2024高考物理一輪復(fù)習(xí)機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論第2講機(jī)械波課時(shí)作業(yè)含解析

PAGE6-第2講機(jī)械波1．(多選)關(guān)于波的干涉、衍射等現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A．有的波只能發(fā)生干涉現(xiàn)象，有的波只能發(fā)生衍射現(xiàn)象B．產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件之一，就是兩列波的頻率相等C．薄膜干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在膜的前后兩表面反射，形成的兩列光波疊加的結(jié)果D．屋外的人雖然看不到屋里的人，卻能聽(tīng)到屋里人的聲音，這屬于波的衍射現(xiàn)象E．泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象BCD[干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，波可以發(fā)生干涉，也可以發(fā)生衍射，A錯(cuò)誤；當(dāng)兩列波發(fā)生干涉時(shí)，兩列波的頻率相等，B正確；由于重力的影響，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，薄膜干涉條紋的產(chǎn)生是光在膜的前后兩表面反射，形成的兩列光波疊加的結(jié)果，C正確；屋外的人雖然看不到屋里的人，卻能聽(tīng)到屋里人的聲音，這屬于聲波的衍射現(xiàn)象，D正確；光通過(guò)小圓盤(pán)，在屏中心出現(xiàn)亮斑，說(shuō)明光偏離原來(lái)直線方向傳播，是光的衍射現(xiàn)象，E錯(cuò)誤。]2.(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，下列描述該波的圖象可能正確的是()AC[因不知波的傳播方向，依據(jù)a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知其間距應(yīng)為eq\f(λ,4)的奇數(shù)倍，即eq\f(nλ,4)＝9m(n＝1,3,5，…)，那么波長(zhǎng)λ的可能值是：36m、12m、eq\f(36,5)m、eq\f(36,7)m、4m、eq\f(36,11)m等。綜上可知答案為A、C。]3．(多選)一振動(dòng)周期為T(mén)、振幅為A、位于x＝0點(diǎn)的波源從平衡位置沿y軸正方向起先做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，該波源產(chǎn)生的一維簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v，傳播過(guò)程中無(wú)能量損失。一段時(shí)間后，該振動(dòng)傳播至某質(zhì)點(diǎn)P。關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)狀況，下列說(shuō)法正確的是()A．振幅肯定為AB．周期肯定為T(mén)C．速度的最大值肯定為vD．起先振動(dòng)的方向沿y軸正方向或負(fù)方向取決于它離波源的距離E．若P點(diǎn)與波源距離s＝vT，則質(zhì)點(diǎn)P的位移與波源的相同ABE[機(jī)械波在傳播過(guò)程中，把波源的信息傳播出去，即把波源的振動(dòng)周期、振幅、起先振動(dòng)的方向等信息都傳播出去，各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期、振幅，起先振動(dòng)的方向均與波源的相同，故D錯(cuò)誤，A、B正確。波的傳播速度和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤。當(dāng)P點(diǎn)與波源的距離s＝vT時(shí)，即P點(diǎn)與波源相距一個(gè)波長(zhǎng)，兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀況完全一樣，故E正確。]4.(多選)如圖所示，實(shí)線與虛線分別表示振幅、頻率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)，兩列波的振幅均為A，下列說(shuō)法中正確的是()A．該時(shí)刻位于O點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)正處于平衡位置B．位于P、N兩點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置C．隨著時(shí)間的推移，位于M點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)將向位于O點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)處移動(dòng)D．從該時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)四分之一周期，位于M點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)平衡位置，此時(shí)位移為零E．O、M連線的中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，其振幅為2ABDE[該時(shí)刻位于O點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)正處于波谷與波谷的相遇點(diǎn)，非平衡位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；位于P、N兩點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)處于波峰和波谷的相遇點(diǎn)，合位移始終為零，選項(xiàng)B正確；質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從該時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)四分之一周期，兩列波在M點(diǎn)的振動(dòng)分別到達(dá)平衡位置，合位移為零，選項(xiàng)D正確；O、M連線上各點(diǎn)都是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，其振幅為2A，選項(xiàng)E正確。]5．(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t＝0時(shí)的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B相距1m，A點(diǎn)速度沿y軸正方向，t＝0.02s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)正方向最大位移處。由此可知()A．此波沿x軸負(fù)方向傳播B．此波的傳播速度為25m/sC．從t＝0時(shí)起，經(jīng)過(guò)0.04s，質(zhì)點(diǎn)A沿波傳播方向遷移了1mD．在t＝0.04s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B處在平衡位置，速度沿y軸正方向E．能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率肯定為25HzABD[A點(diǎn)速度沿y軸正方向，所以此波沿x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)A正確；由圖象并結(jié)合題給條件可知，波長(zhǎng)λ＝2m，eq\f(1,4)T＝0.02s，則周期T＝0.08s，所以波速v＝eq\f(λ,T)＝25m/s，選項(xiàng)B正確；由于是橫波，所以在波的傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)并不沿傳播方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)B位于平衡位置且向y軸負(fù)方向振動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)B仍處在平衡位置，但向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確；該波的頻率f＝eq\f(1,T)＝12.5Hz，而發(fā)生干涉的條件是兩波頻率相同，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。]6．(2024·河南南陽(yáng)一中模擬)(多選)如圖所示，兩列簡(jiǎn)諧橫波a和b均沿x軸正方向傳播，波速為40m/s，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)波的周期為0.2s，b波的周期為0.1sB．對(duì)于b波，x軸上x(chóng)＝1m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.1s就傳到x＝5m處C．a(chǎn)、b兩列波相遇時(shí)不能發(fā)生穩(wěn)定干涉D．x＝8m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)總是加強(qiáng)的E．若兩列波進(jìn)入另一種介質(zhì)，它們的頻率都不會(huì)變更ACE[從圖中可知λa＝8m，λb＝4m，故Ta＝eq\f(λa,v)＝eq\f(8m,40m/s)＝0.2s，Tb＝eq\f(λb,v)＝eq\f(4m,40m/s)＝0.1s，A正確；波上的質(zhì)點(diǎn)在傳播過(guò)程中，只在平衡位置旁邊上下振動(dòng)，不隨波遷移，B錯(cuò)誤；由于兩列波周期不相同，即頻率不相等，故不能發(fā)生穩(wěn)定干涉，則x＝8m處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)并不總是加強(qiáng)的，C正確，D錯(cuò)誤；波的頻率等于波源的振動(dòng)頻率，由波源確定，而與介質(zhì)無(wú)關(guān)，所以其頻率不變，E正確。]7．(2024·湖北武漢外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬)(多選)圖甲為某一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.5s時(shí)刻的波形圖，圖乙為參加波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法正確的是()A．該簡(jiǎn)諧波的傳播速度為4m/sB．這列波的傳播方向沿x軸正方向C．t＝2.0s時(shí)M質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度小于Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度D．t＝2.0s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的位移為2cmE．從t＝0時(shí)刻起先P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y＝2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2πt－\f(π,2)))(cm)ABE[由甲圖可得λ＝4m，由乙圖可得T＝1s，所以該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為v＝eq\f(λ,T)＝4m/s，故A正確；由圖乙知，t＝0.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M正通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，由波形平移法知波的傳播方向沿x軸正方向，故B正確；t＝2.0s＝2T時(shí)，M質(zhì)點(diǎn)正通過(guò)平衡位置，速度最大，而質(zhì)點(diǎn)Q不在平衡位置，所以t＝2.0s時(shí)M質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度大于Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度，故C錯(cuò)誤；t＝0.5s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)在波峰，經(jīng)過(guò)1.5s＝1.5T時(shí)間，即t＝2.0s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷，位移為－2cm，故D錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P在波谷，因此它的振動(dòng)方程為y＝Asineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)t－\f(π,2)))＝2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2πt－\f(π,2)))(cm)，故E正確。]8.(2024·成都高新區(qū)一診)(多選)有兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、振幅均為A、傳播方向相互垂直的平面波相遇發(fā)生干涉。如圖所示，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，a為波谷與波谷相遇點(diǎn)，b、c為波峰與波谷相遇點(diǎn)，d為波峰與波峰相遇點(diǎn)，e、g是a、d連線上的兩點(diǎn)，其中e為a、d連線的中點(diǎn)，則()A．a(chǎn)、d處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、c處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱B．從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，e處質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為4AC．從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，g處質(zhì)點(diǎn)在向平衡位置運(yùn)動(dòng)D．從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)四分之一周期，d處質(zhì)點(diǎn)的振幅恰好為零E．從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，b處質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為2AABC[a為波谷與波谷相遇點(diǎn)，b、c為波峰與波谷相遇點(diǎn)，d為波峰與波峰相遇點(diǎn)，故a、d處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、c處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱，故A正確；依據(jù)幾何關(guān)系可知，兩波的波谷同時(shí)傳播到e、g；故e、g均為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅為2A，那么，從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，e處質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為2×2A＝4A；由e為a、d連線的中點(diǎn)，可得圖示時(shí)刻兩波在e點(diǎn)都處于平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，故圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)g位移為正，在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，故從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，g處質(zhì)點(diǎn)位移為負(fù)，在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，故B、C正確。d為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，那么，d點(diǎn)振動(dòng)周期不變，振幅為2A，故從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)四分之一周期，d處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A，故D錯(cuò)誤；b為振動(dòng)減弱點(diǎn)，又兩列波振幅均為A，所以兩列波在b點(diǎn)的合振幅始終等于0，從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，b處質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為0，故E錯(cuò)誤。]9.(2024·湖南名校聯(lián)考)一列橫波在x軸上傳播，實(shí)線和虛線分別表示t1＝0、t2＝0.14s時(shí)的波形，已知實(shí)線在t3＝0.6s時(shí)第5次重復(fù)出現(xiàn)，則()A．波的周期為0.1sB．波的波長(zhǎng)為12cmC．波的傳播速度為1m/sD．波沿x軸正方向傳播E．t2＝0.14s時(shí)，x＝0處質(zhì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)y＝eq\r(3)cmBCE[依據(jù)波形圖可知，波的波長(zhǎng)λ＝12cm，選項(xiàng)B正確；依據(jù)題述，實(shí)線在t3＝0.6s時(shí)第5次出現(xiàn)?？芍?T＝t3－t1，解得周期T＝0.12s，波的傳播速度v＝eq\f(λ,T)＝1m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；依據(jù)t1和t2時(shí)刻的波形以及波的周期可知波沿x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；t2＝0.14s與t＝0.02s時(shí)x＝0處質(zhì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)相同，x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y＝2sinωtcm＝2sineq\f(2π,T)t(cm)＝2sineq\f(π,0.06)t(cm)，則t＝0.14s時(shí)x＝0處質(zhì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)為y＝2sineq\f(π,0.06)tcm＝2sineq\f(π,0.06)×0.02(cm)＝2sineq\f(π,3)(cm)＝eq\r(3)cm，選項(xiàng)E正確。]10．(多選)如圖所示，兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x＝－0.2m和x＝1.2m處，兩列波的速度均為v＝0.4m/s，兩波源的振幅均為A＝2cm。圖示為t＝0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示)，此刻平衡位置處于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛起先振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x＝0.5m處。關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀況，下列推斷正確的是()A．兩列波相遇后振幅仍舊均為2cmB．t＝1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為－4cmC．t＝1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為＋4cmD．t＝0.75s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到質(zhì)點(diǎn)M所處的位置E．質(zhì)點(diǎn)P、Q的起振方向都沿y軸負(fù)方向ABE[兩列波在相遇區(qū)域的傳播保持各自的波長(zhǎng)、頻率、振幅不變，各質(zhì)點(diǎn)的位移、速度等于兩列波分別引起的位移、速度的矢量和，t＝0到t＝1s，兩列波的傳播距離均為x＝vt＝0.4m，兩波相遇，且兩列波在質(zhì)點(diǎn)M所在處分別引起的位移均為y＝－2cm，所以t＝1s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M的位移為－4cm，選項(xiàng)A、B正確，C錯(cuò)誤；波傳播過(guò)程中，各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)均在其平衡位置旁邊振動(dòng)，不隨波遷移，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；依據(jù)波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系(“上下坡法”等)可確定，質(zhì)點(diǎn)P、Q的起振方向都沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)E正確。]11．[2024·全國(guó)甲卷·34(2)]一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長(zhǎng)不小于10cm。O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x＝0和x＝5cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。t＝0時(shí)起先觀測(cè)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)O的位移為y＝4cm，質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置；t＝eq\f(1,3)s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置，t＝1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置。求：(1)簡(jiǎn)諧波的周期、波速和波長(zhǎng)；(2)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變更的關(guān)系式。解析：(1)設(shè)振動(dòng)周期為T(mén)。由于質(zhì)點(diǎn)A在0到1s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置，經(jīng)驗(yàn)的是eq\f(1,4)個(gè)周期，由此可知T＝4s①由于質(zhì)點(diǎn)O與A的距離5cm小于半個(gè)波長(zhǎng)，且波沿x軸正向傳播，O在t＝eq\f(1,3)s時(shí)回到平衡位置，而A在t＝1s時(shí)回到平衡位置，時(shí)間相差eq\f(2,3)s。兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的距離除以傳播時(shí)間，可得波的速度v＝7.5cm/s②利用波長(zhǎng)、波速和周期的關(guān)系得，簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)λ＝30cm③(2)設(shè)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變更的關(guān)系為y＝Acos(eq\f(2πt,T)＋φ0)④將①式及題給條件代入上式得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\