（江蘇專用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十三章 第2講 機(jī)械波練習(xí)（含解析）

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1、第2講　機(jī)械波 一、單項(xiàng)選擇題 1.如圖所示,向左勻速運(yùn)動(dòng)的小車發(fā)出頻率為f的聲波,車左側(cè)A處的人感受到的聲波的頻率為f1,車右側(cè)B處的人感受到的聲波的頻率為f2,則(　　) A.f1f C.f1>f,f2>f D.f1>f,f2f;而波源相對B遠(yuǎn)離,所以f2

2、波的疊加原理知,波在相遇時(shí)互不影響地相互通過,通過后各自保持原有的狀態(tài)繼續(xù)傳播。在圖乙所對應(yīng)的時(shí)刻,a的振動(dòng)是由左行波引起的,b的振動(dòng)是由右行波引起的,根據(jù)波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向之間的關(guān)系可以判定選項(xiàng)B是正確的。 3.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖所示)。在一次地震中,震源在地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動(dòng),則(　　) A.P先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km B.P先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km C.H先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km D.H先開始振動(dòng),震源距地震儀約25

3、km 答案　A　地震波豎直向上傳播時(shí),從振源傳過來的縱波激起振子P的振動(dòng),且波傳過來所需的時(shí)間tP=sv縱;從振源傳過來的橫波激起振子H的振動(dòng),且波傳過來所需的時(shí)間tH=sv橫;由于v橫

4、為0.4m 答案　D　據(jù)x=vΔt=1m可知這列波沿x軸負(fù)方向傳播,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由圖像知波長為4m,因此周期為0.4s,x=2m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為y=-0.2sin5πt(m),從t=0時(shí)刻開始質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.2s通過的路程為0.4m,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 二、多項(xiàng)選擇題 5.(2018鹽城高三三模)如圖所示為兩列頻率相同的橫波相遇時(shí)某一時(shí)刻的情況,實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,A點(diǎn)是凸起最高的位置之一,下列判斷正確的是(　　) A.此時(shí)B點(diǎn)是凹下最低的位置之一 B.此時(shí)C點(diǎn)是凹下最低的位置之一 C.隨著時(shí)間推移,這個(gè)凸起位置沿AB向遠(yuǎn)處移動(dòng)

5、 D.隨著時(shí)間推移,這個(gè)凸起位置沿AD向遠(yuǎn)處移動(dòng) 答案　AC　從圖中看到,此時(shí)B點(diǎn)是波谷與波谷相遇疊加,所以是凹下最低的位置之一,選項(xiàng)A正確;C、D兩點(diǎn)是波峰與波谷相遇,是振動(dòng)減弱的點(diǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;隨著時(shí)間推移,這個(gè)凸起位置沿AB向遠(yuǎn)處移動(dòng),選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 6.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖甲是波傳播到x=5m的M點(diǎn)時(shí)的波形圖,圖乙是質(zhì)點(diǎn)N(x=3m)從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像,Q是位于x=10m處的質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是(　　) A.這列波的波長是4m B.這列波的傳播速度是1.25m/s C.M點(diǎn)以后的各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向都沿-y方向 D.質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過8s時(shí),

6、第一次到達(dá)波峰 答案　ACD　由圖甲得波長為4m,故A項(xiàng)正確;由圖乙得周期為4s,故波速v=λT=1m/s,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;M點(diǎn)以后各個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向均與M點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向相同,M點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)沿-y方向,故M點(diǎn)以后的各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向都沿-y方向,故C項(xiàng)正確;x=2m處的波峰傳到Q點(diǎn)時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰,t=Δxv=8s,故D項(xiàng)正確。 三、非選擇題 7.(2019鹽城中學(xué)月考)一列簡諧波波源的振動(dòng)圖像如圖所示,則波源的振動(dòng)方程y=　　　　cm;已知這列波的傳播速度為1.5m/s,則該簡諧波的波長為　　　　m。? 答案　10sin(πt+π)　3 解析　由題圖知A=10c

7、m,T=2s,ω=2πT=πrad/s,則波源的振動(dòng)方程為y=10sin(πt+π)cm。其波長λ=vT=3m。 8.(2018常州模擬)如圖所示,一列簡諧波沿x軸傳播,實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),虛線為經(jīng)過0.02s時(shí)第一次出現(xiàn)的波形圖,則波沿x軸　　　　(選填“正”或“負(fù)”)方向傳播,波速為　　　　m/s。? 答案　正　0.5 解析　由于質(zhì)點(diǎn)P向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),據(jù)圖可以判斷波沿x軸正方向傳播;由于虛線為經(jīng)過0.02s時(shí)第一次出現(xiàn)的波形圖,可知0.02s內(nèi)波向右傳播了1cm,因此v=st=0.010.02m/s=0.5m/s。 9.(2018南京三模)兩列

8、簡諧波的振幅都是20cm,傳播速度大小相同,實(shí)線波的頻率為1Hz,沿x軸正方向傳播,虛線波沿x軸負(fù)方向傳播,某時(shí)刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇,則在相遇區(qū)域　　　　(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生干涉現(xiàn)象;從圖示時(shí)刻起再經(jīng)過0.5s,平衡位置為x=4cm處的質(zhì)點(diǎn)的位移y=　　　　cm。? 答案　不會(huì)　0 解析　發(fā)生干涉現(xiàn)象的兩列波頻率必須相同,所以兩列波不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象;從圖示時(shí)刻起再經(jīng)過0.5s,實(shí)線波單獨(dú)傳播時(shí)x=4cm處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置,虛線波單獨(dú)傳播時(shí)x=4cm處的質(zhì)點(diǎn)也位于平衡位置,據(jù)波的疊加原理可知,此時(shí)該質(zhì)點(diǎn)的位移y=0。 10.(2015江蘇單科)(1)(多選)一漁船向魚群

9、發(fā)出超聲波,若魚群正向漁船靠近,則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比　　　　。? A.波速變大 B.波速不變 C.頻率變高 D.頻率不變 (2)用2×106Hz的超聲波檢查膽結(jié)石,該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2250m/s和1500m/s,則該超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的　　　　倍。用超聲波檢查膽結(jié)石是因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL較短,遇到結(jié)石時(shí)　　　　(選填“容易”或“不容易”)發(fā)生衍射。? 答案　(1)BC　(2)1.5　不容易 解析　(1)超聲波的波速由介質(zhì)決定,介質(zhì)不變,則波速不變,B項(xiàng)正確;當(dāng)魚群向漁船靠近時(shí),由于多普勒效應(yīng),被魚群反射回來的超聲波頻率高于波源發(fā)出的超聲波

10、的頻率,C正確。 (2)由于波長、波速、頻率三者的關(guān)系為v=λf,而同一超聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變(不發(fā)生多普勒效應(yīng)),則波長之比等于波速之比,所以該超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的 22501500=1.5倍。發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是縫、孔的寬度或障礙物的尺寸與波長相差不多,或小于波長。因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL較短,所以遇到結(jié)石時(shí)不容易發(fā)生衍射。 11.(2017南京、鹽城一模)一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播,波源位于坐標(biāo)原點(diǎn),在t=0時(shí)刻波源開始振動(dòng),在t=3s時(shí)刻的波形如圖所示。求: (1)該波沿x軸方向傳播的速度; (2)0~7s內(nèi)x=2m處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程。 答案　

11、(1)1.0m/s　(2)50cm 解析　(1)傳播速度v=33m/s=1.0m/s。 (2)由圖知,34λ=3m,得λ=4m,周期T=λv=41s=4s,經(jīng)2s位于x=2m處的質(zhì)點(diǎn)起振;t=54T=5s;x=2m處質(zhì)點(diǎn)通過的路程s=54×4A=50cm。 12.(2019運(yùn)河中學(xué)月考)有一列沿水平繩傳播的簡諧橫波,頻率為10Hz,振動(dòng)方向?yàn)樨Q直方向,某時(shí)刻,繩上質(zhì)點(diǎn)P位于平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置在P點(diǎn)右方0.6m處。已知此波向左傳播且波速為8m/s。 (1)求此列簡諧波的波長λ; (2)畫出該時(shí)刻P、Q間波形圖并標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)Q的位置。 答案　(1)0.8m　(2)圖見

12、解析 解析　(1)由λ=vf,解得λ=0.8m。 (2)xPQ=34λ,波形圖如圖所示 13.(2018徐州高三打靶卷)P、Q是一列簡諧橫波中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),它們的平衡位置相距30m,各自的振動(dòng)圖像如圖中的實(shí)線和虛線所示,且P、Q之間的距離小于一個(gè)波長,求: (1)若P比Q離波源近,該波的波長; (2)若Q比P離波源近,該波的速度。 答案　(1)40m　(2)30m/s 解析　(1)若點(diǎn)P離波源較近,波由P傳到Q,則PQ間的距離Δx=(n+34)λ=30m 因P、Q之間的距離小于一個(gè)波長則n取0, 得λ=40m 　　(2)若Q點(diǎn)離波源近,則有Δx=n+14λ'=30m 因P、Q之間的距離小于一個(gè)波長,則n取0, 得λ'=120m v=λ'T=30m/s 7