机械振动在介质中的传播称为机械波。下面是2016年物理高考复习机械波专项练习,请考生练习。
1.(多选)(2011全国卷)一振动周期为T、振幅为A、位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动。该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播,波速为v,传播过程中无能量损失。一段时间后,该振动传播至某质点P,关于质点P振动的说法正确的是()
A.振幅一定为A
B.周期一定为T
C.速度的最大值一定为v
D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离
E.若P点与波源距离s=vT,则质点P的位移与波源的相同
2.(2011北京高考)介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点()
A.它的振动速度等于波的传播速度
B.它的振动方向一定垂直于波的传播方向
C.它在一个周期内走过的路程等于一个波长
D.它的振动频率等于波源的振动频率对点训练:波的图像与波速公式的应用
3.如图1所示,是一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图,已知这列波的周期T=2.0 s。下列说法正确的是()
A.这列波的波速v=2.0 m/s
B.在t=0时,x=0.5 m处的质点速度为零
C.经过2.0 s,这列波沿x轴正方向传播0.8 m
D.在t=0.3 s时,x=0.5 m处的质点的运动方向为y轴正方向
4.如图2所示,在x轴上传播的一列简谐横波,实线表示t=0时刻的波形图,虚线表示在t=0.2 s时刻的波形图。已知该波的波速是80 m/s,则下列说法正确的是()
A.波长是10 m
B.周期是0.1 s
C.波可能沿x轴正方向传播
D.t=0时,x=4 m处的质点速度沿y轴负方向
5.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3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丙、丁所示,则A、B两列波的波速vA、vB之比不可能的是()
A.11B.12
C.13 D.31
对点训练:振动图像与波动图像
6.(多选)如图4(a)所示,一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q、P、O、P、Q质点,相邻两质点间距离为1 m。t=0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动,并产生分别向左、向右传播的波,O质点振动图像如图(b)所示,当O点第一次达到正方向最大位移的时刻,P点刚开始振动,则()
A.P、P两点距离为半个波长,因此它们的振动步调始终相反
B.当Q点振动第一次达到负向最大位移时,O质点已经通过25 cm路程
C.当波在绳中传播时,波速1 m/s
D.若O质点振动加快,波的传播速度变大
7.(多选)图5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的振动图像,则()
A.t=0.10 s时,质点Q的速度方向向上
B.该波沿x轴的负方向传播
C.该波的传播速度为40 m/s
D.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm
8.(多选)如图6,甲为一列沿x轴传播的简谐波在t=0.1 s时刻的波形。图乙表示该波传播的介质中x=2 m处的质点a从t=0时起的振动图像。则()
A.波传播的速度为20 m/s
B.波沿x轴正方向传播
C.t=0.25 s,质点a的位移沿y轴负方向
D.t=0.25 s,x=4 m处的质点b的加速度沿y轴负方向对点训练:波的多解问题
9.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图7中的实践所示,t=0.02 s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02 s,则该波的传播速度可能是()
A.2 m/s B.3 m/s
C.4 m/s D.5 m/s
10.一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05 s时刻,其波形图分别如图8中的实线和虚线所示,求:
(1)该波的振幅和波长;
(2)若这列波向右传播,波速是多少?若这列波向左传播,波速是多少?
11.如图9所示是一列简谐横波上A、B两点的振动图像,A、B两点相距8 m。求:
(1)这列波可能的波长;
(2)这列波可能的波速。
考点综合训练
12.(多选)如图10为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图,甲波向右传播,乙波向左传播。质点M位于x=0.2 m处,则()
A.这两列波不会发生干涉现象
B.M点的振动总是加强
C.M点将做振幅为30 cm的简谐振动
D.由图示时刻开始,再经过1/4甲波周期,M点将位于波峰
13.一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播,波速为0.5 m/s,t=0时刻的波形如图11甲所示。
(1)求横波中质点振动的周期T;
(2)在图乙中画出t=1 s时刻的波形图(至少画出一个波长);
(3)在图丙中画出平衡位置为x=0.5 m处质点的振动图像(t=0时刻开始计时,在图中标出横轴的标度,至少画出一个周期)。
参考答案
1.选ABE 机械波在传播过程中,把波源的信息传播出去了,即把波源的振动周期、振幅、开始振动的方向等信息都传播出去,各质点的振动周期、振幅、开始振动的方向均与波源相同,故D错误,A、B正确。波的传播速度和质点的振动速度是两回事,故C错误。当P点与波源距离s=vT时,即P点与波源相差一个波长,两质点的振动情况完全一样,故E正确。
2.选D 波在同一种介质中传播时速度恒定,而质点的振动是变速运动,A项错误;纵波的传播方向与质点的振动方向平行,B项错误;质点在一个周期内走过的路程为振幅的4倍,与波长无关,C项错误;由于质点做的是受迫振动,因此它的振动频率与波源的振动频率相同,D项正确。
3.选D 由于波的波长为1 m,周期为2.0 s,故这列波的波速v==0.5 m/s,故A错误;由于x=0.5 m处的质点处于平衡位置,故该质点的速度最大,B错误;经过2.0 s,这列波沿x轴正方向传播一个波长,即1 m,故C错误;在t=0.3 s时,x=0.5 m处的质点正在沿y轴正方向运动,还没到达最高点,故D正确。
4.选D 由图知,波长=12 m,故A错误;由v=得:T== s=0.15 s,故B错误;t=0.2 s,波传播的距离为x=vt=16 m=1,根据波形的平移法可知,波沿x轴负方向传播,故C错误;波沿x轴负方向传播,t=0时,根据波形的平移法得知,x=4 m处的质点速度沿y轴负方向,故D正确。
5.选D 从图中可得A波波长为A=24 cm,周期TA=2t;B波波长为B=12 cm,周期TB=,波速vA==,vB==,得到vAvB=1n,所以A、B两列波的波速vA、vB之比不可能的是D。
6.选BC 依题,向左、向右传播的两列波关于y轴左右对称,步调总是相同,A错误;振动从O点传到Q时,O点已经振动了半个周期,Q起振方向向上,当Q点振动第一次达到负向最大位移时,质点O第二次到达正向最大位移处,共运动了1周期,通过的路程为S=5A=25 cm,B正确;t=1 s时刻,O点第一次达到正方向最大位移,P点刚开始振动,即波传播了1 m,故波速v==1 m/s,C正确;波速由介质决定,与频率无关,故O质点振动加快,波的传播速度不变,D错误。
7.选BC 据题意,甲图是一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,从乙图可知质点Q在t=0.10 s时刻处于平衡位置向下振动,则甲图中的横波正在向左传播,故选项A错误而选项B正确;该波传播速度为:v== m/s=40m/s,故选项C正确;从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P经过了四分之三周期,此时质点P正处于从-10 cm向0运动的过程中,它所走过的路程小于30 cm,故选项D错误。
8.选ACD 由图像可知,波的波长为4 m,周期0.2 s,则波速v===20 m/s,选项A正确;由于t=0.1 s时质点a向上振动,故波沿x轴负方向传播,选项B错误;由a的振动图像可知,t=0.25 s,质点a的位移沿y轴负方向,选项C正确;t=0.1 s时刻,质点b向下振动,则t=0.25 s,即经过了0.15 s=T,质点b到达波峰位置,其加速度沿y轴负方向,选项D正确。
9.选B 由于该波的周期大于0.02 s,则波沿传播方向传播的距离小于一个波长,
即8 cm
若波向右传播,则x=2 cm,
v===1 m/s
若波向左传播,则x=6 cm
v===3 m/s,故B正确,A、C、D错误。
10.解析:(1)由图可知:A=2 cm,=8 m
(2)若波向右传播,则
x1=+n=2+8n(n=0,1,2,)
v1===40+160n(n=0,1,2,)
若波向左传播,则
x2=+n=6+8n(n=0,1,2,)
v2===120+160n(n=0,1,2,)
答案: (1)2 cm 8 m (2)40+160n(n=0,1,2,),120+160n(n=0,1,2,)
11.解析:若波由A传向B时,由图有:
xAB=n+=8 m(n=0,1,2,3,)
解得:= m(n=0,1,2,3,)
此时的波速
v== m/s(n=0,1,2,3,)
当波由B向A传播时有:
+n=8 m(n=0,1,2,3,)
得波长= m(n=0,1,2,3,)
此时的波速
v== m/s(n=0,1,2,3,)
答案:(1)= m(n=0,1,2,3,)或者= m(n=0,1,2,3,)
(2)v= m/s(n=0,1,2,3,)或者波速v= m/s(n=0,1,2,3,)
12.选BC 两列简谐横波在同一均匀介质内传播,波速相等,由图可知两列波的波长相等,由v=f可知,频率相等,所以两列波能产生干涉,故A错误;质点在M处是两列波的波峰与波峰相遇处,振动总是加强,振幅等于两列波振幅之和,为A=20 cm+10 cm=30 cm,则M点将做振幅为30 cm的简谐振动,故B、C正确;从图示时刻开始,再经过1/4甲波周期,两波在M点都将向下运动,故M点会到达波谷,D错误。
13.解析:(1)由于波速为0.5 m/s,波长为2 m,故质点振动的周期T===4 s。
(2)当t=1 s时刻,相当于经过了T/4,又因为波沿x轴正方向传播,故振源O向下运动到负的最大位置处,然后依次画出即可;如图所示。
(3)x=0.5 m处的质点在t=0时处于波峰的位置,故其振动图像如图所示。
答案:(1)4 s; (2)如图(a)所示; (3)如图(b)所示。
2016年物理高考复习机械波专项练习及答案的全部内容就是这些,查字典物理网希望考生可以考上理想的大学。
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