【狀元之路】2021高考物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)：12-2-機(jī)械波

開卷速查規(guī)范特訓(xùn)課時作業(yè)實效精練開卷速查(四十)機(jī)械波A組基礎(chǔ)鞏固1．(多選題)關(guān)于聲波的傳播，下列說法中正確的是()A．聲波能在空氣、固體和液體中傳播，但不能在真空中傳播B．聲波無論在哪種物質(zhì)中傳播，都只是縱波C．聲波從空氣傳播入液體或固體后，波長變短，波速變小D．經(jīng)障礙物反射的聲波到達(dá)人耳比原聲到達(dá)人耳滯后小于0.1s，則人就能區(qū)分開答案：AB2．(多選題)如圖40－1所示，S1、S2是振幅均為A的兩個水波波源，某時刻它們形成的波峰和波谷分別由實線和虛線表示．則下列說法中正確的是()圖40－1A．兩列波在相遇區(qū)域發(fā)生干涉B．兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)發(fā)生疊加C．此時各點的位移是：xA＝0，xB＝－2A，xC＝D．A處振動始終減弱，B、C處振動始終加強(qiáng)解析：兩列波發(fā)生干涉的條件是：頻率相同，相差恒定．從題圖上可知λ1＝2λ2，則2f1＝f2兩列機(jī)械波在相遇區(qū)域發(fā)生疊加，這是波的基本現(xiàn)象之一．其結(jié)果是：任何一個質(zhì)點的總位移，都等于這兩列波引起的位移的矢量和．所以B、C選項正確．由于頻率不同，疊加狀況會發(fā)生變化．如C處此時兩波峰相遇，但經(jīng)eq\f(T2,2)，S2在C處是波谷，S1則不是，故C處不能始終加強(qiáng)，D錯．答案：BC3．大路巡警開車在高速大路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個已知頻率的電磁波，假如該電磁波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低，說明那輛轎車的車速()A．高于100km/h B．低于100km/hC．等于100km/h D．無法確定解析：因巡警車(觀看者)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低，由多普勒效應(yīng)知巡警車與轎車在相互遠(yuǎn)離，而巡警車車速恒定又在后面，可判定轎車車速比巡警車車速大，故選項A正確，B、C、D三項錯誤．答案：A4．(多選題)一列簡諧橫波沿直線傳播，某時刻的波形圖如圖40－2所示，質(zhì)點A與原點O相距0.5m，此時刻A點速度方向在圖中已標(biāo)明，若A從今經(jīng)過0.02s后將第一次達(dá)到最大位移，由此可見()圖40－2A．波長為2mB．波速為25m/sC．振動頻率為50HzD．波的傳播方向沿x軸的負(fù)方向解析：由波的圖象直接可以得到波長為2m．A在經(jīng)過0.02s后將第一次達(dá)到最大位移，可知周期為0.08s，頻率即為12.5Hz，由v＝λf可得波速為25m/s.由此刻A質(zhì)點的振動方向知道，A質(zhì)點隨右邊質(zhì)點向上振動，故右邊是波源，可知波的傳播方向沿x軸的負(fù)方向．答案：ABD5．一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，傳到M點的波形如圖40－3所示，再經(jīng)過0.6s，N點開頭振動，則該波的振幅A和頻率f為()圖40－3A．A＝1mf＝5HzB．A＝0.5mf＝5HzC．A＝1mf＝2.5HzD．A＝0.5mf＝2.5Hz解析：從圖中直接可以看出振幅為0.5m，A、C錯誤；從圖可看出波長λ＝4m，波速v＝x/t＝10m/s，得頻率為2.5Hz，B錯誤，D正確．答案：D6．一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖40－4中的實線所示，t＝0.02s時刻的波形如圖中虛線所示．若該波的周期T大于0.02s，則該波的傳播速度可能是()圖40－4A．2m/s B．3m/sC．4m/s D．5m/s解析：本題考查波的傳播規(guī)律及波長、波速和周期的關(guān)系等學(xué)問點．由于該波的周期大于0.02s，所以波在0.02s內(nèi)傳播的距離小于一個波長．比較兩時刻波形圖可知，若波沿x軸正方向傳播，則波的傳播距離為Δx＝2cm，所以波速v＝eq\f(Δx,t)＝1m/s；若波沿x軸負(fù)方向傳播，波的傳播距離為Δx＝6cm，所以波速v＝eq\f(Δx,t)＝3m/s，B項正確．答案：B7．(多選題)位于坐標(biāo)原點處的波源A沿y軸做簡諧運(yùn)動．A剛好完成一次全振動時，在介質(zhì)中形成簡諧橫波的波形如圖40－5所示，B是沿波傳播方向上介質(zhì)的一個質(zhì)點，則()圖40－5A．波源A開頭振動時的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向B．此后的eq\f(1,4)周期內(nèi)回復(fù)力對波源A始終做負(fù)功C．經(jīng)半個周期時間質(zhì)點B將向右遷移半個波長D．在一個周期時間內(nèi)A的平均速度為零解析：本題考查簡諧波的圖象，意在考查考生通過簡諧橫波的圖象獵取信息的力量，同時考查考生對質(zhì)點振動方向和波的傳播方向的理解、回復(fù)力做功及沖量的推斷．波源A在波形圖中此時刻的振動方向沿y軸負(fù)方向，也是一個周期前的振動方向．此后eq\f(1,4)周期內(nèi)波源A遠(yuǎn)離平衡位置，回復(fù)力方向與速度方向相反，做負(fù)功．在橫波中，質(zhì)點的振動不會隨著波的前進(jìn)而前進(jìn)．一個周期的開頭和結(jié)束，質(zhì)點的位移為零，則平均速度為零．ABD正確．答案：ABDB組力量提升8．(多選題)[2022·大綱全國卷]一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖40－6甲是t＝0時刻的波形圖，圖40－6乙和圖40－6丙分別是x軸上某兩處質(zhì)點的振動圖象．由此可知，這兩質(zhì)點平衡位置之間的距離可能是()圖40－6A.eq\f(1,3)m B.eq\f(2,3)mC．1m D.eq\f(4,3)m解析：題圖乙所示質(zhì)點在t＝0時在正向最大位移處，題圖丙所示質(zhì)點在t＝0時，y＝－0.05m，運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向，結(jié)合波形圖找到對應(yīng)的點，如圖40－7所示，若題圖乙所示圖40－7質(zhì)點為圖中左側(cè)波峰上的點，則兩點距離為eq\f(4,3)m，選項D正確；若題圖乙所示質(zhì)點為圖中右側(cè)波峰上的點，則兩點距離為eq\f(2,3)m，選項B正確．答案：BD9．(多選題)在O點有一波源，t＝0時刻開頭向上振動，形成向右傳播的一列橫波．t1＝4s時，距離O點為3m的A點第一次達(dá)到波峰；t2＝7s時，距離O點為4m的B點第一達(dá)到波谷．則以下說法正確的是()A．該橫波的波長為2mB．該橫波的周期為4sC．該橫波的波速為1m/sD．距離O點為5m的質(zhì)點第一次開頭向上振動的時刻為6s末解析：本題考查波的形成和傳播的學(xué)問及有關(guān)波長、波速、周期的計算．由題意可知，A點從開頭振動到第一次到達(dá)波峰的時間為eq\f(T,4)，故波傳到A點的時間為t1－eq\f(T,4)＝4s－eq\f(T,4)，由波的傳播公式x＝vt得3m＝v×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4s－\f(T,4)))；同理，B點從開頭振動到第一次到達(dá)波谷的時間為eq\f(3T,4)，故波傳到B點的時間為t2－eq\f(3T,4)＝7s－eq\f(3T,4)，由波的傳播公式x＝vt得4m＝v×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(7s－\f(3T,4)))；聯(lián)立解得：T＝4s，v＝1m/s，故選項B、C正確．波長λ＝vT＝4m，A選項錯誤．距離O點為5m的質(zhì)點第一次向上振動的時刻為eq\f(5m,1m/s)＝5s，D選項錯誤．答案：BC10．[2022·安徽卷]一列簡諧波沿x軸正方向傳播，在t＝0時波形如圖40－8所示，已知波速為10m/s.則t＝0.1s時正確的波形應(yīng)是圖40－9中的()圖40－8ABCD圖40－9解析：已知波速為10m/s，由圖象可知波長為4m，則周期為0.4s，則t＝0.1s時正確的波形應(yīng)是C.答案：C11．彈性繩沿x軸放置，左端位于坐標(biāo)原點，用手握住繩的左端，當(dāng)t＝0時，使其開頭沿y軸做振幅為8cm的簡諧運(yùn)動，在t＝0.25s時，繩上形成如圖40－10所示的波形，則該波的波速為________cm/s，在t＝__________時，位于x2＝45cm的質(zhì)點N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置．圖40－10解析：由圖可知，這列簡諧波的波長為20cm，周期T＝0.25s×4＝1s，所以該波的波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(20,1)cm/s＝20cm/s；從t＝0時刻開頭到N質(zhì)點開頭振動需要時間t1＝eq\f(x2,v)＝eq\f(45,20)s＝2.25s，在振動到沿y軸正方向通過平衡位置需再經(jīng)過t2＝eq\f(T,2)＝0.5s，所以當(dāng)t＝(2.25＋0.5)s＝2.75s時，質(zhì)點N恰好第一次沿y軸正方向通過平衡位置．答案：202.7512．如圖40－11所示，實線表示簡諧波在t1＝0時刻的波形圖，虛線表示t2＝0.5s時的波形圖．圖40－11(1)若T＜(t2－t1)＜2T，波向右傳播的速度多大？(2)若2T＜(t2－t1)＜3T，波向左傳播的速度多大？解析：Δt時間內(nèi)波傳播的距離Δx＝v·Δt.(1)T＜Δt＜2T時，λ＜Δx＜2λ，即波向右傳播時，Δx＝λ＋eq\f(3,4)λ＝14m，v右＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(14,0.5)m/s＝28m/s.(2)2T＜Δt＜3T時，2λ＜Δx＜3λ，即波向左傳播時，Δx＝2λ＋eq\f(1,4)λ＝18m，v左＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(18,0.5)m/s＝36m/s.答案：(1)28m/s(2)36m/s13．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝0時刻的波形圖如圖40－12所示，已知這列波在P點連續(xù)兩次消滅波峰的時間間隔為0.4s，則質(zhì)點Q(x＝9m處)從圖示時刻起要再經(jīng)過多長時間，才能第一次到達(dá)波峰處？圖40－12解析：方法一：由題圖知λ＝4m，由P點的振動狀況可知，振動周期T＝0.4s.依據(jù)v＝eq\f(λ,T)知，波速v＝eq\f(4,0.4)m/s＝10m/s.波從x＝5m傳到x＝9m的時間t＝eq\f(Δx,v)＝0.4s.故再經(jīng)過0.4s，Q點才開頭振動，開頭振動時速度方向向下，所以再經(jīng)過eq\f(3,4)T＝0.3s才第一次到達(dá)波峰，這樣共經(jīng)過0.7s，Q質(zhì)點才第一次到達(dá)波峰．方法二：依題意知λ＝4m，T＝0.4s，所以波速v＝eq\f(λ,T)＝10m/s.Q點第一次消滅波峰的時間就是位于x＝2m處的波峰傳播到Q點所需時間，即t＝e