《高考備考指南 物理 》課件-第2講　機(jī)械波及圖像

第2講機(jī)械波及圖像(本欄目對(duì)應(yīng)配套訓(xùn)練P96~97)知識(shí)鞏固練習(xí)1.關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是()A.多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的B.多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生改變C.當(dāng)警車向你駛來，你聽到的音調(diào)會(huì)變低D.機(jī)械波和電磁波都可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)【答案】D2.(2023年全國(guó)模擬)如圖甲所示為以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，圖乙為這個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖像，由圖可知下列說法正確的是()A.在t=0.2s時(shí)，彈簧振子的加速度為正向最大B.從t=0到t=0.2s時(shí)間內(nèi)，彈簧振子做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)C.在t=0.6s時(shí)，彈簧振子的彈性勢(shì)能最小D.在t=0.2s與t=0.6s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的速度都為零【答案】D【解析】在t=0.2s時(shí)，彈簧振子的位移為正向最大值，而彈簧振子的加速度大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反，A錯(cuò)誤.從t=0到t=0.2s時(shí)間內(nèi)，彈簧振子從平衡位置向正向最大位移處運(yùn)動(dòng)，位移逐漸增大，加速度逐漸增大，加速度方向與速度方向相反，彈簧振子做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤.在t=0.6s時(shí)，彈簧振子的位移為負(fù)向最大值，即彈簧的形變量最大，彈簧振子的彈性勢(shì)能最大，C錯(cuò)誤.在t=0.2s與t=0.6s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子在最大位移處，速度為零，D正確.3.沿x軸負(fù)向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，M為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，該波的傳播速度為40m/s.則t=140s時(shí)A.質(zhì)點(diǎn)M相對(duì)平衡位置的位移一定為負(fù)值B.質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與相對(duì)平衡位置的位移方向相反C.質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與速度方向一定相同D.質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與相對(duì)平衡位置的位移方向相同【答案】A【解析】由圖讀出波長(zhǎng)λ=4m，則該波的周期T=λv=0.1s，t=140s=14T.t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M向下運(yùn)動(dòng)，則在t=140s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M正向波谷處運(yùn)動(dòng)，所以其速度減小，加速度增大.位移為負(fù)，質(zhì)點(diǎn)M的速度沿y軸負(fù)方向，質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與相對(duì)平衡位置的位移方向相同；加速度沿y軸正方向，所以加速度方向與速度方向相反；質(zhì)點(diǎn)M綜合提升練習(xí)4.(多選)如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳播到x=6m處的質(zhì)點(diǎn)P開始計(jì)時(shí)，經(jīng)t=0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波谷.下面說法正確的是()A.這列波的傳播速度為10m/sB.當(dāng)t=0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的速度沿y軸負(fù)方向C.x=8m處的質(zhì)點(diǎn)Q在t=0.7s時(shí)處于波峰位置D.在開始的四分之一周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b通過的路程大于10cm【答案】ACD【解析】由波形圖可知，波長(zhǎng)λ=4m，波由圖示位置開始計(jì)時(shí)后，質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng).當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P在t=0.3s時(shí)刻第一次到達(dá)波谷，則有34T=0.3s，所以周期為0.4s.根據(jù)v=λT=40.4m/s=10m/s，A正確.當(dāng)t=0.3s時(shí)，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)也處于波谷，所以a處于y軸負(fù)向并向上振動(dòng)，即沿y軸正方向，B錯(cuò)誤.波經(jīng)過t=0.2s時(shí)剛好傳到Q點(diǎn)，此時(shí)Q向上運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)過0.5s=54T，Q處于波峰，C正確.5.(多選)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x=4.0m處的質(zhì)點(diǎn)；圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像.下列說法正確的是()A.這列簡(jiǎn)諧橫波向左傳播B.這列簡(jiǎn)諧橫波的波速為80m/sC.在t=0.10s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的位移為53cmD.從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為30cm【答案】AD【解析】根據(jù)振動(dòng)圖像，質(zhì)點(diǎn)Q下一時(shí)刻的振動(dòng)方向向下，結(jié)合波的圖像，可知這列簡(jiǎn)諧橫波向左傳播，A正確.波速為v=λT=80.2m/s=40m/s，B錯(cuò)誤.簡(jiǎn)諧波的方程為y=10sin2πλxcm=10sinπ4xcm；將x=1.0m代入得y=10sinπ4cm=52cm，C錯(cuò)誤.從t=0.10s到t=0.25s，經(jīng)歷了34T，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為s=36.(2023年洛陽模擬)如圖甲所示，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球在光滑圓弧曲面AOB之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).取向右偏離平衡位置的位移方向?yàn)檎?，小球在曲面AOB間運(yùn)動(dòng)的x-t圖像如圖乙所示.取g=π2m/s2.則小球振動(dòng)的頻率f=________Hz；圓弧曲面的半徑R=________m.

【答案】0.6250.64【解析】小球振動(dòng)的頻率f=1T=11.6s=0.625Hz，小球的運(yùn)動(dòng)周期T=2πRg，解得圓弧曲面的半徑R=T7.t=0時(shí)刻，坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源開始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，t=0.4s時(shí)的波形圖如圖所示，此時(shí)波剛好傳播到x=2.4m處.(1)寫出波源的振動(dòng)方程.(2)求平衡位置x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)P第1次到達(dá)波谷的時(shí)刻t'.解：(1)由題可知，波源的振動(dòng)周期T=0.4s.由圖像可知，波源的起振方向從平衡位置沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，因此波源的振動(dòng)方程y=Asin2πTt+π=10sin(5πt+π)(2)由圖像可知波長(zhǎng)λ=2.4m，因此波速v=λT=6m/s由圖可知，波從開始傳到x=1.0m處，用時(shí)t1=xv=1P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷時(shí)刻t'=t1+14T=4158.兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處，兩列波的波速均為0.4m/s，下圖為t=0時(shí)刻兩列波的圖像.此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng).(1)求兩列波的周期；(2)t=0時(shí)刻開始，10秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M、N運(yùn)動(dòng)的路程分別是多少？解：(1)由圖可知兩列波的波長(zhǎng)均為0.4m，則波的周期為T=λv=0.40.4(2)P、Q兩質(zhì)點(diǎn)到M的距離都是0.3m，兩列波同時(shí)傳到M的時(shí)間均為t=34T=0.75s兩列波的起振方向都是向下，所以M點(diǎn)的起振方向向下，在兩波相遇過程中M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn).M點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為A=4cm，一個(gè)周期內(nèi)的路程為4A，0.75s時(shí)刻開始振動(dòng)，所以10s內(nèi)M點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為t1=(10-0.75)s=9.25s.所以路程為s=t1T·4A，代入數(shù)據(jù)解得s=148沿x軸正方向傳播的波先傳播到N點(diǎn)，用時(shí)t2=ΔxΔv=0.5s；負(fù)方向傳播的波后傳播到N點(diǎn)，用時(shí)t3=Δx在負(fù)方向傳播的波傳到N點(diǎn)之前，質(zhì)點(diǎn)N向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)又回到平衡位置，振動(dòng)路程為4cm.兩列波都傳播到N點(diǎn)后，由于兩列波到N點(diǎn)的距離差為半個(gè)波長(zhǎng)，兩列波在N點(diǎn)位移總是等大反向，合位移為0，兩列波都傳播到N點(diǎn)后質(zhì)點(diǎn)N不振動(dòng)，所以10秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)的路程為4cm.9.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x方向傳播，如圖所示，其中實(shí)線和虛線分別為t1=0和t2=0.5s時(shí)刻的波形圖.坐標(biāo)為x=8m處的質(zhì)點(diǎn)在t1=0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向.(1)試判斷