【物理】2020届一轮复习人教版 　机械波 课时作业 9页

‎2020届一轮复习人教版 　机械波 课时作业 ‎ (建议用时：40分钟)‎ ‎[基础对点练]‎ 题组一：机械波的形成、传播及图象 ‎1．(多选)关于机械波的形成与传播，下列说法中正确的是(　　)‎ A．物体做机械振动，不一定产生机械波 B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步 C．参与振动的质点都有相同的频率 D．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 E．波的传播速度和质点的振动速度相同 ABC　[机械波的形成必须具备两个条件：波源和介质。若只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A选项正确；先振动的质点带动与它相邻的后振动的质点，将振动传播开来，所以后一质点总是落后前一质点，但振动频率相同，故B、C选项正确；形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离波源远的质点振动的能量是通过各质点的传递从波源获得的，故D选项错误；波的传播速度由介质决定，与质点的振动速度无关，故E选项错误。]‎ ‎2．(多选)一列简谐横波从左向右以v＝2 m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．A点再经过一个周期将传播到D点 B．B点正在向上运动 C．B点再经过T回到平衡位置 D．该波的周期T＝0.05 s E．C点再经过T将到达波峰的位置 BDE　[质点不随波迁移，选项A错误；根据“上下波”法，由波沿x 轴向右传播，可知B点正向上运动，选项B正确；B点向上运动靠近平衡位置过程中平均速度比一个周期内运动的平均速度大，所用时间小于T，选项C错误；由T＝可知周期为0.05 s，选项D正确；C点正从平衡位置向下运动，所以再经过T将到达波峰，选项E正确。]‎ 题组二：波动图象和振动图象关联应用 ‎3．(多选)(2019·郑州模拟)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　　　　　乙 A．该波的周期是0.10 s B．该波的传播速度为40 m/s C．该波沿x轴的负方向传播 D．t＝0.10 s时，质点Q的速度方向向下 E．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm BCD　[由题图振动图象可知，该波的周期是0.20 s，选项A错误；该波的传播速度为v＝＝ m/s＝40 m/s，选项B正确；由振动图象可知，t＝0.10 s时刻，Q点的振动方向向下，可知该波沿x轴的负方向传播，选项C、D正确；从t＝0.10 s到t＝0.25 s，经历的时间为0.15 s＝T，质点P不是从平衡位置(或者波峰、波谷)开始振动，故通过的路程不等于3A＝30 cm，选项E错误；故选B、C、D。]‎ ‎4．(多选)一列简谐横波在x轴上传播，平衡位置位于x＝0处的质点P的振动图象如图甲所示。平衡位置位于x＝2 m处的质点Q的振动图象如图乙所示，波长大于2 m。下列说法正确的是(　　)‎ 甲 乙 A．该波的周期一定是12 s B．若该波沿x轴正向传播，则波长为12 m C．若该波沿x轴负向传播，则波长为 m D．该波的传播速度可能是1 m/s E．若该波沿x轴负方向传播，则波由Q传到P的时间为9 s ACE　[由振动图象可知该波的周期一定是12 s，选项A正确；若该波沿x轴正向传播，则P、Q间距离恰好为λ，即波长λ＝8 m，选项B错误；若该波沿x轴负向传播，则2 m＝，解得波长λ＝ m，选项C正确；若该波沿x轴正向传播，该波的传播速度v＝＝ m/s；若该波沿x轴负向传播，该波的传播速度v＝＝ m/s，P质点和Q质点之间的距离为λ，则由Q传到P的时间为周期，即9 s，选项D错误，选项E正确。]‎ 题组三：波的多解问题 ‎5．(多选)一列机械波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点p的横坐标为x＝0.32 m，从此刻开始计时，则下列说法正确的是(　　)‎ A．若p点经0.4 s第一次到达正向最大位移处，波速为0.3 m/s B．若p点经0.4 s到达平衡位置，波速可能为0.3 m/s C．若p点经0.4 s到达平衡位置，波速可能为1.8 m/s D．若该列波传播速度是0.8 m/s且是由单摆振动产生的，则该单摆的摆长约为0.25 m E．该列波的波长不一定是0.8 m ACD　[依题意，经Δt＝0.4 s波向右传播Δx＝0.32 m－0.2 m＝0.12 m，质点p恰好第一次到达正向最大位移处，波速v＝＝ m/s＝0.3 m/s，A正确；波向右传播Δx＝0.32 m，质点p恰好第一次到达平衡位置，由周期性可知波传播的可能距离Δx＝0.32＋n(m)(n＝0,1,2,3，…)，波速v＝＝0.8＋n(m/s)(n＝0,1,2,3，…)，B错误，C正确；T＝＝＝1 s，根据T＝2π，代入数据得l＝＝0.25 m，D正确；由题图可知该列波的波长一定是0.8 m，E错误。]‎ ‎6．(多选)A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示，经过时间t(t小于A波的周期TA)，这两列简谐横波的波形分别变为图中丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是(　　)‎ A．1∶1　　B．2∶1 C．1∶2 D．3∶1 E．1∶3‎ ACE　[由题图读出，A波波长为λA＝24 cm，甲图到丙图一定相隔半个周期，所以周期TA＝2t；B波波长为λB＝12 cm，乙图与丁图的波形图相同，经过的时间一定是整数个周期，所以周期TB＝(n＝1,2,3，…)，波速vA＝＝＝，vB＝＝＝，得到vA∶vB＝1∶n，所以A、B两列波的波速vA、vB之比可能是A、C、E，不可能是B、D。]‎ ‎7．(多选)(2019·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 BCE　[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λ(n＝0,1,2，…)，所以0.2 s＝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。]‎ 题组四：波的干涉、衍射及多普勒效应 ‎8．(多选)下列选项与多普勒效应有关的是(　　)‎ A．科学家用激光测量月球与地球间的距离 B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡 D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度 E．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度 BDE　‎ ‎[科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用光速快，故A错误。医生利用超声波探测病人血管中血液的流速是利用声波的多普勒效应，故B正确。技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡是利用超声波穿透能力强，故C错误。交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆进行的速度是利用超声波的多普勒效应，故D正确。科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度是利用光的多普勒效应，故E正确。]‎ ‎9.(多选)如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰位置，a点位于波源S1的相邻两波峰的中点，b点到波源S1、S2的距离相等，设波的周期为T，波长为λ，波的传播速度为v，下列说法正确的是(　　)‎ A．图中的a点为振动减弱点的位置 B．图中的b点为振动加强点的位置 C．波源S1的波经过干涉之后波的性质完全改变 D．v＝λT E．从图示时刻开始，波源S1的波峰传播到a、b位置的最短时间均为 ABE　[由题图可知，a点是两列波的波峰与波谷相遇处，为振动减弱点的位置，A正确；b点到两波源的距离相等，是两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，为振动加强点的位置，B正确；波源S1的波经过干涉之后波的性质不变，C错误；v＝，D错误；波源S1的波峰到a、b位置的距离都是半个波长，所以从题图所示时刻，波源S1的波峰传播到a、b位置的最短时间均为，E正确。]‎ ‎10．(多选)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 BDE　‎ ‎[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，衍射明显，故E对。]‎ ‎[考点综合练]‎ ‎11．(多选)(2019·邵阳模拟)一列简谐横波在某介质中沿直线由a点向b点传播，a、b两点的平衡位置相距2.5 m，如图所示，图中实线表示a点的振动图象，图中虚线表示b点的振动图象，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．质点a的振动方程为y＝2sin cm B．从0时刻起经过0.40 s，质点a、b运动的路程均为16 cm C．在t＝0.45 s时质点b又回到平衡位置 D．在0.1～0.15 s内，质点b向y轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运动 E．此波的传播速度可能为1.2 m/s ABD　[质点a的振幅为2 cm，周期为T＝0.2 s，角频率ω＝＝10π rad/s，相位为，质点a的振动方程为y＝2sin cm，选项A正确；0.40 s是两个周期，质点a、b运动的路程都是8个振幅的距离，即16 cm，选项B正确；在t＝0.45 s时，质点b在最大位移处，选项C错误；根据图象，0.1～0.15 s内，质点b从平衡位置运动到负方向的最大位移，运动过程中，加速度逐渐变大，速度减小，选项D正确；波的传播速度v＝ m/s，(n取0,1,2,3，…)，速度v不可能是1.2 m/s，选项E错误。]‎ ‎12．(多选)(2019·郑州模拟)如图甲所示，一列简谐横波在x轴上传播，t时刻的波形图如图甲所示，质点A从t＋0.3 s时刻开始计时，振动图象如图乙所示，若设＋y方向为振动正方向，则下列说法中正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　　　乙 A．该简谐横波沿x轴负方向传播 B．该简谐横波波速为10 m/s C．若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4 m大得多 D．在t＋0.5 s时刻，质点A的加速度比质点B的大 E．从时刻t再经过0.4 s，质点A沿x轴正方向迁移0.8 m ABD　[从题图乙可知t＋0.3 s时刻，质点A位于＋y最高点，质点振动周期为T＝0.4 s，可知t时刻质点A速度沿－y方向，根据“同侧法”易知波沿x轴负方向传播，A正确；由题图甲得到波长为λ＝4 m，故波速v＝＝10 m/s，B正确；根据能发生明显衍射现象的条件，障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，C错误；从t时刻到t＋0.5 s时刻，经历时间Δt＝0.5 s＝T，在t＋0.5 s时刻，质点A到达波谷，质点B到达平衡位置，可知质点A的位移比质点B的位移大，即质点A的加速度比质点B的大，D正确；质点A只在其平衡位置附近振动，并不会随波迁移，E错误。]‎ ‎13．(2016·全国卷Ⅱ)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x＝0和x＝5 cm处的两个质点。t＝0时开始观测，此时质点O的位移为y＝4 cm，质点A处于波峰位置；t＝ s时，质点O第一次回到平衡位置，t＝1 s时，质点A第一次回到平衡位置。求：‎ ‎(1)简谐波的周期、波速和波长；‎ ‎(2)质点O的位移随时间变化的关系式。‎ 解析：(1)设振动周期为T。由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知T＝4 s ①‎ 由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t＝ s时回到平衡位置，而A在t＝1 s时回到平衡位置，时间相差 s。两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度 v＝7.5 cm/s ②‎ 利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长 λ＝30 cm。 ③‎ ‎(2)设质点O的位移随时间变化的关系为 y＝Acos ④‎ 将①式及题给条件代入上式得 ⑤‎ 解得 φ0＝，A＝8 cm ⑥‎ 质点O的位移随时间变化的关系式为 y＝0.08cos(国际单位制)⑦‎ 或y＝0.08sin(国际单位制)。‎ 答案：(1)4 s　7.5 cm/s　30 cm ‎(2)y＝0.08cos(国际单位制) 或y＝0.08sin(国际单位制)‎