2020年高考物理復(fù)習 知能演練提升 第十二章 第二講 每課一測

[每課一測] 1．聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不能繞過該建筑物，這是因為(　　) A．聲波是縱波，光波是橫波 B．聲波振幅大，光波振幅小 C．聲波波長較長，光波波長很短 D．聲波波速較小，光波波速很大 解析：建筑物尺度比較大，聲波的波長與它相比，相差不大，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，而光波波長要小的多，不能發(fā)生明顯的衍射，故C項正確。 答案：C 2．一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t＝2 s時刻的波形如圖1甲所示，則圖乙表示圖甲中E、F、G、H四個質(zhì)點中哪一個質(zhì)點的振動圖像(　　) 圖 1 A．E點　　　　　　　　　 B．F點 C．G點 D．H點 解析：由圖乙可知，t＝2 s質(zhì)點經(jīng)平衡位置往下振動，波沿著x軸正方向傳播，圖甲中符合要求的是H點，選項D正確。 答案：D 3．圖2甲表示一列簡諧橫波在t＝20 s時的波形圖，圖乙是該列波中的質(zhì)點P的振動圖像，由甲、乙兩圖中所提供的信息可知這列波的傳播速度以及傳播方向分別是(　　) 圖 2 A．v＝25 cm/s，向左傳播 B．v＝50 cm/s，向左傳播 C．v＝25 cm/s，向右傳播 D．v＝50 cm/s，向右傳播 解析：由圖可知，λ＝100 cm，T＝2 s，則v＝＝50 cm/s；由乙圖知，t＝0 時刻質(zhì)點經(jīng)平衡位置往上振動，t＝20 s＝10T，故圖甲中的P點經(jīng)平衡位置往上振動，故波向左傳播，選項B正確。 答案：B 4.一列橫波沿x軸傳播，傳播方向未知。t時刻與t＋0.4 s時刻波形相同，兩時刻在x軸上－3 m～3 m的區(qū)間內(nèi)的波形如圖3所示。由圖像可以判定 ①該波最大速度為10 m/s?、谠趖＋0.2 s時，x＝3 m的質(zhì)點位移為零?、圪|(zhì)點振動周期的最大值為0.4 s?、苋舨ㄑ豿軸正方向傳 圖 3 播，各質(zhì)點剛開始振動時的方向向上，上述說法中正確的是(　　) A．①②　　　　 　 B．②③ C．③④ D．①④ 解析：t時刻與t＋0.4 s時該波形相同，所以nT＝0.4 s(n＝1、2…)，質(zhì)點振動周期的最大值為0.4 s，故③正確；波速v＝＝(n＝1、2…)，則該波的最小速度為10 m/s，故①錯誤；在t＋0.2 s時，＝＝(n＝1、2…)，則x＝3 m的質(zhì)點處于平衡位置，位移為0，故②正確；由波形圖無法判斷各質(zhì)點的剛開始振動方向，故④錯誤。 答案：B 5．(2020·重慶高考)介質(zhì)中坐標原點 O處的波源在t＝0時刻開始振動，產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正向傳播，t0時刻傳到L處，波形如圖4所示。下列能描述x0處質(zhì)點振動的圖像是(　　) 圖 5 解析：波向右傳播，由波形圖知t0時刻x＝L處的質(zhì)點向下振動，則各質(zhì)點開始振動方向向下，選項A、B錯誤；由波形圖還知在t0時刻，x＝x0處的質(zhì)點向下振動，則選項C正確、選項D錯誤。 答案：C 6.如圖6所示，實線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，虛線是這列波在t＝0.05 s時刻的波形圖。已知該波的波速是80 cm/s，則下列說法中正確的是(　　) A．這列波有可能沿x軸正方向傳播 圖 6 B．這列波的波長是10 cm C．t＝0.05 s時刻x＝6 cm處的質(zhì)點正在向下運動 D．這列波的周期一定是 0.15 s 解析：由波的圖像可看出，這列波的波長λ＝12 cm，選項B錯誤；根據(jù)v＝，可求出這列波的周期為T＝＝ s＝0.15 s，選項D正確；根據(jù)x＝vt＝80×0.05 cm＝4 cm可判斷，波應(yīng)沿x軸負方向傳播，根據(jù)波的“微平移”法可判斷t＝0.05 s時刻x＝6 cm處的質(zhì)點正在向上運動，選項A、C錯誤。 答案：D 7．在O點有一波源，t＝0時刻開始向上振動，形成向右傳播的一列橫波。t1＝4 s時，距離O點為3 m的A點第一次達到波峰；t2＝7 s時，距離O點為4 m的B點第一次達到波谷。則以下說法正確的是(　　) A．該橫波的波長為2 m B．該橫波的周期為4 s C．該橫波的波速為1 m/s D．距離O點為5 m的質(zhì)點第一次開始向上振動的時刻為6 s末 解析：本題考查波的形成和傳播的知識及有關(guān)波長、波速、周期的計算。由題意可知，A點從開始振動到第一次到達波峰的時間為，故波傳到A點的時間為t1－＝4 s－，由波的傳播公式x＝vt得3 m＝v×(4 s－)；同理，B點從開始振動到第一次到達波谷的時間為，故波傳到B點的時間為t2－＝7 s－，由波的傳播公式x＝vt得4 m＝v×(7 s－)；聯(lián)立解得：T＝4 s，v＝1 m/s，故選項B、C正確；波長λ＝vT＝1 m/s×4 s＝4 m，距離O點為5 m的質(zhì)點第一次向上振動的時刻為＝5 s，A、D選項錯誤。 答案：BC 8．一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖7所示，質(zhì)點P此時刻沿－y運動，經(jīng)過0.1 s第一次到達平衡位置，波速為5 m/s，那么 圖 7 (1)該波沿________(選填“＋x”或“－x”)方向傳播； (2)圖中Q點(坐標為x＝7.5 m的點)的振動方程y＝________cm； (3)P點的橫坐標為x＝________m 。 解析：(1)由質(zhì)點P可判斷出波的傳播方向。 (2)由v＝、ω＝得ω＝＝ rad/s，題圖中Q點的振動方程y＝Acos ωt＝5cost(cm)。 (3)0.1 s內(nèi)機械波傳播的距離為x＝vt＝0.5 m，考慮到機械波向左傳播，故xP＝(3－0.5) m＝2.5 m。 答案：(1)－x　(2)5cost　(3)2.5 9．(2020·新課標全國卷)波源S1和S2振動方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點處，OA＝2 m，如圖8所示。兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s。已知兩波源振動的初始相位相同。求： 圖8 (1)簡諧橫波的波長； (2)OA間合振動振幅最小的點的位置。 解析：(1)設(shè)波長為λ，頻率為υ，則波速為v＝λυ， 代入已知數(shù)據(jù)得：λ＝1 m (2)以O(shè)為坐標原點，設(shè)P為OA間任一點，其坐標為x，則兩波源到P點的波程差Δl＝x－(2－x)，0≤x≤2。其中x、Δl以m為單位。 合振動振幅最小的點的位置滿足Δl＝(k＋)λ，k為整數(shù) 解得：x＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m。 答案：(1)1 m　(2)0.25 m　0.75 m　1.25 m　1.75 m 10.一根彈性繩沿x軸方向放置，左端在原點O處，用手握住繩的左端使其沿y軸方向做周期為1 s的簡諧運動，于是在繩上形成一簡諧波。繩上質(zhì)點N的平衡位置為x＝5 m，振動傳播到質(zhì)點M時的波形如圖9所示。求： (1)繩的左端振動后經(jīng)多長時間傳播到質(zhì)點N； 圖 9 (2)質(zhì)點N開始振動時，繩的左端已通過的路程； (3)如果從N開始振動計時，畫出質(zhì)點N振動的位移—時間圖線。 解析：(1)由題圖知，波長λ＝2 m，波速v＝＝2 m/s 振動傳播到質(zhì)點N經(jīng)歷的時間t＝＝ s＝2.5。 (2)質(zhì)點N開始振動時，繩的左端通過的路程s＝×4A＝×4×8 cm＝80 cm。 (3)質(zhì)點N振動的位移—時間圖像如圖所示。 答案：(1)2.5 s　(2)80 cm　(3)見解析 11.漁船常利用超聲波來探測遠處魚群的方位。已知某超聲波頻率為1.0×105 Hz，某時刻該超聲波在水中傳播的波動圖像如圖10所示。 (1)從該時刻開始計時，畫出x＝7.5×10－3 m處質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像(至少一個周期)。 (2)現(xiàn)測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用時間為4 s， 圖 10 求魚群與漁船間的距離(忽略船和魚群的運動)。 解析：(1)如圖所示。 (2)由波形圖讀出波長λ＝15×10－3 m 由波速公式得 v＝λf① 魚群與漁船的距離為 x＝vt② 聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得 x＝3 000 m③ 答案：(1)見解析圖　(2)3 000 m 12．一列簡諧波沿x軸方向傳播，已知x軸上x1＝0和x2＝1 m兩處質(zhì)點的振動圖線分別如圖11甲、乙所示，求此波的傳播速度。 圖 11 解析：由所給出的振動圖像可知周期T＝4×10－3 s。 由題圖可知，t＝0時刻，x1＝0的質(zhì)點P(其振動圖像即為圖甲)在正最大位移處，x2＝1 m的質(zhì)點Q(其振動圖像即為圖乙)在平衡位置向y軸負方向運動，所以當簡諧波沿x軸正向傳播時，PQ間距離為(n＋)λ1，當波沿x軸負方向傳播時，PQ間距離為(n＋)λ2，其中n＝0,1,2… 因為(n＋)λ1＝1 m，所以λ1＝ m 因為(n＋)λ2＝1 m，所以λ2＝ m 波沿x軸正向傳播時的波速 v1＝＝ m/s(n＝0,1,2…) 波沿x軸負向傳播時的波速 v2＝＝ m/s(n＝0,1,2…) 答案：波沿x軸正向傳播時 v1＝ m/s(n＝0,1,2…) 波沿x軸負向傳播時 v2＝ m/s(n＝0,1,2…)