2022年高考物理一轮复习课时作业35机械波-.docx

三十五　机械波
1．(2021·北京朝阳区期末)一列简谐横波沿x轴传播，图甲是x＝0处质点的振动图象，图乙是该波t＝0.15 s时的波形图，则(　　)

A．该波的周期是2 s
B．该波的波长是0.2 m
C．该波沿x轴负方向传播
D．该波的波速是10 m/s
答案：C　解析：由图甲可知波的周期为0.2 s，选项A错误；由图乙可知波的波长为0.02 m，选项B错误；图甲中，在t＝0.15 s时质点处于平衡位置，向y轴正方向运动，在图乙中，顺着波的传播方向看，依据“上坡下，下坡上”可知波沿x轴负方向运动，选项C正确；该波波速v＝＝ m/s＝0.1 m/s，选项D错误．
2．(2021·海口市调研)(多选)沿x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点，＝A＝B＝C＝D＝E＝F＝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点开头向上运动，经t＝0.2 s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开头运动．那么在t＝2.5 s刻，以下说法中正确的是(　　)
A．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
答案：ABE　解析：O由平衡位置向上运动，经T第一次到达上方最大位移处，此时间内波传播的距离为λ，故T＝0.8 s、λ＝4 m，则有波速v＝＝5 m/s，选项E正确；经tB＝＝0.4 s，质点B向上起振，再经T＝2T，质点B运动至x轴下方，选项A正确；由于A、E两点间距为4 m，恰等于一个波长，故E起振后，A、E两点的位移总相等，选项B正确；经tD＝＝0.8 s，质点D向上起振，再经T＝2T，质点D运动至x轴上方，此时D点未在平衡位置，速度不是最大值，选项C错误；经tC＝＝0.6 s，质点C向上起振，再经T＝2T，质点C正在x轴上方且向下运动，选项D错误．
3．如图所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形，虚线是该波在t＝0.20 s时刻的波形，则此列波的周期可能为(　　)

A．0.16 s　 B．0.20 s　
C．0.32 s　 D．0.40 s
答案：A　解析：从实线到虚线，通过的时间t＝T，其中n＝0,1,2，…，当n＝1时，T＝0.16 s，其余选项不能得到，选项A正确．
4．(2021·天津市河西区期末)(多选)如图所示，在一条直线上两个振源A、B相距6 m，振动频率相等，从t0时刻A、B开头振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图象A为甲，B为乙．若A向右传播的波与B向左传播的波在t1＝0.3 s 时相遇，则(　　)

A．两列波在A、B间的传播速度均为10 m/s
B．两列波的波长都是4 m
C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点
D．t2＝0.7 s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下
答案：AD　解析：由于两列波在同种介质中传播，所以两列波的波速相等，故有2vt1＝6 m，解得v＝10 m/s，选项A正确；由题图可知，两振源的周期均为T＝0.2 s，故两机械波的波长均为λ＝vT＝2 m，选项B错误；由于两波源的振动状况总相反，且两列波同时到达C点，故C点为振动减弱点，选项C错误；左侧波源发出的机械波经0.6 s到达B点，B点开头振动，起振方向向上，经0.1 s(半个周期)B点回到平衡位置且振动方向向下，选项D正确．
5．一列简谐横波某时刻波形如图所示，此时质点P的速度方向沿y轴正方向，则(　　)

A．这列波沿x轴负方向传播
B．质点a此时动能最大，加速度最小
C．再经过一个周期，质点P运动到x＝6 m处
D．当质点P运动到最低点时，质点b恰好运动到平衡位置
答案：B　解析：由沿着波的传播方向看，“下坡上、上坡下”．由于波形图中的质点P向y轴正方向运动，则波向x轴正方向传播，选项A错误；质点a处在平衡位置，速度最大，动能最大，加速度为零，选项B正确；质点不随波迁移，选项C错误；质点b与质点P相距一个波长，它们的运动状况一样，当质点P运动到最低点时，质点b也恰好运动到最低点，选项D错误．
6．(2021·沈阳质检)(多选)如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加状况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)；S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，则下列说法正确的是(　　)

A．质点D是振动减弱点
B．质点A、D在该时刻的高度差为14 cm
C．再过半个周期，质点B、C是振动加强点
D．质点C的振幅为1 cm
E．质点C此刻以后将向下振动
答案：BDE　解析：D点两波谷相遇，是振动加强点，选项A错误；质点A、D在该时刻的高度差为(3＋4) cm－[－(3＋4) cm]＝14 cm，选项B正确；振动减弱点始终是振动减弱点，选项C错误；质点C的振幅为(4－3) cm＝1 cm，选项D正确；质点C此刻以后将向下振动，选项E正确．
7．(多选)一列简谐横波，在t＝0.6 s时刻的图象如图甲所示，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是(　　)

A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是 m/s
C．从t＝0.6 s开头，质点P比质点Q晚0.4 s回到平衡位置　
D．从t＝0.6 s开头，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是4 m
E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物，不能发生明显的衍射现象
答案：ABD　解析：由题图乙可知，此时A点的振动是向下的，因此可推断这列波是沿x轴正方向传播的，选项A正确；由题图甲可知，该波的波长为20 m，由题图乙可知，该波的周期为1.2 s，可得该波的波速为 m/s，选项B正确；由波上各质点振动状况可知，P点向上振动，应当先回到平衡位置，选项C错误；0.6 s的时间为半个周期，因此质点振动路程为4 m，选项D正确；该波的波长为20 m，大于10 m，因此该波遇到一个尺寸为10 m的障碍物时，会发生明显的衍射现象，选项E错误；因此答案选A、B、D.
8．(2021·扬州二调)(多选)一列简谐波沿＋x轴方向传播，t0＝0时刻波的图象如图所示，此刻波刚好传播至x1＝10 m处，在此后2 s时间内x1＝10 m处的质点通过的总路程是20 cm.求：

(1)波沿x轴传播速度v；
(2)x轴上x2＝16 m处的质点何时开头振动？开头振动时的方向如何？
答案：(1)4 m/s　(2)1.5 s　方向沿＋y方向
解析：(1)由题意知，简谐波的周期T＝2 s
波速v＝＝4 m/s
(2)设t时刻x2＝16 m处质点开头振动，则有t＝＝1.5 s
开头振动方向沿＋y方向(或向上)
9．(2021·东北三省三校联考)一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O处，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做简谐运动，在绳上形成一简谐波，绳上质点N的平衡位置为x＝5 m，从绳左端开头振动计时，经过0.5 s振动传播到质点M时的波形如图所示．求：

(1)绳的左端振动后经多长时间质点N开头振动？质点N开头振动时，绳的左端质点已通过的路程；
(2)画出质点N从t＝2.5 s开头计时一个周期内的振动图象．
答案：(1)2.5 s　80 cm　(2)如图所示
解析：(1)由图可知，波长λ＝2 m，T＝1 s
波速v＝＝2 m/s
振动传播到质点N经受的时间为t＝＝2.5 s
质点N开头振动时，绳的左端已通过的路程为s＝×4A＝80 cm
(2)图象如图所示

10．(2021·呼和浩特调研)如图所示是一列横波上A、B两质点的振动图象，该波由A传向B，两质点沿波的传播方向上的距离Δx＝4.0 m，波长大于1 m小于3 m，求这列波的波速．

答案：4.4 m/s或3.1 m/s
解析：由图知，A、B两质点距离为λ/4＋nλ(n＝0,1,2，…)
即Δx＝λ/4十nλ(n＝0,1,2，…)
由题意知1 m<λ<3 m，得n＝2或n＝3
v＝λ/T＝40/(4n＋1)
将n＝2，n＝3代入，得
v2＝ m/s≈4.4 m/s，v3＝ m/s≈3.1 m/s
11．(2021·石家庄质检)如图所示，实线为一简谐波某时刻的波形图，虚线是该波经0.2 s后的波形图．

(1)若波向左传播，指出该时刻P点的振动方向并求出经0.2 s后波传播的距离；
(2)若波向右传播，求它的最大周期；
(3)若波速是35 m/s，求波的传播方向．
答案：(1)x＝(3＋4n) m(n＝0,1,2…)　(2)0.8 s　(3)波向左传播
解析：(1)若波向左传播，在题图中实线波形图对应的时刻P点向上振动．由图可知，经0.2 s后波传播的距离为x＝(3＋4n) m(n＝0,1,2…)
(2)若波向右传播，则实线波形图到虚线波形图所经过的时间t＝＋nT(n＝0,1,2…)，当n＝0时周期有最大值Tmax＝4t＝0.8 s
(3)若波速为35 m/s，则0.2 s内波传播的距离为x＝vt＝7.0 m，而λ＝4 m，故x＝1λ，故波向左传播
12．一列横波在x轴上传播，在t1＝0时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05 s时刻波形如图中虚线所示．

(1)求这列波的波速是多少．
(2)若有另一列波能与这列波发生稳定干涉，则另一列波的最小频率是多少？
答案：(1)见解析　(2)5 Hz
解析：(1)依据波形图可知，波长λ＝8 m，这列波的传播方向存在两种可能，若波沿x轴正方向传播，则0.05 s＝(n＋)T(其中n＝0,1,2,3…)，所以周期T＝ s(n＝0,1,2,3…)，波速v＝λ/T＝40(4n＋1) m/s(n＝0,1,2，3…)；若波沿x轴负方向传播，则0.05 s＝(n＋)T(其中n＝0,1,2,3…)，所以周期T＝ s(n＝0,1,2，3…)，波速v＝λ/T＝40(4n＋3) m/s(n＝0,1,2,3…)．
(2)若有另一列波能与这列波发生稳定干涉，则另一列波的频率与这列波的频率相同；若波沿x轴正方向传播，且当n＝0时，周期最大，频率最小，最小频率为5 Hz，所以另一列波的最小频率是5 Hz.