（江蘇專用）2021版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)39 機(jī)械波

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1、 課后限時(shí)集訓(xùn)39 機(jī)械波 建議用時(shí)：45分鐘 1．(多選)下列關(guān)于波的衍射的說法正確的是(　　) A．衍射是一切波特有的現(xiàn)象 B．對(duì)同一列波，縫、孔或障礙物越小衍射現(xiàn)象越明顯 C．只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波長(zhǎng)較大 E．聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波速較大 ABD　[波發(fā)生明顯衍射的條件是：孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相比差不多或者比波長(zhǎng)更小，但如果孔、縫的寬度或障礙物的尺寸，比波長(zhǎng)大得多時(shí)，就不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。衍射是一切波的特有的現(xiàn)象，不僅僅是機(jī)械波，故A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)同一列波，縫、孔的寬度越小

2、，障礙物越小衍射現(xiàn)象越明顯，故B項(xiàng)正確；聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，故D項(xiàng)正確，E項(xiàng)錯(cuò)誤。] 2．(多選)(2019·濰坊二模)一列頻率為40 Hz的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)M點(diǎn)恰好開始振動(dòng)。已知波源的平衡位置在O點(diǎn)，則下列判斷正確的是(　　) A．該波波長(zhǎng)為3 m B．該波的傳播速度為80 m/s C．t＝0時(shí)刻，平衡位置在x＝1.8 m的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng) D．M點(diǎn)的振動(dòng)方程為y＝0.05 sin 80πt(m) E．N點(diǎn)起振后總是和O點(diǎn)同時(shí)到達(dá)波峰 BCD　[由圖象可知，該波波長(zhǎng)為2 m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該波的傳播速度為v＝λf＝2×4

3、0 m/s＝80 m/s，選項(xiàng)B正確；由波形圖可知，t＝0時(shí)刻，平衡位置在x＝1.8 m的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，選項(xiàng)C正確；因ω＝2πf＝80π rad/s，則M點(diǎn)的振動(dòng)方程為y＝0.05 sin 80πt(m)，選項(xiàng)D正確；N點(diǎn)和O點(diǎn)相距19 m＝9λ，則當(dāng)O點(diǎn)在波峰時(shí)N點(diǎn)到達(dá)波谷，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。] 3．(多選)(2019·江蘇揚(yáng)州中學(xué)高三期中)如圖所示，一水平長(zhǎng)繩上系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球振動(dòng)的固有頻率為2 Hz。現(xiàn)在長(zhǎng)繩兩端分別有一振源P、Q同時(shí)開始以相同振幅A上下振動(dòng)一段時(shí)間，某時(shí)刻兩個(gè)振源在繩上形成的波形如圖所示，兩列波先后間隔一段時(shí)間經(jīng)過彈簧振子所在位置，觀察到小球先后出現(xiàn)了

4、兩次振動(dòng)，小球第一次振動(dòng)時(shí)起振方向向上，且振動(dòng)并不顯著，而小球第二次發(fā)生了顯著的振動(dòng)，則以下說法正確的是(　　) A．由振源P產(chǎn)生的波先到達(dá)彈簧處 B．由振源Q產(chǎn)生的波先到達(dá)彈簧處 C．兩列波可能形成干涉 D．由振源Q產(chǎn)生的波的波速接近4 m/s AD　[由“上下坡”法知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，故先到達(dá)振動(dòng)系統(tǒng)的是振源P產(chǎn)生的波，故A正確，B錯(cuò)誤；干涉條件是兩個(gè)波的頻率相等，由于兩列波的頻率不相等，故不會(huì)形成干涉，故C錯(cuò)誤；振源Q產(chǎn)生的波晚到達(dá)彈簧振子所在位置，且小球產(chǎn)生了較強(qiáng)烈的振動(dòng)，即共振，故Q的振動(dòng)頻率接近2 Hz，則周期接近0.5 s，波速v＝＝ m/s＝

5、4 m/s，故D正確。] 4.(多選)如圖所示，當(dāng)波源和障礙物都靜止不動(dòng)時(shí)，波源發(fā)出的波在障礙物處不能發(fā)生明顯衍射。下列措施可能使波發(fā)生較為明顯衍射的是(　　) A．增大波源的振動(dòng)頻率 B．減小波源的振動(dòng)頻率 C．增大障礙物的長(zhǎng)度 D．減小障礙物的長(zhǎng)度 E．波源遠(yuǎn)離障礙物運(yùn)動(dòng) BDE　[不能發(fā)生明顯衍射的原因是障礙物的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)，只要增大波長(zhǎng)即可滿足題目要求。由λ＝知，v不變，減小f，λ增大，故A、C錯(cuò)，B、D對(duì)；波源遠(yuǎn)離障礙物將產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，等效于增大波長(zhǎng)，衍射明顯，故E對(duì)。] 5．(多選)(2019·衡水模擬)如圖甲所示，在水平面內(nèi)，有三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c分別位

6、于直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，已知ab＝6 m，ac＝8 m。在t1＝0時(shí)刻a、b同時(shí)開始振動(dòng)，振動(dòng)圖象均如圖乙所示，所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播，在t2＝4 s時(shí)c點(diǎn)開始振動(dòng)，則下列說法正確的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．該機(jī)械波的傳播速度大小為2 m/s B．該列波的波長(zhǎng)是2 m C．兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng) D．兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)減弱 E．兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)先加強(qiáng)后減弱 ABC　[a點(diǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械波最先到達(dá)c點(diǎn)，則根據(jù)關(guān)系式v＝可知波速v＝＝2 m/s，選項(xiàng)A正確；由于v＝，則λ＝vT＝2 m/s×1 s＝2 m，選項(xiàng)B正確；a波比b波早到達(dá)c點(diǎn)的時(shí)間t

7、＝－＝＝1 s，即兩列波到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，使c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，產(chǎn)生共振，由于兩列機(jī)械波頻率相同相干涉，故c總是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D、E錯(cuò)誤。] 6．(多選)(2019·蘭州市聯(lián)考)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t＝0時(shí)刻的波形如圖甲所示，圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示。下列說法正確的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．圖乙表示質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖象 B．該波的波速為0.5 m/s C．t＝8 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的位移為零 D．在4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)K所經(jīng)過的路程為3.2 m E．質(zhì)點(diǎn)L經(jīng)過1 s沿x軸正方向移動(dòng)0.5 m ABD　[由題圖甲及波沿x軸正方向傳播可知，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)L經(jīng)過平

8、衡位置向上振動(dòng)，故A正確；由題圖甲讀出波長(zhǎng)λ＝2 m，由題圖乙讀出周期T＝4 s，則該波的波速v＝＝ m/s＝0.5 m/s，故B正確；t＝8 s＝2T，所以t＝8 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的位移與開始時(shí)的位移相同，為負(fù)的最大值，故C錯(cuò)誤；由于T＝4 s，所以在4 s內(nèi)K質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的路程為4倍的振幅，為3.2 m，故D正確；橫波中，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波的傳播方向垂直，所以不可能沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，故E錯(cuò)誤。] 7．(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，如圖甲、乙分別是在x軸上a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，且xab＝6 m。下列判斷正確的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．波一定沿x軸正方向傳播 B．波可能沿

9、x軸負(fù)方向傳播 C．波長(zhǎng)可能是8 m D．波速一定是6 m/s E．波速可能是2 m/s BCE　[波的傳播方向可能沿x軸正方向或x軸負(fù)方向傳播，A錯(cuò)，B對(duì)；ab之間的距離可能是λ或λ(n＝0,1,2…)，周期為4 s，波長(zhǎng)可能為8 m，波速可能為2 m/s，D錯(cuò)，C、E對(duì)。] 8．(多選)(2019·臨沂2月檢測(cè))如圖所示，在x軸上有兩個(gè)波源，分別位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m處，振幅均為A＝2 cm，由它們產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，波速均為v＝0.4 m/s，圖示為t＝0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示)，此刻平衡位置處于x＝0.2 m和x＝0.

10、8 m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x＝0.5 m處，關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)P、Q都首先沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) B．t＝0.75 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn) C．t＝1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M相對(duì)平衡位置的位移為－4 cm D．經(jīng)過1 s后，M點(diǎn)的振幅為4 cm E．經(jīng)過1.5 s后，P點(diǎn)的振幅為4 cm ACD　[由題圖可知，兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，則質(zhì)點(diǎn)P、Q均首先沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故A正確；質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，所以質(zhì)點(diǎn)P、Q都不會(huì)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；波長(zhǎng)為0.4 m，波速為0.4 m/s，則由波長(zhǎng)與波速關(guān)系可求出，波的周期為

11、T＝1 s，當(dāng)t＝1 s時(shí)刻，兩波的波谷恰好都傳到質(zhì)點(diǎn)M處，所以M點(diǎn)的位移為－4 cm，即以后M點(diǎn)的振幅為4 cm，故C、D正確；當(dāng)t＝1.5 s＝1T，此時(shí)Q點(diǎn)振動(dòng)形式傳到P點(diǎn)，而此時(shí)左側(cè)波在P點(diǎn)的振動(dòng)形式向上，兩列波在P點(diǎn)振動(dòng)方向向反，疊加后P點(diǎn)的位移始終為0，故E錯(cuò)誤。] 9.(多選)如圖所示為一列向左傳播的橫波的圖象，圖中實(shí)線表示t時(shí)刻的波形，虛線表示又經(jīng)Δt＝0.2 s時(shí)刻的波形，已知波長(zhǎng)為2 m，下列說法正確的是(　　) A．波的周期的最大值為2 s B．波的周期的最大值為 s C．波的速度的最小值為9 m/s D．這列波不能發(fā)生偏振現(xiàn)象 E．這列波遇到直徑r＝1

12、m的障礙物會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 BCE　[0.2 m＝λ，因波向左傳播，則由圖象可知波向左傳播的距離為λ(n＝0、1、2…)，所以0.2 s＝T(n＝0、1、2…)，n＝0時(shí)，周期最大，最大值為Tm＝ s，波速最小，最小值為vmin＝＝9 m/s，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、C正確；橫波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；因?yàn)檎系K物的直徑r＝1 m<λ＝2 m，則這列波遇到此障礙物可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)E正確。] 10．(多選)圖甲為某一簡(jiǎn)諧波在t＝0時(shí)刻的波形圖，圖乙為圖甲中平衡位置位于x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖象，質(zhì)點(diǎn)C的平衡位置位于x＝4 m處。則下列說法正確的是(　　) 甲　　　　

13、　　　　　　乙 A．該簡(jiǎn)諧波沿x軸負(fù)方向傳播，其波速v＝4 m/s B．在0～3.5 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)的路程為3.5 m C．在t＝2 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)C恰好經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng) D．要使該波能夠發(fā)生明顯的衍射，則障礙物的尺寸應(yīng)遠(yuǎn)大于4 m E．若該波能與另一列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉，則另一列波的頻率為0.5 Hz BCE　[由題圖乙質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖象可知，t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向，對(duì)照題圖甲，可知該簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，由題圖甲可知簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為λ＝4 m，由題圖乙可知，波的周期為T＝2 s，其波速v＝＝2 m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在0～3.5 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)B

14、 運(yùn)動(dòng)路程為s＝7A＝7×0.5 m＝3.5 m，選項(xiàng)B正確；在t＝2 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)C經(jīng)過一個(gè)周期恰好經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；要使該波能夠發(fā)生明顯的衍射，則障礙物的尺寸應(yīng)小于4 m或與4 m差不多，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；若該波能與另一列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉，則另一列波的周期應(yīng)為2 s，頻率為0.5 Hz，選項(xiàng)E正確。] 11.(2019·江蘇泰州中學(xué)高三期中)一列沿－x方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅為10 cm。P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(－1,0)和(－9,0)，已知t＝0.7 s時(shí)，P點(diǎn)第二次出現(xiàn)波峰。 (1)這列波的傳播速度多大？ (2)從t＝0

15、時(shí)刻起，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰？ (3)當(dāng)Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時(shí)，P點(diǎn)通過的路程為多少？ [解析]　(1)由題意可知該波的波長(zhǎng)為λ＝4 m，P點(diǎn)與最近波峰的水平距離為3 m，距離下一個(gè)波峰的水平距離為7 m，所以v＝＝10 m/s。 (2)Q點(diǎn)與最近波峰的水平距離為11 m，故Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間為t1＝＝1.1 s。 (3)該波中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為T＝＝0.4 s，P點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)刻t′＝0.2 s，Q第一次出現(xiàn)波峰時(shí)質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)了t2＝t1－t′＝0.9 s 則t2＝2T＋T＝T 質(zhì)點(diǎn)每振動(dòng)經(jīng)過的路程為10 cm，當(dāng)Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時(shí)，P點(diǎn)通過的路程s′＝0.9 m。

16、 [答案]　(1)10 m/s　(2)1.1 s　(3)0.9 m 12．(2019·云南省大姚縣第一中學(xué)高三月考)在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波，t＝0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示。 (1)若波向右傳播，零時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn)，且再經(jīng)過0.6 s，P點(diǎn)也開始起振，求： ①該列波的周期T； ②從t＝0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過的路程s0各為多少？ (2)若該列波的傳播速度大小為20 m/s，且波形中由實(shí)線變成虛線需要經(jīng)歷0.525 s時(shí)間，則該列波的傳播方向如何？ [解析]　(1)由圖象可知，λ＝2 m，A＝2 cm 當(dāng)波向右傳播時(shí)，點(diǎn)B的起振方向

17、豎直向下，包括P點(diǎn)在內(nèi)的各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均為豎直向下。 ①波速v＝＝ m/s＝10 m/s 由v＝，得T＝＝0.2 s。 ②由t＝0至P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰止，經(jīng)歷的時(shí)間 Δt2＝Δt1＋T＝0.75 s＝T 而t＝0時(shí)O點(diǎn)的振動(dòng)方向豎直向上(沿y軸正方向)，故經(jīng)Δt2時(shí)間，O點(diǎn)振動(dòng)到波谷，即位移：y0＝－2 cm，s0＝×4A＝0.3 m。 (2)當(dāng)波速v＝20 m/s時(shí)，經(jīng)歷0.525 s時(shí)間，波沿x軸方向傳播的距離 x＝vt＝10.5 m，即x＝λ 分析得波沿x軸負(fù)方向傳播。 [答案]　(1)①0.2 s　②－2 cm　0.3 m　(2)波沿x軸負(fù)方向傳播 8