（江蘇專版）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（四十四）機(jī)械波（含解析）

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1、課時跟蹤檢測（四十四） 機(jī)械波 對點(diǎn)訓(xùn)練：機(jī)械波的傳播與圖像 1．[多選]一列簡諧橫波沿x軸方向傳播，某時刻的波形圖如圖所示，已知位于x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動，則下列說法正確的是(　　) A．該波沿x軸負(fù)方向傳播 B．x＝3 m處的質(zhì)點(diǎn)的振幅為零 C．x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)此刻具有最大加速度 D．該時刻以后，x＝2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)比x＝1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置 解析：選ACD　已知位于x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動，可知該波沿x軸負(fù)方向傳播，選項A正確；x＝3 m處的質(zhì)點(diǎn)此時的位移為零，但是振幅不為零，選項B錯誤；x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移最大，回復(fù)力最大，則此刻具有最大加速度

2、，選項C正確；該時刻x＝2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動，x＝1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)向下振動，則從該時刻以后，x＝2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)比x＝1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，選項D正確。 2.(2019·蘇州模擬)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時刻的波形如圖所示，此時波恰好傳播到A點(diǎn)處(x＝6 m)。起振后A處質(zhì)點(diǎn)在8 s時間內(nèi)的運(yùn)動路程是16 cm，則該列波的波速是__________m/s；位于x＝18 m 處的質(zhì)點(diǎn)在t＝______s時刻將第一次到達(dá)波谷位置。 解析：起振后A處質(zhì)點(diǎn)在8 s時間內(nèi)的運(yùn)動路程是16 cm，可知T＝4 s，因波長為λ＝4 m，則波速v＝＝1 m/s；當(dāng) x＝18

3、 m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷位置時，則波向前傳播15 m，則t＝＝ s＝15 s。 答案：1　15 3.(2018·蘇錫常鎮(zhèn)模擬)如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，A為傳播介質(zhì)中的一質(zhì)點(diǎn)，則該時刻A的運(yùn)動方向是____________(選填“沿x軸正方向”“沿x軸負(fù)方向”“沿y軸正方向”或“沿y軸負(fù)方向”)，在此后2 s內(nèi)A通過的路程為20 cm，此列波的傳播速度大小為________m/s。 解析：將波沿x軸正方向平移稍許，可得該時刻A的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向。 2 s內(nèi)A通過的路程為20 cm，波的振幅是2 cm，則波的周期T＝0.8 s；由題圖得，波的波長λ＝

4、4 m，波的傳播速度v＝＝ m/s＝5 m/s。 答案：沿y軸負(fù)方向　5 4．(2018·江蘇高考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在x＝0和x＝0.6 m 處的兩個質(zhì)點(diǎn)A、B的振動圖像如圖所示。已知該波的波長大于0.6 m，求其波速和波長。 解析：由圖像可知，周期T＝0.4 s 由于波長大于0.6 m，而A、B間的距離Δx＝0.6 m，可知， 波從A到B的傳播時間Δt＝0.3 s 波速v＝，代入數(shù)據(jù)得v＝2 m/s， 波長λ＝vT，代入數(shù)據(jù)得λ＝0.8 m。 答案：2 m/s　0.8 m 5.(2019·揚(yáng)州中學(xué)月考)一列簡諧波沿x軸方向傳播，t＝0時刻波的圖像如圖所

5、示，此刻波剛好傳播至x1＝10 m處，在此后2 s 時間內(nèi)x1＝10 m處的質(zhì)點(diǎn)通過的總路程是20 cm。求： (1)波沿x軸傳播的速度v； (2)x軸上x2＝16 m處的質(zhì)點(diǎn)何時開始振動？開始振動時的方向如何？ 解析：(1)根據(jù)波形圖可知，波長λ＝8 m,2 s時間內(nèi)x1＝10 m 處的質(zhì)點(diǎn)通過的總路程是20 cm，而20 cm＝4A，所以T＝2 s，則v＝＝ m/s＝4 m/s。 (2)波從x1＝10 m傳到x2＝16 m處的時間t＝＝ s＝1.5 s，波沿＋x軸方向傳播，則x1＝10 m處質(zhì)點(diǎn)開始振動時沿y軸正方向，所以x2＝16 m處的質(zhì)點(diǎn)開始振動時沿y軸正方向。 答案：(1

6、)4 m/s　(2)1.5 s　沿y軸正方向 對點(diǎn)訓(xùn)練：振動圖像與波動圖像的綜合應(yīng)用 6．[多選]如圖甲，介質(zhì)中兩個質(zhì)點(diǎn)A和B的平衡位置距波源O的距離分別為1 m和5 m。圖乙是波源做簡諧運(yùn)動的振動圖像。波源振動形成的簡諧橫波沿圖甲中x軸傳播。已知t＝4 s時刻，A質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動到y(tǒng)軸負(fù)方向最大位移處。下列判斷正確的是(　　) A．A質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上 B．該列簡諧橫波的波速為1 m/s C．該列簡諧橫波的波長為4 m D．t＝8 s時，B質(zhì)點(diǎn)正好經(jīng)過平衡位置且振動方向向下 解析：選ABC　各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同，由題圖乙可知，波源的起振方向向上，故A正確；由題

7、圖乙可知，周期T＝4 s，波先從O點(diǎn)傳到A點(diǎn)，A質(zhì)點(diǎn)再振動T＝3 s到波谷，所以波從O點(diǎn)到A點(diǎn)所用的時間為1 s，則波速v＝＝ m/s＝1 m/s，波長λ＝vT＝4 m，故B、C正確；波傳到B點(diǎn)所用的時間為t1＝ s＝5 s，B質(zhì)點(diǎn)開始向上運(yùn)動，振動3 s即T到達(dá)波谷處，故D錯誤。 7．(2019·徐州檢測)圖甲為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t＝0.1 s時刻的波形圖，圖乙是這列波中質(zhì)點(diǎn)B的振動圖像，則波速的大小為________m/s；再經(jīng)過0.05 s，質(zhì)點(diǎn)_______(選填“A”“B”“C”或“D”)到達(dá)波峰。 解析：由題圖讀得λ＝4 m，T＝0.2 s，則波速為v＝＝ m/s＝

8、20 m/s，t＝0.1 s時刻質(zhì)點(diǎn)B的振動方向向下，由波形平移法知該波沿x軸負(fù)方向傳播，t＝0.1 s時刻，質(zhì)點(diǎn)D向上運(yùn)動。再經(jīng)過0.05 s，即再過，質(zhì)點(diǎn)D到達(dá)波峰。 答案：20　D 8.一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，且在t＝0時刻的波形圖如圖所示。已知這列波在P點(diǎn)出現(xiàn)兩次波峰的最短時間是0.4 s，求： (1)這列波的波速； (2)試寫出質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式； (3)從t＝0時刻開始計時，質(zhì)點(diǎn)R第一次到達(dá)波谷所用的時間。 解析：(1)由題意可知：λ＝4 m，T＝0.4 s 得：v＝＝ m/s＝10 m/s。 (2)由題圖可知A＝4 cm，ω＝＝5

9、π rad/s 故質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y＝4cos(5πt)cm。 (3)這列波傳到R質(zhì)點(diǎn)的時間為t1＝＝ s＝0.5 s 又由題圖可知質(zhì)點(diǎn)R的起振方向為沿y軸正方向，所以R質(zhì)點(diǎn)振動后再經(jīng)過t2＝T＝0.3 s后才能第一次到達(dá)波谷，故再經(jīng)過t＝t1＋t2＝0.8 s后質(zhì)點(diǎn)R才能第一次到達(dá)波谷。 答案：(1)10 m/s　(2)y＝4cos(5πt)cm　(3)0.8 s 對點(diǎn)訓(xùn)練：波的多解問題 9.(2019·鹽城期末)如圖所示，P、Q是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波兩時刻的波形圖，且波形P經(jīng)過t＝2 s到波形Q。求這列波的波長和波速。 解析：由題圖可知λ＝4 m， 從波

10、形P到波形Q需要經(jīng)歷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·徐州質(zhì)檢)P、Q是一列簡諧橫波中的兩個質(zhì)點(diǎn)，它們的平衡位置相距30 m，各自的振動圖像如圖中的實(shí)線和虛線所示，且P、Q之間的距離小于一個波長，求： (1)若P比Q離波源近，該波的波長； (2)若Q比P離波源近，該波的速度。 解析：(1)若點(diǎn)P離波源較近，波由P傳到Q，則P、Q間的距離有： Δx＝λ＝30 m， 因P、Q之間的距離小于一個波長， 則n取0，則得：

11、λ＝40 m。 (2)若Q點(diǎn)離波源近，則有：Δx＝λ′＝30 m 因P、Q之間的距離小于一個波長， 則n取0， 得：λ′＝120 m 由題圖可知T＝4 s， 所以波速v＝＝30 m/s。 答案：(1)40 m　(2)30 m/s 對點(diǎn)訓(xùn)練：波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng) 11．[多選](2018·鹽城三模)如圖所示是兩列頻率相同的橫波相遇時某一時刻的情況，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，A點(diǎn)是凸起最高的位置之一。下列判斷正確的是(　　) A．此時B點(diǎn)是凹下最低的位置之一 B．此時C點(diǎn)是凹下最低的位置之一 C．隨著時間推移，這個凸起位置沿AB向遠(yuǎn)處移動 D．隨著時間推移

12、，這個凸起位置沿AD向遠(yuǎn)處移動 解析：選AC　此時B點(diǎn)是波谷與波谷相遇即振動加強(qiáng)點(diǎn)，是凹下最低的位置之一，故A正確；此時C點(diǎn)為波谷與波峰相遇即振動減弱點(diǎn)，處于平衡位置，故B錯誤；振動加強(qiáng)點(diǎn)這種振動形式應(yīng)沿振動加強(qiáng)點(diǎn)連線移動，即沿AB向遠(yuǎn)處移動，故C正確，D錯誤。 12．(2017·江蘇高考)野生大象群也有自己的“語言”。研究人員錄下象群“語言”交流時發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放錄音時，能聽到比正常播放時更多的聲音。播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時，播出聲波的________(選填“周期”或“頻率”)也變?yōu)樵瓉淼?倍，聲波傳播速度________(選填“變大”“變小”或“不變”)。 解析：播

13、放速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則聲波的頻率也變?yōu)樵瓉淼?倍，但在同一均勻介質(zhì)中聲波的傳播速度不變。 答案：頻率　不變 13．(2018·連云港三模)自動駕駛汽車配置了超聲波、激光、無線電波雷達(dá)和光學(xué)相機(jī)組成的傳感探測系統(tǒng)，當(dāng)汽車與前方車輛距離減小到安全距離時，系統(tǒng)會執(zhí)行減速指令。若汽車靜止時發(fā)出的超聲波頻率為4.0×104 Hz，空氣中聲速為340 m/s，該超聲波的波長為________m。與前車距離減小時接收到被前車反射的超聲波頻率________(選填“大于”“等于”或“小于”)汽車發(fā)出的頻率。 解析：根據(jù)v＝λf，可得波長為：λ＝＝ m＝8.5×10－3 m，因波源向前運(yùn)動，則根據(jù)多普勒效應(yīng)，接收到的反射超聲波頻率大于發(fā)出的超聲波頻率。 答案：8.5×10－3　大于 6