（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)60 機(jī)械波（含解析）新人教版

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1、機(jī)械波 一、選擇題 1．(2018·安徽三模)(多選)下列說法正確的是(　　) A．聲源與觀察者相互靠近時，觀察者所接收的聲波波速大于聲源發(fā)出的聲波波速 B．在波的傳播方向上，某個質(zhì)點(diǎn)的振動速度就是波的傳播速度 C．機(jī)械波傳播過程中即使遇見尺寸比機(jī)械波波長大得多的障礙物也能發(fā)生衍射 D．同一聲波由空氣傳入水中，波長變大 E．圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音是干涉現(xiàn)象 答案　CDE 解析　A項，根據(jù)多普勒效應(yīng)，聲源與觀察者相互靠近時，觀察者所接收的聲波波速與聲源發(fā)出的聲波波速相等．故A項錯誤； B項，對于機(jī)械波，某個質(zhì)點(diǎn)的振動速度與波的傳播速度不同，故B項錯誤； C

2、項，只有當(dāng)障礙物的尺寸與機(jī)械波的波長差不多或比機(jī)械波的波長小，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象；當(dāng)障礙物的尺寸與機(jī)械波的波長大得多時，也能發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是不明顯．故C項正確； D項，在水和空氣中傳播的頻率相同，波速在水中較空氣中快，由v＝λf知，聲波在水中傳播的波長長． E項，圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音，是聲波疊加產(chǎn)生加強(qiáng)與減弱的干涉的結(jié)果．故E項正確． 2．(2018·東城區(qū)二模)在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡諧橫波．一質(zhì)點(diǎn)由平衡位置豎直向上運(yùn)動，經(jīng)0.1 s第一次達(dá)到最大位移處，在這段時間內(nèi)波傳播了0.8 m，則可知這列波(　　) A．周期是0.2 s　　　　　 B．波長是0

3、.8 m C．波速是8 m/s D．振幅是0.4 m 答案　C 解析　A項，由于在平衡位置的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.1 s第一次到達(dá)最大位移處，故周期T＝0.1×4 s＝0.4 s，故A項錯誤． B、C兩項，波的傳播速度v＝＝ m/s＝8 m/s，波長λ＝v·T＝8×0.4 m＝3.2 m，B項錯誤，C項正確． D項，由題意不明確質(zhì)點(diǎn)的振動情況，故無法確定振幅大小，故D項錯誤． 3．(2018·合肥模擬)(多選)將一根較長的彈性細(xì)繩沿x軸放置，左端記為坐標(biāo)原點(diǎn)，將繩子拉平后，手握左端，以固定的頻率和振幅上下抖動(簡諧運(yùn)動)，如圖1所示．從抖動開始計時，在t＝0.3 s時的波形如圖2所示，下列

4、說法正確的是(　　) A．手抖動繩的頻率為2.5 Hz B．在t＝0.75 s時，A點(diǎn)的速度方向向上 C．在0～0.3 s的時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)過的路程為6 cm D．該列波遇到寬度為6 m的障礙物時不能發(fā)生衍射 答案　ABC 解析　A項，在0.3 s時，波形傳播0.75 m，故波速為：v＝＝＝2.5 m/s， 波長λ＝1 m，故周期：T＝＝＝0.4 s， 故手抖動繩的頻率為：f＝＝2.5 Hz，故A項正確； B項，根據(jù)波形微平移法可知，A點(diǎn)此時速度方向向上； t＝0.75 s＝1T，故A點(diǎn)的速度方向與圖示時刻速度方向相同，也向上，故B項正確； C項，在0～0.3

5、 s，B點(diǎn)從0.2 s開始向下運(yùn)動到最低點(diǎn)，故路程等于一倍的振幅，為6 cm，故C項正確； D項，該列波遇到寬度為6 m的障礙物時可以發(fā)生衍射，由于波長λ＝1 m＜6 m，不會發(fā)生明顯衍射，故D項錯誤． 4．(2018·浙江模擬)如圖所示，S1和S2是兩個相干波源，其振幅均為A，周期均為T.實線與虛線分別表示兩列波的波峰和波谷．此刻，c是波谷與波谷的相遇點(diǎn)，下列說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn)始終處于離平衡位置2A處 B．隨著時間的推移，c處的質(zhì)點(diǎn)將向右移動 C．從該時刻起，經(jīng)過T，c處的質(zhì)點(diǎn)將通過平衡位置 D．若S2不動，S1沿S1b連線向b運(yùn)動，則b處質(zhì)點(diǎn)仍然始終處于平

6、衡位置 答案　C 解析　A項，a點(diǎn)是波峰和波峰疊加，由于兩列波的振幅相等，其的振幅為2A，雖此時位移為2A，但不是始終處于2A處，故A項錯誤； B項，振動的質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動，不會“隨波逐流”，則c處的質(zhì)點(diǎn)將不會向右移動，故B項錯誤； C項，由圖知c點(diǎn)是波谷和波谷疊加的位置，是振動加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過T，c處的質(zhì)點(diǎn)將通過平衡位置，故C項正確； D項，若S2不動，S1沿S1b連線向b運(yùn)動，b處不一定就是波峰與波谷相遇，故D項錯誤． 5．(2018·菏澤一模)(多選)如圖所示，在x＝5 cm處有一質(zhì)點(diǎn)此時一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，波長為λ＝4 m，經(jīng)過一段時間，x＝1 m處

7、的質(zhì)點(diǎn)C剛好開始振動，振動方向沿y軸正方向，將該時間作為計時起點(diǎn)，即t＝0，從計時開始經(jīng)0.3 s，x＝3 m處的質(zhì)點(diǎn)B第一次到達(dá)波峰，則下列說法正確的是(　　) A．該簡諧波的波速大小為10 m/s B．t＝0時質(zhì)點(diǎn)B的振動方向沿y軸正方向 C．在t＝0.3 s時，x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)A位于平衡位置且運(yùn)動方向沿y軸正方向 D．在t＝0.4 s時，x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)A的加速度最大且沿y軸正方向 E．在t＝0.5 s時，位于x＝－3 m處的質(zhì)點(diǎn)D第一次到達(dá)波峰 答案　ADE 解析　B項，該簡諧波沿x軸負(fù)方向傳播，t＝0時刻，質(zhì)點(diǎn)C開始振動，且振動方向沿y軸正方向，則由振動和波動的

8、關(guān)系可知x＝3 m處的質(zhì)點(diǎn)B的振動方向沿y軸負(fù)方向，B項錯誤； A項，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)B第一次出現(xiàn)在波峰時滿足T＝0.3，解得T＝0.4 s，因此波速v＝＝10 m/s，A項正確； C項，t＝0.3 s時x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)A位于平衡位置且運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向，C項錯誤； D項，在t＝0.4 s時，x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)A位于波谷，位移為負(fù)方向最大，則此時的加速度沿y軸正方向且最大，D項正確； E項，由題意可知t＝0時，x＝2 m處質(zhì)點(diǎn)位于波峰，當(dāng)該振動形式第一次傳到x＝－3m處的D點(diǎn)時，所需的時間為t＝＝ s＝0.5 s，則t＝0.5 s時，位于x＝－3 m處的質(zhì)點(diǎn)D第一次在波峰，E項正確． 6．

9、(2018·揭陽二模)(多選)如圖為一列簡諧橫波某時刻的波形圖，介質(zhì)中有P、Q、M三個質(zhì)點(diǎn)，此時的縱坐標(biāo)分別為yP＝2 cm，yQ＝－2 cm.下列說法正確的是(　　) A．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的速度方向總是相同 B．Q、M兩質(zhì)點(diǎn)的加速度總是相同 C．P、M兩質(zhì)點(diǎn)的速度總是大小相等、方向相反 D．在任何相等時間內(nèi)，P、M兩質(zhì)點(diǎn)通過的路程總相等 E．P、M兩質(zhì)點(diǎn)對平衡位置的位移總是大小相等、方向相反 答案　CDE 解析　A項，P、Q兩點(diǎn)平衡位置間的距離小于半個波長，它們的速度方向不總是相同，故A項錯誤． B項，圖示時刻Q、M的位移相同，加速度相同，但由于它們此時的速度方向相反，所以加

10、速度不總是相同．故B項錯誤． C、D、E三項，P、M兩點(diǎn)平衡位置間的距離等于半個波長，振動情況總是相反，速度總是大小相等、方向相反，在任何相等時間內(nèi)，P、M兩質(zhì)點(diǎn)通過的路程總相等，P、M兩質(zhì)點(diǎn)對平衡位置的位移總是大小相等、方向相反，故C、D、E三項正確． 7．(2018·海淀區(qū)二模)如圖所示為一列沿著x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖．已知這列波的波速v＝5.0 m/s.下列說法正確的是(　　) A．這列波的頻率f＝1.0 Hz B．經(jīng)過一個周期，x＝0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)沿著x軸正向運(yùn)動的距離為1.0 m C．在t＝0到t1＝0.4 s時間內(nèi)，x＝0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)通過的

11、路程是20 cm D．在t＝0時刻，x＝0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)正在沿著y軸負(fù)方向運(yùn)動 答案　D 解析　A項，由圖知：波長λ＝1 m，則波速v＝，可求出周期T＝＝＝0.2 s，則頻率為f＝＝＝5 Hz.故A項錯誤． B項，在t＝0時，x＝0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置，該質(zhì)點(diǎn)不隨著波遷移．故B項錯誤． C項，在t＝0到t1＝0.4 s時間內(nèi)，x＝0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)振動了兩個周期，則通過的路程是2×4×5＝40 cm，故C項錯誤． D項，t＝0時，x＝0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向為y軸負(fù)方向．故D項正確． 8．(2018·武漢模擬)(多選)一列簡諧橫波某時刻的波形圖如圖(a)所示，從該時

12、刻開始計時，質(zhì)點(diǎn)A的振動圖像如圖(b)所示．下列說法正確的是(　　) A．t＝0.6 s時，質(zhì)點(diǎn)P的位移為2 m B．0～0.6 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程為6 m C．t＝0.6 s時，波傳播的距離為6 m D．若t＝0時，振動剛剛傳到A點(diǎn)，則t＝1.6 s時，x＝50 m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰 E．若t＝0時，振動剛剛傳到A點(diǎn)，則t＝2.4 s時，x＝50 m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰 答案　ABE 解析　A、B兩項，由圖(a)可得：質(zhì)點(diǎn)P和質(zhì)點(diǎn)A的振動完全一致；由圖(b)可得：t＝0.6 s時，質(zhì)點(diǎn)A在波峰位置，位移為2 m；0～0.6 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A運(yùn)動的路程為3A＝6 m； 故

13、t＝0.6 s時，質(zhì)點(diǎn)P在波峰位置，位移為2 m；0～0.6 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程為3A＝6 m；故A、B兩項正確； C項，由圖(a)可得：波長λ＝20 m，由圖(b)可得：周期T＝0.8 s，故波速v＝＝25 m/s；故經(jīng)過時間0.6 s，波傳播的距離為25 m/s×0.6 s＝15 m，故C項錯誤； D項，若t＝0時，振動剛剛傳到A點(diǎn)，那么，波前起振方向向下；根據(jù)波速可得：x＝50 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝1 s時開始振動，經(jīng)過1T＝1.2 s后第二次位于波峰，故t＝2.4 s時，x＝50 m的質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰，故D項錯誤，E項正確． 9．(2018·東城區(qū)二模)一列簡諧橫波，在t＝0.6

14、 s時刻的圖像如圖甲所示，此時，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移均為－1 cm，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖乙所示，則以下說法正確的是(　　) A．這列波沿x軸負(fù)方向傳播 B．這列波的波速是 m/s C．從t＝0.6 s開始，緊接著的Δt＝0.6 s時間內(nèi)，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程是10 m D．從t＝0.6 s開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q早0.6 s回到平衡位置 答案　B 解析　A項，由乙圖讀出t＝0.6 s時刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向為沿y軸負(fù)方向，由甲圖判斷出波的傳播方向為沿x軸正向．故A項錯誤． B項，由甲圖讀出該波的波長為λ＝20 m，由乙圖周期為：T＝1.2 s，則波速為：v＝＝ m/s＝ m/s.故B項

15、正確． C項，Δt＝0.6 s＝0.5 T，質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動時在一個周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過的路程是4倍振幅，則經(jīng)過Δt＝0.6 s，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程是：S＝2A＝2×2 cm＝4 cm.故C項錯誤． D項，圖示時刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向，所以質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q早回到平衡位置．將此圖像與正弦曲線進(jìn)行對比可知：P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xP＝ m，Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xQ＝ m，根據(jù)波形的平移法可知質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q早回到平衡位置的時間為：t＝＝ s＝0.4 s，故D項錯誤． 10．(2018·浙江模擬)(多選)如圖所示，同一介質(zhì)中的P、Q兩列持續(xù)振動的簡諧橫波分別沿x軸正向和負(fù)向傳播，質(zhì)a、b、c、d分別

16、位于x＝6 m、7 m、8 m、7.5 m處，若波的傳播速度為10 m/s，圖示為t＝0 s時刻的波形圖．則再經(jīng)過t＝0.5 s時(　　) A．質(zhì)點(diǎn)振動的頻率為0.4 Hz B．質(zhì)點(diǎn)a、c處于平衡位置 C．質(zhì)點(diǎn)b的位移大小為30 cm D．質(zhì)點(diǎn)d的振動方向沿－y軸 答案　BD 解析　A項，由題意知，v＝10 m/s，λ＝4 m，由v＝λf得質(zhì)點(diǎn)振動的頻率為f＝＝＝2.5 Hz，振動周期為T＝＝0.4 s，故A項錯誤． B項，質(zhì)點(diǎn)a、c為振動減弱點(diǎn)，當(dāng)t＝0.5 s，兩波振動方向相反，所以質(zhì)點(diǎn)a、c處于平衡位置，故B項正確． C項，質(zhì)點(diǎn)b是振動加強(qiáng)點(diǎn)，t＝0.5 s時，兩列波

17、在質(zhì)點(diǎn)b的位移均為0，故質(zhì)點(diǎn)b的位移為0，故C項錯誤． D項，t＝0.5 s時，簡諧橫波P在d處向下振動，簡諧橫波Q在d處也向下振動，所以質(zhì)點(diǎn)d的振動方向沿－y軸方向，故D項正確． 11．(2018·江蘇模擬)如圖所示，一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實線是在t＝0時刻的波形圖，虛線是這列波經(jīng)Δt＝0.2 s的波形圖，T＜Δt＜2 T．則下列說法正確的是(　　) A．這列波的波長是12 cm B．這列波的周期是0.25 s C．這列波的波速是0.4 m/s D．從t＝0時刻開始，x＝5 cm處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.5 s振動到波峰 答案　A 解析　A項，由圖可得：波長λ＝12 cm，

18、故A項正確； B、C兩項，根據(jù)波沿x軸負(fù)方向傳播，由兩時刻的波形圖及T＜Δt＜2 T可得：波在Δt內(nèi)傳播的距離vΔt＝λ＋4 cm＝16 cm＝0.16 m，故波速v＝0.8 m/s，周期T＝＝0.15 s，故B、C兩項錯誤； D項，根據(jù)波沿x軸負(fù)方向傳播可得：波經(jīng)過0.5 s向左傳播0.4 m＝40 cm；故從t＝0時刻開始，x＝5 cm處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.5 s的振動與t＝0時，x＝45 cm處質(zhì)點(diǎn)振動一致； x＝45 cm＝3λ＋9 cm，故質(zhì)點(diǎn)振動和t＝0時，x＝9 cm處質(zhì)點(diǎn)振動一致，由圖可得：質(zhì)點(diǎn)并不在波峰，故D項錯誤． 12.(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距

19、9 m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖所示，下列描述該波的圖像可能正確的是(　　) 答案　AC 解析　由振動圖像可知，a、b兩點(diǎn)的振動相位相差四分之一或四分之三周期，由波的傳播規(guī)律可知，一個周期內(nèi)波向前傳播一個波長，所以a、b間的距離x＝(n＋)λ或x＝(n＋)λ(n＝0，1，2，3……)． 由第一個表達(dá)式，當(dāng)n＝0時，λ＝36 m；當(dāng)n＝1時，λ＝7.2 m；當(dāng)n＝2時，λ＝4 m，A項正確；由第二個表達(dá)式，當(dāng)n＝0時，λ＝12 m；當(dāng)n＝1時，λ＝ m；當(dāng)n＝2時，λ＝ m，C項正確． 二、非選擇題 13．(2018·銀川三模)如圖甲所示，介質(zhì)中振源位于O點(diǎn)位置，它的振動圖像

20、如圖乙所示，P點(diǎn)距離O點(diǎn)8 m，Q點(diǎn)距離O點(diǎn)5 m，振源振動所形成的機(jī)械波在傳播過程中兩相鄰波谷之間的距離為0.8 m．求： (1)振源的振動方程； (2)從振源振動開始計時，P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷時所需要的時間t； (3)P點(diǎn)第一次經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動時Q點(diǎn)的位置以及Q點(diǎn)運(yùn)動的路程． 解析　(1)由題意得λ＝0.8 m 由圖乙可知A＝0.4 m，T＝0.4 s 則ω＝＝rad/s＝5πrad/s 根據(jù)圖乙可得 振源的振動方程為：y＝0.4sin5πt(m) (2)波速為v＝＝2 m/s 因此波傳到P點(diǎn)用時：t1＝＝4 s， 又由于波源起振方向為向上，因此該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷仍

21、需：t2＝T＝0.3 s 所以P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷所需的時間為t＝t1＋t2＝4.3 s； (3)波傳到Q點(diǎn)用時t3＝＝2.5 s， P點(diǎn)第一次經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動用時由(2)可知用時t3＝t1＋＝4.2 s， 因此Q點(diǎn)共振動t4＝4.2－2.5＝1.7 s，合計振動＝4個周期， 所以此時Q點(diǎn)在在波峰， 振動的總路程為：s＝×4×0.4 m＝6.8 m. 14．一列簡諧橫波，沿波的傳播方向依次有P、Q兩點(diǎn)，平衡位置相距5.5 m，其振動圖像如圖所示，實線為P點(diǎn)的振動圖像，虛線為Q點(diǎn)的振動圖像，求： (1)該波的波長； (2)該波的最大傳播速度． 答案　(1) m(n＝0、1、2、3、…)　(2)6 m/s 解析　(1)根據(jù)題意，畫出如圖所示的波動圖像， 其對應(yīng)的方程y＝－10sinx，當(dāng)y＝5時，sinx＝－ 解得x＝2nπ＋π(n＝0、1、2、3、…) 根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系類比可得 ＝(n＝0、1、2、3、…) nλ＋λ＝5.5(n＝0、1、2、3、…) 解得λ＝ m(n＝0、1、2、3、…) (2)由圖像可知：周期T＝1 s，由波速公式可得 v＝＝ m/s(n＝0、1、2、3、…) 當(dāng)n＝0時，vm＝6 m/s 10