波的振幅是2 cm，则波的周期T＝0.8 s；由题图得，波的波长λ＝4 m，波的传播速度v＝＝ m/s＝5 m/s。‎ 答案：沿y轴负方向　5‎ ‎4．(2018·江苏高考)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝0和x＝0.6 m 处的两个质点A、B的振动图像如图所示。已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长。‎ 解析：由图像可知，周期T＝0.4 s 由于波长大于0.6 m，而A、B间的距离Δx＝0.6 m，可知，‎ 波从A到B的传播时间Δt＝0.3 s 波速v＝，代入数据得v＝2 m/s，‎ 波长λ＝vT，代入数据得λ＝0.8 m。‎ 答案：2 m/s　0.8 m ‎5.(2019·扬州中学月考)一列简谐波沿x轴方向传播，t＝0时刻波的图像如图所示，此刻波刚好传播至x1＝10 m处，在此后2 s 时间内x1＝10 m处的质点通过的总路程是20 cm。求：‎ ‎(1)波沿x轴传播的速度v；‎ ‎(2)x轴上x2＝16 m处的质点何时开始振动？开始振动时的方向如何？‎ 解析：(1)根据波形图可知，波长λ＝8 m,2 s时间内x1＝10 m 处的质点通过的总路程是20 cm，而20 cm＝4A，所以T＝2 s，则v＝＝ m/s＝4 m/s。‎ ‎(2)波从x1＝10 m传到x2＝16 m处的时间t＝＝ s＝1.5 s，波沿＋x轴方向传播，则x1＝10 m处质点开始振动时沿y轴正方向，所以x2＝16 m处的质点开始振动时沿y轴正方向。‎ 答案：(1)4 m/s　(2)1.5 s　沿y轴正方向 对点训练：振动图像与波动图像的综合应用 ‎6．[多选]如图甲，介质中两个质点A和B的平衡位置距波源O的距离分别为1 m和5 m。图乙是波源做简谐运动的振动图像。波源振动形成的简谐横波沿图甲中x轴传播。已知t＝4 s时刻，A质点第一次运动到y轴负方向最大位移处。下列判断正确的是(　　)‎ A．A质点的起振方向向上 B．该列简谐横波的波速为1 m/s C．该列简谐横波的波长为4 m D．t＝8 s时，B质点正好经过平衡位置且振动方向向下 解析：选ABC　各质点的起振方向与波源的起振方向相同，由题图乙可知，波源的起振方向向上，故A正确；由题图乙可知，周期T＝4 s，波先从O点传到A点，A质点再振动T＝3 s到波谷，所以波从O点到A点所用的时间为1 s，则波速v＝＝ m/s＝1 m/s，波长λ＝vT＝4 m，故B、C正确；波传到B点所用的时间为t1＝ s＝5 s，B质点开始向上运动，振动3 s即T到达波谷处，故D错误。‎ ‎7．(2019·徐州检测)图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.1 s时刻的波形图，图乙是这列波中质点B的振动图像，则波速的大小为________m/s；再经过0.05 s，质点_______(选填“A”“B”“C”或“D”)到达波峰。‎ 解析：由题图读得λ＝4 m，T＝0.2 s，则波速为v＝＝ m/s＝20 m/s，t＝0.1 s时刻质点B的振动方向向下，由波形平移法知该波沿x轴负方向传播，t＝0.1 s时刻，质点D向上运动。再经过0.05 s，即再过，质点D到达波峰。‎ 答案：20　D ‎8.一列沿x轴正方向传播的简谐波，其波源位于坐标原点O，且在t＝0时刻的波形图如图所示。已知这列波在P点出现两次波峰的最短时间是0.4 s，求：‎ ‎(1)这列波的波速；‎ ‎(2)试写出质点P做简谐运动的表达式；‎ ‎(3)从t＝0时刻开始计时，质点R第一次到达波谷所用的时间。‎ 解析：(1)由题意可知：λ＝4 m，T＝0.4 s 得：v＝＝ m/s＝10 m/s。‎ ‎(2)由题图可知A＝4 cm，ω＝＝5π rad/s 故质点P做简谐运动的表达式为y＝4cos(5πt)cm。‎ ‎(3)这列波传到R质点的时间为t1＝＝ s＝0.5 s 又由题图可知质点R的起振方向为沿y轴正方向，所以R质点振动后再经过t2＝T＝0.3 s后才能第一次到达波谷，故再经过t＝t1＋t2＝0.8 s后质点R才能第一次到达波谷。‎ 答案：(1)10 m/s　(2)y＝4cos(5πt)cm　(3)0.8 s 对点训练：波的多解问题 ‎9.(2019·盐城期末)如图所示，P、Q是一列沿x轴正方向传播的简谐横波两时刻的波形图，且波形P经过t＝2 s到波形Q。求这列波的波长和波速。‎ 解析：由题图可知λ＝4 m，‎ 从波形P到波形Q需要经历T＝2 s 所以T＝(n＝0,1,2,3，…)，‎ 故波速v＝＝(2n＋1.5)m/s(n＝0,1,2,3，…)。‎ 答案：4 m　(2n＋1.5) m/s(n＝0,1,2,3，…)‎ ‎10．(2019·徐州质检)P、Q是一列简谐横波中的两个质点，它们的平衡位置相距30 m，各自的振动图像如图中的实线和虚线所示，且P、Q之间的距离小于一个波长，求：‎ ‎(1)若P比Q离波源近，该波的波长；‎ ‎(2)若Q比P离波源近，该波的速度。‎ 解析：(1)若点P离波源较近，波由P传到Q，则P、Q间的距离有：‎ Δx＝λ＝30 m，‎ 因P、Q之间的距离小于一个波长，‎ 则n取0，则得：λ＝40 m。‎ ‎(2)若Q点离波源近，则有：Δx＝λ′＝30 m 因P、Q之间的距离小于一个波长，‎ 则n取0，‎ 得：λ′＝120 m 由题图可知T＝4 s，‎ 所以波速v＝＝30 m/s。‎ 答案：(1)40 m　(2)30 m/s 对点训练：波的干涉、衍射、多普勒效应 ‎11．[多选](2018·盐城三模)如图所示是两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，A点是凸起最高的位置之一。下列判断正确的是(　　)‎ A．此时B点是凹下最低的位置之一 B．此时C点是凹下最低的位置之一 C．随着时间推移，这个凸起位置沿AB向远处移动 D．随着时间推移，这个凸起位置沿AD向远处移动 解析：选AC　此时B点是波谷与波谷相遇即振动加强点，是凹下最低的位置之一，故A正确；此时C点为波谷与波峰相遇即振动减弱点，处于平衡位置，故B错误；振动加强点这种振动形式应沿振动加强点连线移动，即沿AB向远处移动，故C正确，D错误。‎ ‎12．(2017·江苏高考)野生大象群也有自己的“语言”。研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放录音时，能听到比正常播放时更多的声音。播放速度变为原来的2倍时，播出声波的________(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波传播速度________(选填“变大”“变小”或“不变”)。‎ 解析：播放速度变为原来的2倍，则声波的频率也变为原来的2倍，但在同一均匀介质中声波的传播速度不变。‎ 答案：频率　不变 ‎13．(2018·连云港三模)自动驾驶汽车配置了超声波、激光、无线电波雷达和光学相机组成的传感探测系统，当汽车与前方车辆距离减小到安全距离时，系统会执行减速指令。若汽车静止时发出的超声波频率为4.0×104 Hz，空气中声速为340 m/s，该超声波的波长为________m。与前车距离减小时接收到被前车反射的超声波频率________(选填“大于”“等于”或“小于”)汽车发出的频率。‎ 解析：根据v＝λf，可得波长为：λ＝＝ m＝8.5×10－3 m，因波源向前运动，则根据多普勒效应，接收到的反射超声波频率大于发出的超声波频率。‎ 答案：8.5×10－3　大于