機械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機械波。下面是物理高考復(fù)習機械波專項練習,請考生練習。
1.(多選)(全國卷)一振動周期為T、振幅為A、位于x=0點的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧振動。該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播,波速為v,傳播過程中無能量損失。一段時間后,該振動傳播至某質(zhì)點P,關(guān)于質(zhì)點P振動的說法正確的是()
A.振幅一定為A
B.周期一定為T
C.速度的最大值一定為v
D.開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離
E.若P點與波源距離s=vT,則質(zhì)點P的位移與波源的相同
2.(北京高考)介質(zhì)中有一列簡諧機械波傳播,對于其中某個振動質(zhì)點()
A.它的振動速度等于波的傳播速度
B.它的振動方向一定垂直于波的傳播方向
C.它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長
D.它的振動頻率等于波源的振動頻率對點訓(xùn)練:波的圖像與波速公式的應(yīng)用
3.如圖1所示,是一列沿著x軸正方向傳播的橫波在t=0時刻的波形圖,已知這列波的周期T=2.0 s。下列說法正確的是()
A.這列波的波速v=2.0 m/s
B.在t=0時,x=0.5 m處的質(zhì)點速度為零
C.經(jīng)過2.0 s,這列波沿x軸正方向傳播0.8 m
D.在t=0.3 s時,x=0.5 m處的質(zhì)點的運動方向為y軸正方向
4.如圖2所示,在x軸上傳播的一列簡諧橫波,實線表示t=0時刻的波形圖,虛線表示在t=0.2 s時刻的波形圖。已知該波的波速是80 m/s,則下列說法正確的是()
A.波長是10 m
B.周期是0.1 s
C.波可能沿x軸正方向傳播
D.t=0時,x=4 m處的質(zhì)點速度沿y軸負方向
5.A、B兩列簡諧橫波均沿x軸正向傳播,在某時刻的波形分別如圖3甲、乙所示,經(jīng)過時間t(t小于A波的周期TA),這兩列簡諧橫波的波形分別變?yōu)閳D丙、丁所示,則A、B兩列波的波速vA、vB之比不可能的是()
A.11B.12
C.13 D.31
對點訓(xùn)練:振動圖像與波動圖像
6.(多選)如圖4(a)所示,一根水平張緊的彈性長繩上有等間距的Q、P、O、P、Q質(zhì)點,相鄰兩質(zhì)點間距離為1 m。t=0時刻O質(zhì)點從平衡位置開始沿y軸正方向振動,并產(chǎn)生分別向左、向右傳播的波,O質(zhì)點振動圖像如圖(b)所示,當O點第一次達到正方向最大位移的時刻,P點剛開始振動,則()
A.P、P兩點距離為半個波長,因此它們的振動步調(diào)始終相反
B.當Q點振動第一次達到負向最大位移時,O質(zhì)點已經(jīng)通過25 cm路程
C.當波在繩中傳播時,波速1 m/s
D.若O質(zhì)點振動加快,波的傳播速度變大
7.(多選)圖5甲為一列簡諧橫波在t=0.10 s時刻的波形圖,P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點,Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點,圖乙為質(zhì)點Q的振動圖像,則()
A.t=0.10 s時,質(zhì)點Q的速度方向向上
B.該波沿x軸的負方向傳播
C.該波的傳播速度為40 m/s
D.從t=0.10 s到t=0.25 s,質(zhì)點P通過的路程為30 cm
8.(多選)如圖6,甲為一列沿x軸傳播的簡諧波在t=0.1 s時刻的波形。圖乙表示該波傳播的介質(zhì)中x=2 m處的質(zhì)點a從t=0時起的振動圖像。則()
A.波傳播的速度為20 m/s
B.波沿x軸正方向傳播
C.t=0.25 s,質(zhì)點a的位移沿y軸負方向
D.t=0.25 s,x=4 m處的質(zhì)點b的加速度沿y軸負方向?qū)c訓(xùn)練:波的多解問題
9.一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖7中的實踐所示,t=0.02 s時刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T大于0.02 s,則該波的傳播速度可能是()
A.2 m/s B.3 m/s
C.4 m/s D.5 m/s
10.一列簡諧橫波在x軸上傳播,在t1=0和t2=0.05 s時刻,其波形圖分別如圖8中的實線和虛線所示,求:
(1)該波的振幅和波長;
(2)若這列波向右傳播,波速是多少?若這列波向左傳播,波速是多少?
11.如圖9所示是一列簡諧橫波上A、B兩點的振動圖像,A、B兩點相距8 m。求:
(1)這列波可能的波長;
(2)這列波可能的波速。
考點綜合訓(xùn)練
12.(多選)如圖10為甲、乙兩列簡諧橫波在同一繩上傳播時某時刻的波形圖,甲波向右傳播,乙波向左傳播。質(zhì)點M位于x=0.2 m處,則()
A.這兩列波不會發(fā)生干涉現(xiàn)象
B.M點的振動總是加強
C.M點將做振幅為30 cm的簡諧振動
D.由圖示時刻開始,再經(jīng)過1/4甲波周期,M點將位于波峰
13.一列簡諧橫波正在沿x軸的正方向傳播,波速為0.5 m/s,t=0時刻的波形如圖11甲所示。
(1)求橫波中質(zhì)點振動的周期T;
(2)在圖乙中畫出t=1 s時刻的波形圖(至少畫出一個波長);
(3)在圖丙中畫出平衡位置為x=0.5 m處質(zhì)點的振動圖像(t=0時刻開始計時,在圖中標出橫軸的標度,至少畫出一個周期)。
參考答案
1.選ABE 機械波在傳播過程中,把波源的信息傳播出去了,即把波源的振動周期、振幅、開始振動的方向等信息都傳播出去,各質(zhì)點的振動周期、振幅、開始振動的方向均與波源相同,故D錯誤,A、B正確。波的傳播速度和質(zhì)點的振動速度是兩回事,故C錯誤。當P點與波源距離s=vT時,即P點與波源相差一個波長,兩質(zhì)點的振動情況完全一樣,故E正確。
2.選D 波在同一種介質(zhì)中傳播時速度恒定,而質(zhì)點的振動是變速運動,A項錯誤;縱波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向平行,B項錯誤;質(zhì)點在一個周期內(nèi)走過的路程為振幅的4倍,與波長無關(guān),C項錯誤;由于質(zhì)點做的是受迫振動,因此它的振動頻率與波源的振動頻率相同,D項正確。
3.選D 由于波的波長為1 m,周期為2.0 s,故這列波的波速v==0.5 m/s,故A錯誤;由于x=0.5 m處的質(zhì)點處于平衡位置,故該質(zhì)點的速度最大,B錯誤;經(jīng)過2.0 s,這列波沿x軸正方向傳播一個波長,即1 m,故C錯誤;在t=0.3 s時,x=0.5 m處的質(zhì)點正在沿y軸正方向運動,還沒到達最高點,故D正確。
4.選D 由圖知,波長=12 m,故A錯誤;由v=得:T== s=0.15 s,故B錯誤;t=0.2 s,波傳播的距離為x=vt=16 m=1,根據(jù)波形的平移法可知,波沿x軸負方向傳播,故C錯誤;波沿x軸負方向傳播,t=0時,根據(jù)波形的平移法得知,x=4 m處的質(zhì)點速度沿y軸負方向,故D正確。
5.選D 從圖中可得A波波長為A=24 cm,周期TA=2t;B波波長為B=12 cm,周期TB=,波速vA==,vB==,得到vAvB=1n,所以A、B兩列波的波速vA、vB之比不可能的是D。
6.選BC 依題,向左、向右傳播的兩列波關(guān)于y軸左右對稱,步調(diào)總是相同,A錯誤;振動從O點傳到Q時,O點已經(jīng)振動了半個周期,Q起振方向向上,當Q點振動第一次達到負向最大位移時,質(zhì)點O第二次到達正向最大位移處,共運動了1周期,通過的路程為S=5A=25 cm,B正確;t=1 s時刻,O點第一次達到正方向最大位移,P點剛開始振動,即波傳播了1 m,故波速v==1 m/s,C正確;波速由介質(zhì)決定,與頻率無關(guān),故O質(zhì)點振動加快,波的傳播速度不變,D錯誤。
7.選BC 據(jù)題意,甲圖是一列簡諧橫波在t=0.10 s時刻的波形圖,從乙圖可知質(zhì)點Q在t=0.10 s時刻處于平衡位置向下振動,則甲圖中的橫波正在向左傳播,故選項A錯誤而選項B正確;該波傳播速度為:v== m/s=40m/s,故選項C正確;從t=0.10 s到t=0.25 s,質(zhì)點P經(jīng)過了四分之三周期,此時質(zhì)點P正處于從-10 cm向0運動的過程中,它所走過的路程小于30 cm,故選項D錯誤。
8.選ACD 由圖像可知,波的波長為4 m,周期0.2 s,則波速v===20 m/s,選項A正確;由于t=0.1 s時質(zhì)點a向上振動,故波沿x軸負方向傳播,選項B錯誤;由a的振動圖像可知,t=0.25 s,質(zhì)點a的位移沿y軸負方向,選項C正確;t=0.1 s時刻,質(zhì)點b向下振動,則t=0.25 s,即經(jīng)過了0.15 s=T,質(zhì)點b到達波峰位置,其加速度沿y軸負方向,選項D正確。
9.選B 由于該波的周期大于0.02 s,則波沿傳播方向傳播的距離小于一個波長,
即8 cm
若波向右傳播,則x=2 cm,
v===1 m/s
若波向左傳播,則x=6 cm
v===3 m/s,故B正確,A、C、D錯誤。
10.解析:(1)由圖可知:A=2 cm,=8 m
(2)若波向右傳播,則
x1=+n=2+8n(n=0,1,2,)
v1===40+160n(n=0,1,2,)
若波向左傳播,則
x2=+n=6+8n(n=0,1,2,)
v2===120+160n(n=0,1,2,)
答案: (1)2 cm 8 m (2)40+160n(n=0,1,2,),120+160n(n=0,1,2,)
11.解析:若波由A傳向B時,由圖有:
xAB=n+=8 m(n=0,1,2,3,)
解得:= m(n=0,1,2,3,)
此時的波速
v== m/s(n=0,1,2,3,)
當波由B向A傳播時有:
+n=8 m(n=0,1,2,3,)
得波長= m(n=0,1,2,3,)
此時的波速
v== m/s(n=0,1,2,3,)
答案:(1)= m(n=0,1,2,3,)或者= m(n=0,1,2,3,)
(2)v= m/s(n=0,1,2,3,)或者波速v= m/s(n=0,1,2,3,)
12.選BC 兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)內(nèi)傳播,波速相等,由圖可知兩列波的波長相等,由v=f可知,頻率相等,所以兩列波能產(chǎn)生干涉,故A錯誤;質(zhì)點在M處是兩列波的波峰與波峰相遇處,振動總是加強,振幅等于兩列波振幅之和,為A=20 cm+10 cm=30 cm,則M點將做振幅為30 cm的簡諧振動,故B、C正確;從圖示時刻開始,再經(jīng)過1/4甲波周期,兩波在M點都將向下運動,故M點會到達波谷,D錯誤。
13.解析:(1)由于波速為0.5 m/s,波長為2 m,故質(zhì)點振動的周期T===4 s。
(2)當t=1 s時刻,相當于經(jīng)過了T/4,又因為波沿x軸正方向傳播,故振源O向下運動到負的最大位置處,然后依次畫出即可;如圖所示。
(3)x=0.5 m處的質(zhì)點在t=0時處于波峰的位置,故其振動圖像如圖所示。
答案:(1)4 s; (2)如圖(a)所示; (3)如圖(b)所示。
物理高考復(fù)習機械波專項練習及答案的全部內(nèi)容就是這些,物理網(wǎng)希望考生可以考上理想的大學。
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