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类型2018年高考物理一轮复习 专题56 机械波 横波的图象(练)(含解析).doc

  • 上传人:无敌
  • 文档编号:291433
  • 上传时间:2018-03-25
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    2018年高考物理一轮复习 专题56 机械波 横波的图象(练)(含解析).doc
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    1、- 1 -专题 56 机械波 横波的图象1有关纵波与横波,下列说法正确的是: ( )A振源上下振动形成的波是横波B振源水平振动形成的波是纵波C波沿水平方向传播质点上下振动,这类波是横波D质点沿水平方向振动,波沿水平方向传播,这类波一定是纵波【答案】C【名师点睛】本题关键能知道横波与纵波的概念,能知道区别横波与纵波的关键是看质点的振动方向与波的传播方向之间的关系,而不是看水平方向或竖直方向。2如图甲所示,两列横波在同一水平面上传播,两列横波的波源沿竖直方向振动。横波 1的波源 B 点的振动图象如图乙所示;横波 2 的波源 C 点的振动图象如图丙所示。两列波的波速都为 20 cm/s。两列波在 P

    2、 点相遇, P 与 B、 C 两点的距离均为 40 cm,则 P 点振幅为: ( )A 70cm B -10cm C 0 D 10cm【答案】D【解析】由图知,两列波的周期都是 T=1s,由 v得,波长 =v T=0.21m=0.2m因PC=PB=40cm,而 t=0 时刻两波的振动方向相反,则两列波的波峰和波谷同时传到 P 点, P 点是振动减弱的点,振幅等于两波振幅之差,即为 A=40cm-30cm=10cm故 ABC 错误,D 正确故选 D。- 2 -【名师点睛】本题的解题关键是掌握波的叠加原理进行分析,根据路程差和起振方向关系进行分析;此题中根据 P 到 B、C 的路程差与波长的关系,

    3、分析 P 的振动是加强还是减弱,再研究 P 点的振幅。3如图所示,在直线 PQ 的中垂线 OM 上有 A、 B 两个声源,分别距 O 点 6m 和 1m,两个声源同时不断向外发出波长都为 2m 的完全相同的声波。在直线 PQ 上从到的范围内声波干涉减弱的区域共有: ( )OBAMQPA无穷多个 B7 个 C5 个 D3 个【答案】C【名师点睛】本题关键明确振动加强和振动减弱的条件,当到两个声源的间距为波长整数倍时,振动加强,听到声音是加强的;当到两个声源的间距为半波长的奇数倍时,振动减弱,听到声音是减弱的, 然后可以结合图表分析,较难.4(多选)如图所示,两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方

    4、向传播,两波源分别位于x=1.0 m 和 x=5.0 m 处,两列波的速率均为 v=2 m/s,两波源的振幅均为 A=2 cm。图示为t0 时刻两列波的图象(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于 x=1.0 m 和 x=3.0 m 的M、 N 两质点刚开始振动。质点 P、 Q 的平衡位置分别处于 x2.0m 和 x2.5m 处,关于各质点运动情况判断正确的是: ( )A质点 Q 的起振方向沿 y 轴正方向B t1.25 s 时刻,质点 M 的位移为-4cmC两列波能发生干涉,发生干涉后质点 P 为振动减弱点- 3 -D两列波能发生干涉,发生干涉后质点 Q 为振动加强点【答案】ACD【名师点睛】

    5、波的干涉(1)产生稳定干涉现象的条件:频率相同;振动方向相同;有固定的相位差(2)干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件:最强:该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍,即 n.最弱:该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍,即 2(2n1)5如图所示,a、b、c、D.为传播简谐横波的介质中一系列等间隔的质点,相邻两质点间的距离均为 0.1m,若某时刻向右传播的波到达 a 质点,a 开始时先向上运动,经过 0.2s d 质点第一次达到最大位移,此时 a 正好在平衡位置(已知质点振幅为 2cm,ad 沿传播方向上的距离小于一个波长)。则该简谐横波在介质中的速速可能值为 _m/s,此时质

    6、点 j的位移为 cm。【答案】3 或 2 0【解析】波从 a 传到 d 时,d 开始向上振动,经过 1 4T第一次达到最大位移,而 a 正好在平衡位置,可能经过平衡位置向下,也可能经过平衡位置向上若 a 正好经过平衡位置向下,则 a 已经振动了 2,波从 a 传到 d 的时间为 1 4T,则 ad 间的距离为 14,即有 0.3m,可得波长 1.m,且 0.2sT,得 T=0.4s,故波速 .23/0vsT在时间 2T内,波传播的距离为 .6,所以波还没有传到j,j 的位移为 0若 a 正好经过平衡位置向上,则 a 已经振动了 T,波从 a 传到 d 的时间为 34T,则 ad 间的距离为 3

    7、4,即有 0.3m,可得波长 0.4m,且 T=0.2s,故波速 - 4 -2/vmsT,在 T 时间内,波传播的距离为 =0.4m,所以波还没有传到 j,j 的位移为0综上,该简谐横波在介质中的波速可能值为 3 或 2m/s,此时质点 j 的位移为 0cm【名师点睛】本题的关键要仔细研究波形成的过程,根据时间确定周期,根据距离确定波长,要知道波在一个周期内传播的距离等于一个波长1如下图所示甲为沿 x 轴传播的一列简谐横波在 t0 时刻的波动图象,乙图为参与波动质点 P 的振动图象,则下列判断正确的是: ( )A该波的传播速率为 4 cm/sB该波的传播方向沿 x 轴正方向C经过 0.5 s

    8、时间,质点 P 沿波的传播方向向前传播 2 mD平衡位置 x=1.5 m 处的质点在 t=0s 到 t=2.25s 时间内的路程为 825【答案】D【名师点睛】根据波动图象能读出波长、由质点的振动方向判断波的传播方向,由振动图象读出周期和质点的振动方向等等,都学习振动和波部分应具备的基本能力,要加强训练,熟练应用;注意选项 A 的速度单位;选项 D 需掌握三角函数的知识. 2一频率为 600Hz 的声源以 20rads 的角速度沿一半径为 0.80m 的圆周作匀速圆周运动,一观察者站在离圆心很远的 P 点且相对于圆心静止,如图所示,下列判断正确的是: - 5 -( )观察者接收到汽笛在 A 点

    9、发出声音的频率大于 600Hz观察者接收到汽笛在 B 点发出声音的频率等于 600Hz观察者接收到汽笛在 C 点发出声音的频率等于 600Hz观察者接收到汽笛在 D 点发出声音的频率小于 600HzA B C D【答案】A【名师点睛】此题是对多普勒效应的考查;要知道两个声信号从声源传播到观察者的过程,由于频率发生变化,导致速度也变化,所以时间也会变化;当观察者与波源的距离发生变化时,接收频率与发射频率出现不等现象。3在 xOy 平面内有一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波,波速为 2m/s,振幅为 A。M、N 是平衡位置相距 2m 的两个质点,如图所示。在 t=0 时,M 通过其平衡位置沿 y

    10、轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于 1s。则: ( )A该波的周期为 85s B在 t= 12s 时,N 的速度一定为 2m/sC从 t=0 到 t=1s,M 向右移动了 2m D从 t= 3s 到 t= s,M 的动能逐渐增大【答案】D【解析】由题意:波速为 2m/s,周期大于 1s,则波长 大于 vT=2m由题,分析得知, 342m,得波长 83,周期为 43Tsv故 A 错误N 的速度与波传播的速度是- 6 -两回事,在 t= 12s 时,N 的速度不一定等于 2m/s故 B 错误波传播过程中质点 M 不向前移动,M 点只上下振动故 C 错误从 t= 13

    11、s 到 t= 2 s,即 14T 到 2T,M 点正从波峰向平衡位置运动,动能逐渐增大故 D 正确故选 D【名师点睛】此题考查机械波的传播问题;是特殊值问题,根据波长的范围,结合波形,得到波长要注意质点的振动速度与波传播速度是不同的;另外质点只在自己平衡位置附近上下振动,而不随波迁移.4(多选)如图甲所示为一列简谐横波在 t0.2s 时的波形图, Ph 为平衡位置在 x2m 处的质点,图乙所示为质点 P 的振动图象,则下列关于该波的说法中正确的是: ( )A该波的周期是 0.4sB该波沿 x 轴正方向传播C该波的传播速度为 10m/sD从 t0.2s 到 t0.5s,质点 P 通过的路程为 4

    12、0cm【答案】AC【名师点睛】由振动图象与波动图象确定已知信息,再由 Tv,可求出波速,由质点的振动方向来确定波的传播方向;根据质点的振动图象,可确定所给时间的周期数,在每个周期内质点通过的路程为 4 个振幅,从而可求出 P 点通过的路程。- 7 -5在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距 4m的 A、 B 两点,如图(甲)、(乙)分别是 A、 B 两质点的振动图像,已知该波波长大于 2,求这列波可能的波速。【答案】 403/ms、 7/s、 40/ms、 8/【解析】由振动图象得质点振动周期 . Ts,若波由 A 向 B 传播, B 点比 A 点晚振动的时间34012tnT( , , , ,

    13、 ),所以 A、 B 间的距离为 34012sn( , , , , ) ,则波长为6s,因为 m ,所以 01n, ,当 时,13m, 13/Tvs,当 时, 267m, 27/Tvs若波由 B 向 A 传播, A 点比 B 点晚振动的时间 4013tnT( , , , , ) ,所以 A、 B 间的距离为14023sn( , , , , ),则波长为 46sn, 2 ,所以 01n, ,当0时, 6m, 14/vs,当 1n时, 23.m, 8/vs。【名师点睛】知道两个质点的振动图象,读出同一时刻质点的位置和速度关系,分析它们状态的关系,画出波形,研究质点间距离与波长的关系,是常规的思路,

    14、多做相关训练,有助于强化质点的振动与波动关系。1【2017天津卷】手持较长软绳端点 O 以周期 T 在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。绳上有另一质点 P,且 O、 P 的平衡位置间距为 L。 t=0 时, O 位于最高点, P 的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是: ( )- 8 -A该简谐波是纵波 B该简谐波的最大波长为 2LC 8Tt时, P 在平衡位置上方 D38Tt时, P 的速度方向竖直向上【答案】C【名师点睛】本题应注意波的周期性,要从波长入手。2【2017新课标卷】(5 分)如图,一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,实线为

    15、 t=0 时的波形图,虚线为 t=0.5 s 时的波形图。已知该简谐波的周期大于 0.5 s。关于该简谐波,下列说法正确的是_(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分)。A波长为 2 m B波速为 6 m/s C频率为 1.5 HzD t=1 s 时, x=1 m 处的质点处于波峰E t=2 s 时, x=2 m 处的质点经过平衡位置【答案】BCE【名师点睛】本题知道两个时刻的波形,可以运用波形的平移法分析波传播的最短距离,要理解“该简谐波的周期大于 0.5 s”表达的意义。- 9 -3【2016四川

    16、卷】(多选)简谐横波在均匀介质中沿直线传播, P、 Q 是传播方向上相距10 m 的两质点,波先传到 P,当波传到 Q 开始计时, P、 Q 两质点的振动图像如图所示。则: ( )A质点 Q 开始振动的方向沿 y 轴正方向B该波从 P 传到 Q 的时间可能为 7 sC该波的传播速度可能为 2 m/sD该波的波长可能为 6 m【答案】AD【解析】由图线可知,质点 Q 开始起振的方向沿 y 轴正方向,选项 A 正确;振动由 P 向 Q 传播,由图线可知 T=6 s,故振动从 P 传到 Q 的时间可能为( nT+4) s=v(6n+4) s,( n=1、2、3、),故不可能为 7 s 选项 B 错误

    17、;根据( nT+4) v=10 m 可得10m/64v( n=1、2、3、),故波速不可能为 2 m/s,选项 C 错误;根据T,当 n=1 时, =6 m,选项 D 正确;故选 AD。【名师点睛】此题是对振动图像及机械波传播问题的考查;首先要掌握已知振动图像判断质点振动方向的基本方法以及波速、波长及周期的关系;此题中要考虑波形传播的重复性及多解问题,这是题目的难点所在.4【2016上海卷】(多选)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源 M、 N 两点沿 x 轴相向传播,波速为 2 m/s,振幅相同;某时刻的图像如图所示。则: ( )A甲乙两波的起振方向相反B甲乙两波的频率之比为 3:2C再经过

    18、 3 s,平衡位置在 x=7 m 处的质点振动方向向下D再经过 3 s,两波源间(不含波源)有 5 个质点位移为零【答案】ABD- 10 -【方法技巧】通过波的前沿质点振动方向判断波的起振方向,根据波长、波速与频率关系计算两列波的频率,通过平移法画出 3 s 时的波形,再分析问题。5【2015北京15】周期为 2.0s 的简谐横波沿 x 轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此时质点 P 沿 y 轴负方向运动,则该波: ( )A沿 x 轴正方向传播,波速 v=20m/s B沿 x 轴正方向传播,波速 v=10m/sC沿 x 轴负方向传播,波速 v=20m/s D沿 x 轴负方向传播,波速 v=10m/s【答案】B【解析】 横波的振动方向与传播方向垂直,已知 P 点的振动方向向下,由同侧法可知传播方向右,而读图得波长 20m, sT,则波速 10/vmsT,故选项 B 正确。【规律总结】横波的波动与振动的方向垂直,判断方法有四种:同侧法、带动法(特殊点法)、微平移法、口诀法(上坡下、下坡上)。

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