版高考物理一轮复习第十四章第2讲机械波和波的图象练习鲁科版

2019版高考物理一轮复习第十四章第2讲机械波和波的图象练习鲁科版本文简介：第2讲机械波和波的图象[课时作业]单独成册方便使用一、选择题1.设x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点，＝＝＝＝＝＝＝1m，质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，沿x轴方向传播形成横波.t＝0时刻，O点开始向上运动，经t＝0.2s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开始运

2019版高考物理一轮复习第十四章第2讲机械波和波的图象练习鲁科版本文内容：

第2讲

机械波和波的图象

[课时作业]

单独成册

方便使用

一、选择题

1.设x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点，＝＝＝＝＝＝＝1

m，质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，沿x轴方向传播形成横波.

t＝0时刻，O点开始向上运动，经t＝0.2

s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开始运动．那么在t＝2.5

s时刻，以下说法中正确的是(

)

A．B点位于x轴下方

B．A点与E点的位移相同

C．D点的速度最大

D．C点正向上运动

E．这列波的波速为5

m/s

解析：由题可知，＝0.2

s，周期T＝0.8

s，λ＝1

m，波长λ＝4

m，由v＝得波速v＝5

m/s，则可判断E项正确；当t＝2.5

s时，波源O已振动了3个周期，此时O位于x轴上方向上振动，B点与O点之间相距半个波长，可判断B点位于x轴下方，A项正确；2.5

s时E点已经振动了一段时间，A点与E点间距1个波长，两点振动情况完全一样，则B项正确；O点与D点间距1个波长，两点的振动情况完全一样，此时，O点已经离开平衡位置向上振动，D点也一样，则D点的速度不是最大，C项错误；波传播到C点的时间为t＝3×0.2

s＝0.6

s，在t＝2.5

s时刻质点C已振动的时间t′＝2.5

s－0.6

s＝1.9

s＝2T，质点C的起振方向向上，则在2.5

s时刻C点应向下振动，则D项错误．

答案：ABE

2.如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射．下列措施可能使波发生较为明显衍射的是(

)

A．增大波源的振动频率

B．减小波源的振动频率

C．增大障碍物的长度

D．减小障碍物的长度

E．波源远离障碍物运动

解析：不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，只要增大波长或减小障碍物的长度即可满足题目要求，由λ＝知，v不变，减小f，λ增大，故A、C错，B、D对；波源远离障碍物将产生多普勒效应，等效于增大波长，故E对．

答案：BDE

3．一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过1.0

s它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过0.2

s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是(

)

A．波沿x轴负方向传播，波速为5

m/s

B．波沿x轴正方向传播，波速为5

m/s

C．若某时刻质点M到达波谷处，则质点P一定到达波峰处

D．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反

E．从图示位置开始计时，在2.0

s时刻，质点P在y轴上的坐标为20

cm

解析：由题意可知，波沿x轴负方向传播，其周期T＝1.2

s，根据v＝得v＝5

m/s，A正确，B错误；当两质点平衡位置间的距离相差半个波长的奇数倍时，振动步调相反，C正确，D错误；波的周期为T＝1.2

s，根据对称性可知，从图示位置开始计时，在2.0

s时刻，质点P到达波峰处，其y坐标为20

cm，E正确．

答案：ACE

4.一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示．介质中x＝2

m处的质点P沿y轴正方向做简谐运动的表达式为y＝10sin(5πt)

cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是(

)

A．周期为4.0

s

B．振幅为20

cm

C．传播方向沿x轴正向

D．传播速度为10

m/s

E．经1

s波向前传播10

m，而质点不随波移动

解析：由题意知ω＝5π

rad/s，周期T＝＝0.4

s，由波的图象得振幅A＝10

cm，波长λ＝4

m，故波速v＝＝10

m/s，P点在t＝0时振动方向为正y方向，波向正x方向传播，由Δx＝vt1知，1

s后波向前传播10

m，各质点仍在平衡位置附近振动而不随波移动．

答案：CDE

5．(2018·安徽江南十校联考)一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为8

m，周期为2

s，t＝1

s时刻波形如图a所示，a、b是波上的两个质点．图b是波上某一点的振动图象．则下列说法正确的是(

)

A．图b可以表示d质点的振动

B．图b可以表示b质点的振动

C．a、b两质点在t＝1.5

s时速度大小相同

D．该波传播速度为v＝4

m/s

E．t＝0时b质点速度沿y轴正向

解析：a、b、d三质点中在t＝1

s时位于平衡位置的是b和d质点，其中d质点向上振动、b质点向下振动，则图b可以表示d质点的振动，A项正确，B项错误．t＝1.5

s时的波形图如图甲所示，则知此时a质点速度大于b质点速度，C项错误．波速v＝＝4

m/s，D项正确．t＝0时波形如图乙所示，此时b质点速度沿y轴正方向，E项正确．

答案：ADE

6．(2018·河北唐山模拟)如图所示为一列向左传播的横波的图象，图中实线表示t时刻的波形，虚线表示又经Δt＝0.2

s时刻的波形，已知波长为2

m，下列说法正确的是(

)

A．波的周期的最大值为2

s

B．波的周期的最大值为

s

C．波的速度的最小值为9

m/s

D．这列波不能发生偏振现象

E．这列波遇到直径r＝1

m的障碍物会发生明显的衍射现象

解析：0.2

m＝λ，因波向左传播，则由图象可知波向左传播的距离为(n＋)λ(n＝0,1,2，…)，所以0.2

s＝(n＋)T(n＝0,1,2，…)，n＝0时，周期最大，为Tm＝

s，波速最小，为vmin＝＝9

m/s，所以A错误，B、C正确．横波可以发生偏振现象，D错误．因为障碍物的直径r＝1

m<λ＝2

m，则这列波遇到此障碍物可以发生明显的衍射现象，E正确．

答案：BCE

7.图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知t1＝0.3

s时，质点P首次位于波谷，质点Q的坐标是(1.5，0)，质点M的坐标是(13,0)(图中未画出)，则以下说法正确的是(

)

A．波的传播速度为0.3

m/s

B．从t＝0开始，质点Q一定比P先到达波峰

C．每经0.2

s，质点Q的路程一定是10

cm

D．在t2＝1.6

s时刻，质点M第二次位于波峰

E．P、Q两质点的速度方向始终相同

解析：由题图知波长为λ＝4

cm，v＝＝0.1

m/s，故选项A错误；因为该波沿x轴正方向传播，质点Q在质点P的左侧，由题图可知质点Q一定比P先到达波峰，故选项B正确；波的周期T＝＝0.4

s，每经0.2

s即半个周期，质点Q运动的路程s＝2A＝2×5

cm＝10

cm，故选项C正确；波峰第一次到达质点M的时间t3＝＝

s＝1.2

s，再经过一个周期即t2＝1.6

s时，质点M第二次位于波峰，故选项D正确；P、Q两质点相距Δx′＝0.5

cm<λ，不是同相位点，故选项E错误．

答案：BCD

8.如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此刻，M是波蜂与波峰的相遇点，设这两列波的振幅均为A，则下列说法中正确的是(

)

A．此时刻位于O处的质点正处于平衡位置

B．P、N两处的质点始终处在平衡位置

C．随着时间的推移，M处的质点将向O处移动

D．从此时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零

E．O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A

解析：此时刻位于O处的质点正处于波谷与波谷的相遇点，不在平衡位置，选项A错误；P、N两处的质点处于波峰和波谷的相遇点，两列波在这两处的位移始终相反，合位移为零，选项B正确；质点并不随波迁移，选项C错误；从此时刻起，经过四分之一周期，两列波在M点的振动均达到平衡位置，合位移为零，选项D正确；O、M连线的中点是振动加强区的点，其振幅为2A，选项E正确．

答案：BDE

9．如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x＝0与x＝75

m处的A、B两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示．则这列波的(

)

A．A点处波长是10

cm，B点处波长是5

cm

B．周期一定都是2×10－2

s

C．t＝0.012

5

s时刻，两质点的振动速度方向相反

D．传播速度一定是600

m/s

E．A质点的振幅是B质点的振幅的2倍

解析：由A、B两质点的振动图象可知两质点的周期均为2×10－2

s，所以B项正确；再由振动图象知t＝0时，质点A在平衡位置且向上振动，B处在波峰，则有75

m＝λ＋nλ(n＝0,1,2,3，…)，解得λ＝

m(n＝0,1,2,3，…)，所以A项错；在t＝0.012

5

s＝T时，质点A向下振动，B向上振动，所以C项正确；波的传播速度v＝＝

m/s(n＝0,1,2,3，…)，有多种可能，D项错；由图可知质点A的振幅为10

cm，质点B的振幅为5

cm，所以E项正确．

答案：BCE

二、非选择题

10.一列沿－x方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10

cm.P、Q两点的坐标分别为(－1,0)和(－9,0)，已知t＝0.7

s时，P点第二次出现波峰．

(1)这列波的传播速度多大？

(2)从t＝0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？

(3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？

解析：(1)由题意可知该波的波长为λ＝4

m，P点与最近波峰的水平距离为3

m，距离下一个波峰的水平距离为7

m

所以v＝＝10

m/s

(2)Q点与最近波峰的水平距离为11

m

故Q点第一次出现波峰的时间为t1＝＝1.1

s

(3)该波中各质点振动的周期为T＝＝0.4

s

Q点第一次出现波峰时质点P振动了t2＝0.9

s

则t2＝2T＋T＝

质点每振动经过的路程为10

cm

当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程s′＝0.9

m.

答案：见解析

11．(2018·湖北武汉调研)有两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正方向和负方向传播，两列波在t＝0时刻的波形曲线如图所示，已知a波的周期Ta＝

1

s．求：

(1)两列波的传播速度；

(2)从t＝0时刻开始，最短经过多长时间x＝1.0

m的质点偏离平衡位置的位移为0.16

m?

解析：(1)由图可知a、b两列波的波长分别为λa＝2.5

m，λb＝4.0

m.

两列波在同种介质中的传播速度相同，为v＝＝2.5

m/s.

(2)a波的波峰传播到x＝1.0

m的质点经历的时间

ta＝＝，

b波的波峰传播到x＝1.0

m的质点经历的时间tb＝＝，又ta＝tb＝t，联立解得5m－8n＝1(式中m、n均为正整数)，分析知，当m＝5、n＝3时，x＝1.0

m的质点偏离平衡位置的位移为0.16

m时经过时间最短，将m＝5代入t＝，解得t＝5.4

s.

答案：(1)均为2.5

m/s

(2)5.4

s

12．如图甲所示，一列简谐横波沿直线AB传播，A、B之间的距离为1

m，A、B两点的振动情况如图乙所示．则这列波波速为多少？

解析：该波的周期为T＝4

s.

如果该波向右传播

xAB＝nλ＋λ(n＝0,1,2,3，…)

解得波长λ＝

m(n＝0,1,2,3，…)

波速v＝＝

m/s(n＝0,1,2,3，…)．

如果该波向左传播

xAB＝nλ＋λ(n＝0,1,2,3，…)

解得波长λ＝

m(n＝0,1,2,3，…)

波速v＝＝

m/s(n＝0,1,2,3，…)．

答案：见解析