2018版高考一輪總復(fù)習(xí)物理模擬演練-限時(shí)規(guī)范專題練8含答案

限時(shí)規(guī)范專題練(八)振動(dòng)與波動(dòng)問題綜合應(yīng)用時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。其中1～4為單選，5～10為多選)1．一簡諧橫波沿x軸正向傳播，圖甲是t＝0時(shí)刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值合理的是()A．0.5mB．1.5mC．2.5mD．3.5m答案C解析由振動(dòng)圖象可知，t＝0時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)的位移為負(fù)值，且沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，由波形圖可知，t＝0時(shí)刻，x＝0.5m、3.5m處的質(zhì)點(diǎn)位移為正，可知A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；由“上下坡法”可知，t＝0時(shí)刻x＝1.5m處的質(zhì)點(diǎn)正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，因此B項(xiàng)錯(cuò)誤；2.5m處的質(zhì)點(diǎn)正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確。2．質(zhì)點(diǎn)以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心位置在y軸上做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖甲所示，振動(dòng)在介質(zhì)中產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為1.0m/s。經(jīng)0.3s后，此質(zhì)點(diǎn)立即停止運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)過0.1s后的波形圖是乙圖中的()答案C解析由振動(dòng)圖象可知，該波的周期T＝0.4s，則波長λ＝vT＝0.4m，故經(jīng)過0.3s＋0.1s＝0.4s后波傳播的距離為0.4m，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖象可知，在初始時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向振動(dòng)，故介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均沿y軸正方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確。3．圖甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa＝2m和xb＝6m，圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是()A．該波沿＋x方向傳播，波速為1m/sB．質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動(dòng)的路程為4mC．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿＋y方向D．質(zhì)點(diǎn)a在t＝2s時(shí)速度為零答案D解析由題圖乙可知，簡諧橫波的周期T＝8s，且t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)b沿＋y方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)振動(dòng)和波動(dòng)的關(guān)系，波沿－x方向傳播，質(zhì)點(diǎn)a沿－y方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過4s振動(dòng)的路程s＝eq\f(t,T)·4A＝1m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)a在t＝2s時(shí)，處于負(fù)向最大位移處，速度為零，選項(xiàng)D正確。4．簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v。若某時(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，下列四幅波形圖中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是()答案D解析由波沿x軸正方向傳播可知圖A、C中質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)eq\f(3,4)T到達(dá)波谷，圖B、D中質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)eq\f(1,4)T到達(dá)波谷，由波形圖可知圖D中的波長最短，周期最短，因此圖D中的質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷，故選D。5．如圖甲所示，在水平面內(nèi)，有三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c分別位于直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，已知ab＝6m，ac＝8m。在t1＝0時(shí)刻a、b同時(shí)開始振動(dòng)，振動(dòng)圖象均如圖乙所示，所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播，在t2＝4s時(shí)c點(diǎn)開始振動(dòng)()A．該機(jī)械波的傳播速度大小為2m/sB．該列波的波長是2mC．兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)D．兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)減弱E．兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)先加強(qiáng)后減弱答案ABC解析a點(diǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械波最先到達(dá)c點(diǎn)，則根據(jù)關(guān)系式v＝eq\f(s,t)可知波速v＝eq\f(ac,t)＝2m/s，選項(xiàng)A正確；由于v＝eq\f(λ,T)，則λ＝vT＝2m/s×1s＝2m，選項(xiàng)B正確；a波比b波早到達(dá)c點(diǎn)的時(shí)間t＝eq\f(bc,v)－eq\f(ac,v)＝eq\f(10m－8m,v)，則t＝1s＝T，即兩列波到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，使c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，產(chǎn)生共振，由于兩列機(jī)械波頻率相同相干涉，故c總是干涉加強(qiáng)點(diǎn)，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D、E錯(cuò)誤。6．如圖所示，圖甲為一列簡諧橫波在t＝0.50s時(shí)的波形圖象，P點(diǎn)是距平衡位置2.5cm的質(zhì)點(diǎn)，圖乙是Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象。以下說法正確的是()A．0.05s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q具有最大的加速度和位移B．0.05s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度正在減小，加速度正在增大C．這列簡諧橫波的波速為15m/sD．這列波的傳播方向?yàn)椋玿方向E．從0.60s到0.90s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm答案ACE解析由圖乙可知0.05s時(shí)，Q質(zhì)點(diǎn)在正向最大位移處，具有最大的加速度，A正確。由題給條件可畫出0.05s時(shí)波動(dòng)圖象如圖所示：再由甲、乙兩圖分析可知波向x軸負(fù)方向傳播，則可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度在增大，加速度在減小，B、D錯(cuò)。由圖甲知波長λ＝3m，由圖乙知周期T＝0.20s，則波速v＝eq\f(λ,T)＝15m/s，C正確。因Δt＝0.9s－0.6s＝0.3s＝1.5T，則質(zhì)點(diǎn)P通過的路程s＝1.5×4×5cm＝30cm，E正確。7．如圖所示為某時(shí)刻從O點(diǎn)同時(shí)發(fā)出的兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中沿相同方向傳播的波形圖，P點(diǎn)在甲波最大位移處，Q點(diǎn)在乙波最大位移處，下列說法中正確的是()A．兩列波具有相同的波速B．兩列波傳播相同距離時(shí)，乙波所用的時(shí)間比甲波的短C．P點(diǎn)比Q點(diǎn)先回到平衡位置D．在P質(zhì)點(diǎn)完成20次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)Q質(zhì)點(diǎn)可完成30次全振動(dòng)E．甲波和乙波在空間相遇處不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣答案ADE解析兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中波速相同，傳播相同距離所用時(shí)間相同，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由圖可知，兩列波波長之比λ甲∶λ乙＝3∶2，波速相同，由波速公式得到周期之比為T甲∶T乙＝3∶2。Q點(diǎn)與P點(diǎn)都要經(jīng)過eq\f(1,4)周期才回到平衡位置，所以Q點(diǎn)比P點(diǎn)先回到平衡位置，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩列波的頻率之比為f甲∶f乙＝2∶3，則在P質(zhì)點(diǎn)完成20次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)Q質(zhì)點(diǎn)完成了30次全振動(dòng)，選項(xiàng)D正確；兩列波的頻率不同，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，選項(xiàng)E正確。8．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，t＝0.1s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示。波源不在坐標(biāo)原點(diǎn)O，P是傳播介質(zhì)中離坐標(biāo)原點(diǎn)2.5m處的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。則以下說法正確的是()A．波的頻率可能為12.5HzB．波的傳播速度可能為50m/sC．質(zhì)點(diǎn)P的振幅為0.1mD．在t＝0.1s時(shí)刻與P相距5m處的質(zhì)點(diǎn)也一定向上振動(dòng)E．在t＝0到t＝0.1s，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為0.1m答案ABC解析波沿x軸正方向傳播，則t＝nT＋eq\f(T,4)，周期為T＝eq\f(0.4,4n＋1)s，頻率為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(20n＋5,2)Hz，(n＝0,1,2,3，…)，所以波的頻率可能為2.5Hz,12.5Hz，選項(xiàng)A正確；波速為v＝eq\f(λ,T)＝4(10n＋2.5)m/s(n＝0,1,2,3，…)，波的傳播速度可能為50m/s(n＝1)，選項(xiàng)B正確；由圖讀出振幅A＝0.1m，選項(xiàng)C正確；波沿x軸正方向傳播，t＝0.1s，P速度沿y軸正方向，與P相距5m處在P點(diǎn)左邊的質(zhì)點(diǎn)的速度沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在t＝0到t＝0.1s，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為eq\f(Δt,T)×4A，因?yàn)橹芷诓淮_定，故路程不確定，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。9．在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的13個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為0.1m，如圖甲所示。在此均勻介質(zhì)中一列橫波沿直線向右傳播，在t＝0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，且質(zhì)點(diǎn)1開始時(shí)是向上運(yùn)動(dòng)的，經(jīng)過一段時(shí)間，在t＝0.6s時(shí)刻第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形，則該波的()A．周期是0.3s，波長是0.8mB．周期是0.4s，波長是0.8mC．頻率是2.5Hz，波速是2m/sD．頻率是eq\f(10,3)Hz，波速是eq\f(8,3)m/sE．在t＝0.6s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)13正在向下運(yùn)動(dòng)答案ADE解析由乙圖得到波長λ＝0.8m，由題意，質(zhì)點(diǎn)1開始振動(dòng)方向向上，而乙圖上質(zhì)點(diǎn)13振動(dòng)方向向下，質(zhì)點(diǎn)1在平衡位置，則可知，波的前端并不是質(zhì)點(diǎn)13，而在質(zhì)點(diǎn)13右側(cè)半個(gè)波長處，即形成兩個(gè)波長的波形。則t＝2T，得到T＝0.3s，選項(xiàng)A、E正確，B錯(cuò)誤；波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(0.8,0.3)m/s＝eq\f(8,3)m/s，頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(10,3)Hz，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。10．如圖所示，實(shí)線與虛線分別表示振幅(A)、頻率(f)均相同的兩列波的波峰和波谷。此刻，M是波峰與波峰相遇點(diǎn)，下列說法中正確的是()A．P、N兩質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置B．該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O正處于平衡位置C．隨著時(shí)間的推移，質(zhì)點(diǎn)M將向O點(diǎn)處移動(dòng)D．從該時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)平衡位置，此時(shí)位移為零E．OM連線中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，其振幅為2A答案ADE解析P、N兩點(diǎn)是波谷和波峰疊加，由于兩列波的振幅相等，P、N的位移始終為零，即始終處于平衡位置，故選項(xiàng)A正確；由題圖知O點(diǎn)是波谷和波谷疊加的位置，是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，該時(shí)刻O點(diǎn)位于波谷，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動(dòng)，不會(huì)“隨波逐流”，則質(zhì)點(diǎn)M不會(huì)向O點(diǎn)處移動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；該時(shí)刻M點(diǎn)位于波峰，從該時(shí)刻起，經(jīng)過eq\f(1,4)周期，質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)平衡位置，此時(shí)位移為零，故選項(xiàng)D正確；OM連線中點(diǎn)，也是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，其振幅與O或M點(diǎn)一樣，為2A，故選項(xiàng)E正確。二、非選擇題(本題共2小題，共30分)11．(15分)如圖所示，圖中的實(shí)線是一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線對(duì)應(yīng)的是t＝0.5s時(shí)的波形圖。求：(1)如果波沿x軸負(fù)方向傳播，且周期T>0.5s，則波的速度多大？(2)如果波沿x軸正方向傳播，且周期T滿足0.3s<T<0.5s，則波的速度又是多大？答案(1)0.12m/s(2)0.84m/s解析(1)如果波沿x軸負(fù)方向傳播，且周期T>0.5s，則波向左傳播的距離x＝eq\f(1,4)λ＝eq\f(1,4)×24cm＝6cm，波速v＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.06m,0.5s)＝0.12m/s。(2)如果波是沿x軸正方向傳播的，且周期T滿足0.3s<T<0.5s，則波向右傳播了1個(gè)波長多，所以波傳播的距離為x＝eq\f(3,4)λ＋λ＝eq\f(7,4)×24cm＝42cm，波速v＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.42m,0.5s)＝0.84m/s。12．(15分)如圖所示，a、b、c、d是均勻介質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間的間距依次為2m、4m和6m。一列簡諧橫波以2m/s的波速沿x軸負(fù)向傳播，在t＝0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)d，質(zhì)點(diǎn)d由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t＝6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振幅為6mm，求：(1)在t＝6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)b的位移；(2)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)a第一次振動(dòng)到正向最大位移處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)d經(jīng)過的路程。答案(1)－6mm(2)54mm解析(1)已知在t＝0時(shí)刻波到達(dá)質(zhì)點(diǎn)d，質(zhì)點(diǎn)d由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng)，其波的前段波形如圖所示。t＝6s時(shí)，波向左傳播的距離為12m，波的前端到達(dá)a質(zhì)點(diǎn)位