（江蘇專用）高考物理一輪復習 機械振動 機械波 光 電磁波 相對論簡介 基礎課時2 機械波（含解析）（選修3-4）-人教版高三選修3-4物理試題

基礎課時2機械波1．如圖1所示是水波干涉示意圖，S1、S2是兩波源，A、D、B三點在一條直線上，兩波源頻率相同，振幅相等，則下列說法正確的是。圖1A．A處質點一會兒在波峰，一會兒在波谷B．B處質點一直在波谷C．C處質點一會兒在波峰，一會兒在波谷D．D處質點一直在平衡位置解析A、B、D三點都在振動加強區(qū)，三處質點均做簡諧運動，選項A正確，B、D錯誤；點C是振動減弱點，又因兩波振幅相等，故C處質點一直在平衡位置不動，選項C錯誤。答案A2．兩個固定聲源發(fā)出的聲波1和聲波2在空氣中傳播。已知聲波1的頻率是聲波2的3倍，則。A．聲波1的波長是聲波2的3倍B．聲波1的傳播速度是聲波2的3倍C．兩列波相遇會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D．遠離這兩個聲源的觀察者，聽到的這兩列波的頻率均比聲源發(fā)出的頻率低解析聲波在同種介質中傳播速度一定，根據(jù)波長與頻率、波速的關系可知，聲波1的波長是聲波2的eq\f(1,3)，選項A、B錯誤；由于兩列波頻率不同，波長不同，相遇不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，選項C錯誤；根據(jù)多普勒效應，遠離這兩個聲源的觀察者，聽到的這兩列波的頻率均比聲源發(fā)出的頻率低，選項D正確。答案D3．如圖2所示，在均勻介質中，A、B是振動情況完全相同的兩個波源，其簡諧運動表達式均為x＝0.1sin20πt(m)，形成的機械波的波速都是10m/s。介質中P點與A、B兩波源間的距離分別為4m和5m。則。圖2A．波的周期為0.2sB．波的波長為2mC．P點一定是振動加強點D．P點可能是振動減弱點解析由簡諧運動表達式x＝0.1sin20πt(m)，可知周期T＝0.1s，選項A錯誤；由波速v＝eq\f(λ,T)，可得λ＝vT＝1m，選項B錯誤；由于P點與A、B兩波源間的距離之差等于1個波長，所以P點一定是振動加強點，選項C正確，D錯誤。答案C4．(2016·山東濰坊期末)一列橫波在x軸上沿x軸正方向傳播，其中t時刻和t＋0.4s時刻在x軸上－3m至3m區(qū)間內的波形圖如圖3中同一條圖線所示，則下列說法中正確的是。圖3A．質點振動周期一定為0.4sB．該波最小波速為10m/sC．從t時刻開始計時，x＝2m處的質點比x＝2.5m處的質點先回到平衡位置D．在t＋0.8s時刻，x＝－2m處的質點位移為零解析因為機械波每經(jīng)過1個周期，波形相同，所以T＝eq\f(0.4,n)s(n＝1，2，3，…)，選項A錯誤；根據(jù)波形圖可知，波長λ＝4m，所以波速v＝eq\f(λ,T)＝10nm/s(n＝1，2，3，…)，當n＝1時，波速最小，為10m/s，選項B正確；已知波沿x軸正方向傳播，在t時刻x＝2m處的質點從最大位移處向平衡位置移動，而x＝2.5m處的質點正向最大位移位置運動，所以x＝2m處的質點比x＝2.5m處的質點先回到平衡位置，選項C正確；在t＋0.8s時刻，橫波的波形與t時刻波形相同，x＝－2m處的質點位移不為零，選項D錯誤。答案BC5．(2016·河北邯鄲模擬)如圖4甲所示，OP＝s，t＝0時刻質點O開始振動，產(chǎn)生沿O、P所在直線向右傳播的簡諧橫波，圖乙為質點P從t＝t1時刻開始振動的圖象，則以下說法正確的是。圖4A．t＝0時刻質點O的振動方向沿y軸負方向B．t2時刻質點P振動速度最大，方向沿y軸負方向C．該波與另一頻率為eq\f(1,t2－t1)的同類波疊加能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D．若某障礙物的尺寸為eq\f(s,2t1)(t2－t1)，該波遇到此障礙物時能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析t＝0時刻振源O的振動方向與質點P的起振方向相同，均沿y軸正方向，選項A錯誤；t2時刻質點P運動到平衡位置，振動速度最大，方向沿y軸正方向，選項B錯誤；該波周期為T＝t2－t1，頻率為eq\f(1,t2－t1)，根據(jù)干涉產(chǎn)生條件，該波與另一頻率為eq\f(1,t2－t1)的同類波疊加能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，選項C正確；該波波長為λ＝vT＝eq\f(s,t1)(t2－t1)，根據(jù)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，若某障礙物的尺寸為eq\f(s,2t1)(t2－t1)，該波遇到此障礙物時能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項D正確。答案CD6．(2016·湖北武漢調研)一列簡諧橫波，在t＝0.6s時刻的圖象如圖5甲所示，波上A質點的振動圖象如圖乙所示，則以下說法正確的是。圖5A．這列波沿x軸正方向傳播B．這列波的波速是eq\f(50,3)m/sC．從t＝0.6s開始，質點P比質點Q晚0.4s回到平衡位置D．若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為10m的障礙物，不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象解析由題圖乙可知，t＝0.6s時A點的振動是向下的，因此可判斷這列波是向x軸正方向傳播的，選項A正確；由題圖甲可知，該波的波長為20m，由題圖乙可知，該波的周期為1.2s，可得該波的波速為eq\f(50,3)m/s，選項B正確；由波上各質點振動情況可知，P點向上振動，應該先回到平衡位置，選項C錯誤；該波的波長為20m，大于10m，因此該波遇到一個尺寸為10m的障礙物時，會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，選項D錯誤。答案AB7．如圖6所示為某一介質中的甲、乙兩個質點振動的位移隨時間變化的圖象，在t＝5s時，兩質點的振動方向(選填“相同”或“相反”)。由于兩質點的振動，在介質中形成了兩列機械波，兩列波的波長之比λ甲∶λ乙＝。圖6解析在t＝5s時，兩質點的振動方向相同。由某一介質中的甲、乙兩個質點振動的位移隨時間變化的圖象可知，兩列波的周期之比為12∶8＝3∶2，兩列波的波長之比λ甲∶λ乙＝3∶2。答案相同3∶28．(2016·湖北八校聯(lián)考)如圖7所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v＝4m/s，試回答下列問題：圖7(1)求出x＝1.5m處的質點在0～1.25s內通過的路程及t＝1.25s時該質點的位移；(2)寫出x＝2.0m處的質點的振動函數(shù)表達式。解析(1)由T＝eq\f(λ,v)，解得T＝0.5s又1.25s＝2eq\f(1,2)T，故0～1.25s內的路程為50cm。1．25s時位移y＝5cm(2)y＝－5sin4πt(cm)或y＝5sin(4πt＋π)(cm)。答案(1)50cm5cm(2)y＝－5sin4πt(cm)或y＝5sin(4πt＋π)(cm)9．地震時，震源會同時產(chǎn)生兩種波，一種是傳播速度約為3.5km/s的S波，另一種是傳播速度約為7.0km/s的P波。一次地震發(fā)生時，某地震監(jiān)測點記錄到首次到達的P波比首次到達的S波早3min。假定地震波沿直線傳播，震源的振動周期為1.2s，求震源與監(jiān)測點之間的距離x和S波的波長λ。解析設P波傳播時間為t，則x＝vPt，x＝vS(t＋Δt)解得x＝eq\f(vPvS,vP－vS)Δt，代入數(shù)據(jù)得x＝1260km。由λ＝vST，解得λ＝4.2km。答案1260km4.2km10．[2015·新課標全國卷Ⅱ，34(2)]平衡位置位于原點O的波源發(fā)出的簡諧橫波在均勻介質中沿水平x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個點(均位于x軸正向)，P與O的距離為35cm，此距離介于一倍波長與二倍波長之間。已知波源自t＝0時由平衡位置開始向上振動，周期T＝1s，振幅A＝5cm。當波傳到P點時，波源恰好處于波峰位置；此后再經(jīng)過5s，平衡位置在Q處的質點第一次處于波峰位置。求：(ⅰ)P、Q間的距離；(ⅱ)從t＝0開始到平衡位置在Q處的質點第一次處于波峰位置時，波源在振動過程中通過的路程。解析(ⅰ)由題意，O、P兩點間的距離與波長λ之間滿足OP＝eq\f(5,4)λ＝35cm解得λ＝28cm①波速為v＝eq\f(λ,T)＝28cm/s②在t＝5s的時間間隔內，波傳播的路程為s＝vt＝140cm③由