2013高物理考復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 12-2 機(jī)械波練習(xí)

1、選修3-4 第十二章 第2講 (時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(每小題5分，共30分)1.如圖所示為一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)F的振動(dòng)方向如圖所示，則()A該波向左傳播B質(zhì)點(diǎn)B和D的運(yùn)動(dòng)方向相同C質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F和H的加速度大小相同解析ACD由平移法可知，波只有向左傳播才會(huì)有此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向向下同理，質(zhì)點(diǎn)D、E的運(yùn)動(dòng)方向也向下，而質(zhì)點(diǎn)A、B、H的運(yùn)動(dòng)方向向上質(zhì)點(diǎn)F、H相對(duì)各自平衡位置的位移相同，由簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征a可知，兩質(zhì)點(diǎn)的加速度相同因質(zhì)點(diǎn)C直接從最大位移處回到平衡位置，即tC；而質(zhì)點(diǎn)B要先運(yùn)動(dòng)到最大位移處，再回到平衡位置，故tB&

2、gt;tC.2.如圖所示為t=0時(shí)刻的波形圖，波的傳播方向平行于x軸質(zhì)點(diǎn)A位于xA=2 m處，質(zhì)點(diǎn)B位于xB=3 m處t=2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B第一次出現(xiàn)在波峰位置；t=3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次出現(xiàn)在波峰位置則下列說(shuō)法正確的是()A波速為1 m/sB波的周期為4 sC波沿x軸正方向傳播Dt1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)速度小于質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)速度解析ABD據(jù)題意可知周期T4 s，則波速v/T4 m/4 s1 m/s，A、B正確；T1 s時(shí)，A處于波谷，B處于平衡位置，故D正確；波沿x軸負(fù)方向傳播，C錯(cuò)3一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，如甲、乙兩圖分別為傳播方向上相距3 m的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，如果波長(zhǎng)大于1.5 m，則波的

3、傳播方向和速度大小可能為()A沿x軸正方向，30 m/sB沿x軸負(fù)方向，15 m/sC沿x軸正方向，10 m/sD沿x軸負(fù)方向，6 m/s解析AC由振動(dòng)圖象可知，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期T0.2 s再由兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知，兩質(zhì)點(diǎn)的位置關(guān)系是n3 m，又由于>1.5 m，可見(jiàn)16 m或者22 m，再由v得到v30 m/s，或者v10 m/s.綜上，選A、C.4.2008年北京時(shí)間5月12日14時(shí)28分，在四川省汶川縣(北緯31.0度，東經(jīng)103.4度)發(fā)生了8級(jí)地震它是印度板塊向歐亞板塊俯沖造成青藏高原快速隆升導(dǎo)致的已知地震波分為三種：縱波(P波)，速度vP=9.9 km/s；橫波(S波)，速度v

4、S=4.5 km/s；面波(L波)，vL<vS，面波在淺源地震中破壞力最大假若地震臺(tái)記錄到的地震曲線如圖所示，在曲線圖上測(cè)得P波與S波的時(shí)間差為8 s，則地震臺(tái)距震源的距離為()A66 km B8.25 km C36 km D79.2 km解析A橫波和縱波由于傳播的速度不同，導(dǎo)致傳播相同的距離(從震源到地震臺(tái))所用時(shí)間不同，tStP8 s；即8 s，得x66 km.故選項(xiàng)A正確5.一列沿x軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，其周期為T(mén)，某時(shí)刻的波形圖象如圖中的實(shí)線所示，再經(jīng)t0.2 s的波形圖如圖中虛線所示，則此列波的波速可能是()A2.5 m/s B7.5 m/sC12.5 m/s D17.5 m/

5、s解析ABCD本題同時(shí)考查由波傳播的雙向性和周期性帶來(lái)的多解問(wèn)題，難度較大，不易求全，但只要思維縝密，逐步深入，應(yīng)當(dāng)是能夠解答的由圖知波長(zhǎng)2 m.若波向右傳播，由實(shí)線到虛線波傳播的距離x(n)，根據(jù)時(shí)空的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)歷的時(shí)間可表示為t1(n)T0.2 s，解得周期T s(n0,1,2，)由v解出波速v右2.5(4n3) m/s，選項(xiàng)B、D正確同理，若波向左傳播解得v左2.5(4n1) m/s，選項(xiàng)A、C正確6.在同一地點(diǎn)有兩個(gè)靜止的聲源，發(fā)出聲波1和聲波2.在同一個(gè)空間的空氣中沿同一方向傳播，如圖所示為某時(shí)刻這兩列波的圖象，則下列說(shuō)法中正確的是()A波1速度比波2速度大B相對(duì)于同一障礙物，波1

6、比波2更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C在這兩列波傳播的方向上，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D在這兩列波傳播的方向上運(yùn)動(dòng)的觀察者，聽(tīng)到的這兩列波的頻率可以相同解析BC同種介質(zhì)中v相同，122，可知A錯(cuò)，B對(duì)；T，T12T2，頻率不同，C正確；由多普勒效應(yīng)知D錯(cuò)二、非選擇題(共70分)7(9分)如圖所示，圖甲為一列沿水平方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)的波形圖，圖乙是這列波中質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖線，那么：(1)該波的傳播速度為_(kāi)m/s；(2)該波的傳播方向?yàn)開(kāi)(填“向左”或“向右”)；(3)圖甲中Q點(diǎn)(坐標(biāo)為x2.25 m處的點(diǎn))的振動(dòng)方程為：y_cm.解析(1)波的周期T2 s，波長(zhǎng)1 m，波速v0.5 m/s.(2)P點(diǎn)向

7、上運(yùn)動(dòng)，不難判斷波是向左傳播(3)Q點(diǎn)此時(shí)從最大位移開(kāi)始向平衡位置運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖象是一條余弦曲線，A0.2 cm，Q點(diǎn)的振動(dòng)方程為y0.2cos t cm或者y0.2sin(t)cm.【答案】(1)0.5(2)向左(3)0.2cos t或0.2sin(t)8(10分)如圖表示兩個(gè)相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，c和f分別為a、e和b、d的中點(diǎn)，則：(1)在a、b、c、d、e、f六點(diǎn)中，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是_振動(dòng)減弱的點(diǎn)是_(2)若兩振源S1和S2振幅相同，此時(shí)刻位移為零的點(diǎn)是_(3)畫(huà)出此時(shí)刻a、c、e連線上，以a為原點(diǎn)的一列完整波形，標(biāo)出c、e兩點(diǎn)解析

8、在穩(wěn)定的干涉圖樣中，加強(qiáng)區(qū)的點(diǎn)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)的點(diǎn)始終減弱，但加強(qiáng)點(diǎn)的位移時(shí)刻在改變，某時(shí)刻可能為零，相同的兩列波的干涉，最弱區(qū)域的點(diǎn)一直靜止不動(dòng)從干涉圖樣中區(qū)分波峰、波谷，畫(huà)圖象(1)a、e兩點(diǎn)分別是波谷與波谷、波峰與波峰相交的點(diǎn)，故此兩點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；c處在a、e連線上，且從運(yùn)動(dòng)的角度分析a點(diǎn)的振動(dòng)形式恰沿該線傳播，故c點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)同理b、d是減弱點(diǎn)，f也是減弱點(diǎn)(2)因?yàn)镾1、S2振幅相同，振動(dòng)最強(qiáng)區(qū)的振幅為2A，最弱區(qū)的振幅為零，該時(shí)刻a、e的中點(diǎn)c正處在平衡位置，所以位移為零的是b、c、d、f.(3)圖中對(duì)應(yīng)時(shí)刻a處在兩波谷的交點(diǎn)上，即此刻a在波谷，同理e在波峰，故a、e中點(diǎn)c在平

9、衡位置，所以所對(duì)應(yīng)的波形如圖所示【答案】(1)a、c、eb、d、f(2)b、c、d、f(3)見(jiàn)解析9(12分)如圖所示，一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速大小為0.6 m/s，P質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x=0.96 m從圖示時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，則：(1)P質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)振動(dòng)方向如何？(2)P質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為多少？(3)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間P質(zhì)點(diǎn)第2次到達(dá)波峰？解析(1)波上每一點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向都與此刻波上最前端質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，即向下振動(dòng)(2)P質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期等于振源的振動(dòng)周期，由v/T，可得：T/v0.4 s.(3)P質(zhì)點(diǎn)第2次到達(dá)波峰也就是第2個(gè)波峰傳到P點(diǎn)，第2個(gè)波峰到P點(diǎn)的距離為sx1.

10、14 m，所以t s1.9 s.【答案】(1)向下振動(dòng)(2)0.4 s(3)1.9 s10(12分)一根彈性繩沿x軸方向放置，左端在原點(diǎn)O處，用手握住繩的左端使其沿y軸方向做周期為1 s的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，于是在繩上形成一簡(jiǎn)諧波，繩上質(zhì)點(diǎn)N的平衡位置為x5 m，振動(dòng)傳播到質(zhì)點(diǎn)M時(shí)的波形如圖所示求：(1)繩的左端振動(dòng)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間傳播到質(zhì)點(diǎn)N；(2)質(zhì)點(diǎn)N開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，繩的左端已通過(guò)的路程；(3)如果從N開(kāi)始振動(dòng)計(jì)時(shí)，畫(huà)出質(zhì)點(diǎn)N振動(dòng)的位移時(shí)間圖線解析(1)由圖知，波長(zhǎng)2 m，波速v2 m/s，振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)N經(jīng)歷的時(shí)間t2.5 s.(2)質(zhì)點(diǎn)N開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，繩的左端通過(guò)的路程為s×4A80 cm.(3

11、)質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)圖象如圖所示【答案】(1)2.5 s(2)80 cm(3)見(jiàn)解析11(12分)在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波，t0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示若波向右傳播，零時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn)，且再經(jīng)過(guò)0.6 s，P點(diǎn)也開(kāi)始起振，求：(1)該列波的周期T；(2)從t0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰時(shí)止，O點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過(guò)的路程x0各為多少？解析由圖象可知，2 m，A2 cm.當(dāng)波向右傳播時(shí)，點(diǎn)B的起振方向豎直向下，包括P點(diǎn)在內(nèi)的各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均為豎直向下(1)波速vx/t1 m/s10 m/s，由v/T，得T/v0.2 s.(2)由t0至P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，經(jīng)歷的時(shí)間t2t1T0.75 s

12、(3)T，而t0時(shí)O點(diǎn)的振動(dòng)方向豎直向上(沿y軸正方向)，故經(jīng)t2時(shí)間，O點(diǎn)振動(dòng)到波谷，即：y0 2 cm，x0n·4A(3)×4A0.3 m.【答案】(1)0.2 s(2)2 cm0.3 m12(15分)兩列橫波在x軸上沿相反方向傳播，如圖所示，傳播速度都是v=6 m/s，兩列波的頻率都是f=30 Hz，在t=0時(shí)，這兩列波分別從左和右剛剛傳到S1和S2處，使S1和S2都開(kāi)始向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)S1的振幅為2 cm，S2的振幅為1 cm.已知質(zhì)點(diǎn)A與S1、S2的距離分別是=2.95 m，=4.25 m.(1)當(dāng)兩列波到達(dá)A時(shí)，A點(diǎn)的振幅多大？(2)若兩列波始終在A處交叉，試說(shuō)明存在不存在A點(diǎn)位移為零的時(shí)刻？解析(1)可以將S1和S2看成頻率相同、振動(dòng)情況相