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1、(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測(四十二)機械波(含解析)A級基礎小題練熟練快1(多選)下列關于兩列波相遇時疊加的說法中正確的是()A相遇之后,振幅小的一列波將減弱,振幅大的一列波將加強B相遇之后,兩列波的振動情況與相遇前完全相同C在相遇區(qū)域,任一點的總位移等于兩列波分別在該點引起的位移的矢量和D幾個人在同一房間說話,相互間聽得清楚,這說明聲波在相遇時互不干擾解析:選BCD兩列波相遇時,每一列波引起的振動情況都保持不變,而質點的振動情況由兩列波共同作用的結果決定,故A錯誤,B、C正確;幾個人在同一房間內說話,發(fā)出的聲波在空間中相互疊加后,每列波的振幅和頻率并不改變,所
2、以聲波傳到人的耳朵后,仍能分辨出不同的人所說的話,故D正確。2(多選)(2016全國卷改編)某同學漂浮在海面上,雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播,但他并不向海灘靠近。該同學發(fā)現(xiàn)從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15 s。下列說法正確的是()A水面波是一種機械波B該水面波的頻率為6 HzC該水面波的波長為3 mD水面波沒有將該同學推向岸邊,是因為波傳播時能量不會傳遞出去解析:選AC水面波是一種機械波,說法A正確。根據(jù)題意得周期T s s,頻率f0.6 Hz,說法B錯誤。波長 m3 m,說法C正確。波傳播過程中,傳播的是振動形式,能量可以傳遞出去,說法D錯誤。3.(
3、多選)一列簡諧橫波在t0時刻的波形圖如圖所示。若波沿x軸正方向傳播,且傳播速度為20 m/s,則下列說法正確的是()A這列波的周期是0.2 sB圖中質點A沿y軸正方向運動C圖中質點A經(jīng)0.1 s沿x軸正方向移動2 mD圖中質點A經(jīng)0.1 s通過的路程為0.2 m解析:選AD由題圖可知,4 m,根據(jù)v,代入數(shù)據(jù)解得T0.2 s,故A正確;根據(jù)“上下坡”法和波的傳播方向可知,A質點處于上坡,所以振動方向向下,故B錯誤;質點不會隨波遷移,故C錯誤;經(jīng)0.1 s即半個周期,質點通過的路程為2A,即為0.2 m,故D正確。4(多選)(2019蘭州模擬)如圖所示,A、B兩處為在同一均勻介質中且振動頻率均為
4、f的振源,兩振源的振動步調完全相同,O點為兩振源連線的中點。已知兩振源在該介質中形成的機械波的振幅均為A、波速均為v,ABa,兩振源的振動方向與初相位均相同。下列說法正確的是()A當O點開始振動后其振動頻率等于振源的振動頻率fB當O點開始振動后其振動頻率等于振源的振動頻率2fC當O點開始振動后其振幅等于2AD當兩振源之間的距離an(n1,2,3,)時,O點開始振動后其振幅一定小于2A解析:選AC在機械波傳播的過程中,各質點的振動頻率均等于振源的振動頻率,即當O點開始振動后其振動頻率等于振源的振動頻率f,A正確、B錯誤;由疊加原理可知,當O點開始振動后振幅應等于兩列機械波的振幅之和,即為2A,C
5、正確;因為O點為兩振源連線的中點,到兩振源的距離差等于零,因此O點為振動加強點,其振幅始終為2A,D錯誤。5(多選)一列沿著x軸正方向傳播的橫波,在t0時刻的波形如圖1所示,圖1中某質點的振動圖像如圖2所示。下列說法正確的是()A該波的波速為2 m/sB圖2表示質點S的振動圖像Ct16 s時質點R的位移最大D質點Q經(jīng)過1 s沿x軸正方向移動2 m解析:選AC由題圖1讀出波長8 m,由題圖2讀出周期T4 s,則該波的波速:v2 m/s,選項A正確;如果圖2是質點S的振動圖像,由題圖2知,t0時刻質點S經(jīng)過平衡位置向上振動,由題圖1知,t0時刻質點S經(jīng)過平衡位置向下振動,選項B錯誤;t16 s4T
6、,所以t16 s時質點R的位移與開始時的位移相同,為負的最大值,選項C正確;橫波中,各質點振動的方向與波的傳播方向垂直,所以不可能沿x軸的方向運動,選項D錯誤。6.(多選)(2018六安二模)如圖所示為一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在t0時刻的波形圖,經(jīng)過時間t3 s時,P點振動狀態(tài)與Q點完全相同。已知該列波的振動周期T2 s,則下列說法中正確的是()A該列波的波長為4 mB該列波的振動周期為4 sC該列波的波速為1 cm/sDt3 s時,Q點加速度沿y軸的負方向解析:選BC由題意可知:nTT3 s,所以T,又由于T2 s,所以n只能取0,此時T4 s,故B正確;由題給圖像可知,4 cm,故A
7、錯誤;根據(jù)公式v cm/s1 cm/s,故C正確;t3 s時,質點Q處于波谷位置,所以Q點加速度沿y軸的正方向,故D錯誤。B級保分題目練通抓牢7.(多選)如圖所示,沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線,其波速為100 m/s。下列說法中正確的是()A圖示時刻質點b的加速度正在減小B從圖示時刻開始,經(jīng)過0.03 s,質點a通過的路程為0.6 mC從圖示時刻開始,再經(jīng)過0.005 s質點b恰好到達波谷D若此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的波的頻率為25 Hz解析:選BD由于波向x軸正方向傳播,根據(jù)“上下坡”法,知道b質點向下振動,加速度正在增大,故A錯誤;由題知周期
8、為T s0.04 s,從圖示時刻開始,經(jīng)過0.03 s,即個周期,質點a通過的路程為3個振幅,即0.6 m,故B正確;從圖示時刻開始,b質點向下振動,做加速度增大的減速運動,故經(jīng)過t0.005 s,b質點仍未到達波谷,故C錯誤;此波的頻率為f25 Hz,故若此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的波的頻率為25 Hz,故D正確。8(多選)一列簡諧橫波,在t0.6 s時刻的圖像如圖甲所示,此時,P、Q兩質點的位移均為1 cm,波上A質點的振動圖像如圖乙所示。以下說法正確的是()A這列波沿x軸正方向傳播B這列波的波速是 m/sC從t0.6 s開始,緊接著的t0.6 s時間內,A質點通過的路
9、程是10 mD從t0.6 s開始,質點P比質點Q早0.4 s回到平衡位置解析:選ABD由題圖乙讀出t0.6 s時刻質點A的速度方向沿y軸負方向,由題圖甲判斷出波的傳播方向為沿x軸正方向,A正確;由題圖甲讀出該波的波長為20 m,由題圖乙知周期為T1.2 s,則波速為v m/s m/s,B正確;t0.6 s0.5T ,質點做簡諧運動時,在一個周期內質點A通過的路程是4倍振幅,則經(jīng)過t0.6 s,A質點通過的路程是s2A22 cm4 cm,C錯誤;題圖甲中圖示時刻質點P沿y軸正方向運動,質點Q沿y軸負方向運動,所以質點P比質點Q早回到平衡位置,由題圖甲知,P與Q的相位差,相差時間tT0.4 s,D
10、正確。9(多選)(2018連云港聯(lián)考)如圖所示,某均勻介質中有兩列簡諧橫波A和B同時沿x軸正方向傳播足夠長的時間,在t0時刻兩列波的波峰正好在x0處重合。下列說法正確的是()At0時刻x0處質點的振動位移為40 cmB兩列波的頻率之比為fAfB21Ct0時刻一定存在振動位移為30 cm的質點Dt0時刻x軸正半軸上到原點最近的另一波峰重合處的橫坐標為x7.5 m解析:選AC兩列波疊加,t0時刻x0處的質點的振動位移為兩列波的振幅之和,為40 cm,選項A正確;根據(jù)波形圖,A波的波長為3 m,B波的波長為5 m,兩列波在同一介質中傳播,波速相同,由可知兩列波的頻率之比為fAfBBA53,選項B錯誤
11、;由于質點的振動位移等于同一時刻同一質點分別在兩列波中振動的位移之和,所以t0時刻一定存在振動位移為30 cm的質點,故選項C正確;兩列波波長最簡整數(shù)比為35,3和5的最小公倍數(shù)為15,所以t0時刻x軸正半軸到原點最近的另一波峰重合處的橫坐標為x5A15 m,則選項D錯誤。10.(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播,以波源O由平衡位置開始振動為計時零點,質點P的振動圖像如圖所示,已知O、P的平衡位置相距0.9 m。以下判斷正確的是()A波長為4 mB波源起振方向沿y軸正方向C波速大小為0.3 m/sD質點P的動能在t4 s時最小解析:選BCD據(jù)波的傳播特點,各質點的起振方向與波源的起振方向相同;根據(jù)
12、題給圖像可知,P點的起振方向沿y軸的正方向,所以波源起振方向沿y軸正方向,故B正確。根據(jù)題給圖像可知,P比波源晚振動3 s,其周期為4 s,所以波速為v m/s0.3 m/s,由波速公式得:vT0.34 m1.2 m,故A錯誤,C正確。質點P在t4 s時到達波峰,速度為零,則動能最小,故D正確。C級難度題目適情選做11(多選)如圖所示為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖,P是平衡位置為x1 m處的質點,Q是平衡位置為x4 m處的質點,若質點Q相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為4 s,則下列說法正確的是()A該波的傳播速度v2 m/sB從圖示計時,若P點比Q先到達波峰,則波的傳播方向沿x軸正方向CP、Q兩質
13、點的振動方向總是相反D若波沿x軸負向傳播,從圖示計時,至少再經(jīng)過1.75 sP、Q兩質點的位移才能相同解析:選AD由題意知,質點Q相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為4 s,所以波的周期T4 s,由波形圖知,波長8 m,所以波速v2 m/s,故A正確;從圖示計時,若P點比Q先到達波峰,則此時P點向上振動,所以波沿x軸負方向傳播,所以B錯誤;由題圖知,P、Q之間的距離小于半個波長,所以振動方向有相同的時候,C錯誤;若波沿x軸負方向傳播,在Q點右側相距3 m、位移相同的兩質點的振動形式分別傳播到P、Q時,P、Q的位移相同,距離Q點最近的分別是4.5 m、7.5 m,即當7.5 m處質點的振動形式傳播到Q點
14、時,4.5 m處質點的振動形式剛好傳播到P點,此時P、Q兩質點的位移第一次相同,用時t1 s1.75 s,所以D正確。12(2018江蘇高考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在x0和x0.6 m 處的兩個質點A、B的振動圖像如圖所示。已知該波的波長大于0.6 m,求其波速和波長。解析:由圖像可知,周期T0.4 s由于波長大于0.6 m,而A、B間的距離x0.6 m,可知,波從A到B的傳播時間t0.3 s波速v,代入數(shù)據(jù)得v2 m/s,波長vT,代入數(shù)據(jù)得0.8 m。答案:2 m/s0.8 m13(2019中山調研)如圖甲所示,在均勻介質中P、Q兩質點相距d0.4 m,質點P的振動圖像如圖乙所示。
15、已知t0時刻,P、Q兩質點都在平衡位置,且P、Q之間只有一個波峰。求:(1)波的傳播速度;(2)質點Q下一次出現(xiàn)在波谷的時間。解析:(1)由題圖乙可得該波的周期T0.2 s。若P、Q間沒有波谷,P、Q間距離等于半個波長,即0.8 m,波速v4 m/s;若P、Q間有一個波谷,P、Q間距離等于一個波長,即0.4 m,波速v2 m/s;若P、Q間有兩個波谷,則0.4 m,即 m,波速v m/s。(2)t0時刻,質點P向下振動,經(jīng)過0.05 s到波谷處,經(jīng)過0.15 s到波峰處若P、Q間距為一個波長,P、Q同時出現(xiàn)在波谷處,則質點Q下一次出現(xiàn)在波谷的時間是t0.05 s若P、Q間距為半波長的1倍或3倍,質點Q在波谷時,質點P在波峰,則質點Q下一次出現(xiàn)在波谷的時間是t0.15 s。答案:(1)4 m/s、2 m/s或 m/s(2)0.05 s或0.15 s