2023魯科版新教材高中物理選擇性必修第一冊同步練習(xí)-第3章機(jī)械波復(fù)習(xí)提升

本章復(fù)習(xí)提升

易混易錯(cuò)練

易錯(cuò)點(diǎn)1不能區(qū)分振動(dòng)圖像與波的圖像

1.一列簡諧橫波的波源在圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)0處,經(jīng)過0.4s,振動(dòng)從0點(diǎn)向右傳播20cm,P點(diǎn)離0點(diǎn)的距離是

80cm。求:

（1）P點(diǎn)起振時(shí)的速度方向；

（2）該波從原點(diǎn)向右傳播時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)多長時(shí)間質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰。（結(jié)果保留一位小數(shù)）

0

1()\/2()

-4

易錯(cuò)點(diǎn)2不能將振動(dòng)圖像和波的圖像結(jié)合

2.（2020山東日照期中）一列簡諧橫波，在t=ls時(shí)刻的波形如圖甲所示,圖乙為波中質(zhì)點(diǎn)Pi的振動(dòng)圖像，則

根據(jù)甲、乙兩圖判斷不正確的是（）

24/\3648

0

345

-2

A.此時(shí)刻,P2質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向下運(yùn)動(dòng)

B.該波的傳播速度為6m/s

C.從t=0時(shí)刻起，經(jīng)過時(shí)間At=3s,質(zhì)點(diǎn)Pi通過的路程為6m

D.在振動(dòng)過程中,B、P2的位移大小總是相等的

易錯(cuò)點(diǎn)3對波的多解問題考慮不周全

3.（多選）一列機(jī)械波相隔t時(shí)間的兩個(gè)波形曲線分別為圖中實(shí)線和虛線所示，波速為1m/s,那么t的值可能

是（）

易錯(cuò)點(diǎn)4對波的疊加和干涉分析不全面

4.（2021湖南衡陽八中模擬）兩個(gè)振幅相同的波源S?%在水槽中形成如圖所示的波形,其中實(shí)線表示波峰,

虛線表示波谷，則（）

A.在兩波相遇的區(qū)域中會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

B.a點(diǎn)此時(shí)位移最大

C.a點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)

D.a點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱

易錯(cuò)點(diǎn)5盲目套用多普勒效應(yīng)的規(guī)律

5.某人站在地面某處,一架飛機(jī)以恒定速度沿水平方向由遠(yuǎn)及近從人的頭頂上方飛過，則人聽到的飛機(jī)發(fā)出

的聲音的頻率（）

A.越來越低B.越來越高

C.先變高后變低D.先變低后變高

思想方法練

一、圖像法

1.圖（a）為一列波在t=2s時(shí)的波形，圖（b）是平衡位置在x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,P是平衡位置為x=l

m處的質(zhì)點(diǎn)，則（）

(a)(b)

A.波的傳播方向向右

B.波速為1m/s

C.0?2s時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程為4cm

D.。?2s時(shí)間內(nèi)，P向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

2.（2020江蘇連云港期中）如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形,P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)

的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。t=0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好第二次位于波峰位置?則（）

A.這列波的周期為0.5s

B.這列波的傳播速度為6m/s

C.t=0.6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q將位于波峰位置

D.質(zhì)點(diǎn)Q在0~0.9s內(nèi)通過的路程為18cm

二、遞推法

3.（多選）一列簡諧橫波沿直線傳播,在波的傳播方向上有A、B兩點(diǎn)。在t時(shí)刻A、B兩點(diǎn)間形成如圖甲所示

波形，在（t+3s）時(shí)刻A、B兩點(diǎn)間形成如圖乙所示波形，已知A、B兩點(diǎn)的平衡位置間距離a=9m,則以下說法

中正確的是（）

A.若波的周期為4s,波一定向右傳播

B.若波的周期大于4s,波可能向右傳播

C.若波速為8.5m/s,波一定向左傳播

D.該波的傳播速度可能的最小值為0.5m/s

三、對稱法

4.（2020四川成都月考）在某一均勻介質(zhì)中，由波源0發(fā)出的簡諧橫波沿x軸正、負(fù)方向傳播,某時(shí)刻的波形

如圖所示，其波速為5cm/s,下列說法正確的是（）

A.波的頻率與波源的頻率無關(guān)

B.此時(shí)P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同

C.再經(jīng)過0.5s,波恰好傳到坐標(biāo)為(-5cm,0)的位置

D.該波為橫波,頻率為3Hz

5.如圖所示，在x軸上有S、A、B三點(diǎn),S是上、下振動(dòng)的波源，振動(dòng)的頻率為10Hz。激起的簡諧橫波沿x

軸向左、右傳播，波速為40m/s。質(zhì)點(diǎn)A、B到S的距離為X*=XB=38.4m,且都已經(jīng)開始振動(dòng)。若某時(shí)刻波源

S正通過平衡位置向下振動(dòng),則該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)方向,質(zhì)點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)方向o(均填”向

上”或“向下”)

BS

答案全解全析

本章復(fù)習(xí)提升

易混易錯(cuò)練

1.答案(1)沿y軸負(fù)方向(2)1.9s

解析(1)振動(dòng)從0點(diǎn)向右傳播,x=20cm處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，則P點(diǎn)起振時(shí)的速度方向沿y軸

負(fù)方向。

(2)經(jīng)過0.4s,振動(dòng)從0點(diǎn)向右傳播20cm,得到波速v于祟詈50cm/s;

x=5cm處的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí)波傳播的距離x.=75cm,則質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰所經(jīng)過的時(shí)間t=^+0.4

s=l.9So

錯(cuò)解分析

錯(cuò)把波的圖像當(dāng)成振動(dòng)圖像處理,直接接著原來的波形往后續(xù)畫波形,從而造成錯(cuò)解。正確的做法應(yīng)是把整

個(gè)波形往波的傳播方向平移，根據(jù)平移后所得新的波形分析問題。

2.A根據(jù)圖乙可知,t=ls時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Pi在平衡位置向下運(yùn)動(dòng),根據(jù)平移法可知,波向x軸負(fù)方向傳播,R質(zhì)點(diǎn)

在平衡位置向上運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;該波的周期T=4s,波長入=24m,波速v*6m/s,B正確；從t=0時(shí)刻起，經(jīng)過

時(shí)間△t=3s,即經(jīng)過%,質(zhì)點(diǎn)Pi通過的路程為3A=6m,C正確；因?yàn)镽、％兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置相距半個(gè)波長,

所以振動(dòng)過程中兩質(zhì)點(diǎn)的位移大小總是相等的,D正確。

錯(cuò)解分析

由于不能將振動(dòng)圖像和波的圖像相結(jié)合,所以無法確定Pl、8的振動(dòng)方向。解答這類問題需記住“二找”：

一、找準(zhǔn)波的圖像對應(yīng)的時(shí)刻;二、找準(zhǔn)振動(dòng)圖像對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)。

3.AC由圖讀出波長為X=4m,由波速公式v=,得周期7=白：s=4s,若波沿x軸正方向傳播，則

t=(n+*)T=(4n+l)s(n=0,1,2,…)，當(dāng)n=0時(shí)，t=ls;當(dāng)n=l時(shí)，t=5s。若波沿x軸負(fù)方向傳播，則

t=(n弓)T=(4n+3)s(n=0,l,2,…)，當(dāng)n=0時(shí),t=3s;當(dāng)n=l時(shí),t=7s。由于n只能取整數(shù)，故t不可能為2s

和4s。由以上分析可知,A、C正確,B、D錯(cuò)誤。

錯(cuò)解分析

習(xí)慣性認(rèn)為波的多解問題只是一種情況的多解，從而造成漏選。規(guī)避此類錯(cuò)誤的方法:牢記造成多解的可能

因素“二周二雙”，“二周”指時(shí)間的周期性和空間的周期性，“二雙”指傳播方向的雙向性和振動(dòng)方向的

雙向性。

4.B兩列水波在水中傳播的波速相等,從圖中可以看出兩列水波的波長不同,根據(jù)v=Xf,可知兩列水波的

頻率不同，而只有兩列波的頻率相同時(shí)才可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，所以在兩波相遇的區(qū)域中不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，

不會出現(xiàn)振動(dòng)始終加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn),A、C、D均錯(cuò)誤;在a點(diǎn)此時(shí)波峰與波峰疊加,a點(diǎn)的位移為這兩列波引

起位移的矢量和,則a點(diǎn)此時(shí)位移最大,B正確。

錯(cuò)解分析

誤認(rèn)為只要波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇的地方振動(dòng)就始終加強(qiáng)，從而造成錯(cuò)解。解答此類問題需謹(jǐn)記：

只有當(dāng)頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定的兩列波發(fā)生干涉時(shí)，才會出現(xiàn)振動(dòng)始終加強(qiáng)與始終減弱的區(qū)

域。

5.A當(dāng)飛機(jī)飛近人時(shí),將飛機(jī)的速度分解,如圖甲所示,飛機(jī)相對人的速度為v尸vcosa,a越來越大,則

VI越來越小,故人聽到飛機(jī)發(fā)出的聲音的頻率越來越低，但總是fQf源。當(dāng)飛機(jī)遠(yuǎn)離人時(shí),將飛機(jī)的速度分解，

如圖乙所示,飛機(jī)相對人的速度V3=vcosa,a越來越小,則v：,越來越大,即人聽到飛機(jī)發(fā)出的聲音的頻率越

來越低,且總是f水綜上可知,在飛機(jī)飛過頭頂?shù)倪^程中,人聽到的飛機(jī)發(fā)出的聲音的頻率是越來越低的,

即A項(xiàng)正確。

甲乙

錯(cuò)解分析

易根據(jù)飛機(jī)和人的距離先減小后增大，誤認(rèn)為人聽到飛機(jī)發(fā)出的聲音頻率先升高后變低,從而錯(cuò)選C?對本題

來說，當(dāng)飛機(jī)靠近人時(shí)，人接收的頻率是在大于飛機(jī)發(fā)出的頻率的范圍內(nèi)減??；當(dāng)飛機(jī)遠(yuǎn)離人時(shí)，人接收的頻

率是在小于飛機(jī)發(fā)出的頻率的范圍內(nèi)減小。

思想方法練

1.A從圖(b)振動(dòng)圖像中可知在t=2s時(shí),x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,根據(jù)同側(cè)法可知波向右

傳播,故A正確；由圖(a)可知該簡諧橫波波長為2m,由圖(b)知周期為4s,則波速為v號毛m/s=0.5m/s,故

B錯(cuò)誤；由圖(a)可知t=2s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P在波峰位置，即將向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),2s3T,可知0~2s時(shí)間內(nèi)即半個(gè)

周期內(nèi)，P沿y軸從負(fù)的最大位移處運(yùn)動(dòng)到了正的最大位移處,沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),通過的路程為2個(gè)振幅,

即8cm,故C、D錯(cuò)誤。

方法點(diǎn)津

圖(a)是t=2s時(shí)的波形,需要先利用圖(b)確定t=2s時(shí)x=2.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，然后結(jié)合圖(a)根據(jù)

x=2.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向利用同側(cè)法方能確定波的傳播方向。

2.D簡諧橫波沿x軸正方向傳播，由同側(cè)法可知,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)平衡位置向上運(yùn)動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)P第二次到達(dá)

波峰需經(jīng)t=^T=O.5s,則T=0.4s,故A錯(cuò)誤；該波的波長為入=2m,則波速v~j；-2m/s=5in/s,故B錯(cuò)誤;t=0

41U.4

時(shí)刻Q點(diǎn)通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng),故t=0.6s=l.5T時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤；因＞篙=2"

且質(zhì)點(diǎn)Q在t=0時(shí)位于平衡位置,故質(zhì)點(diǎn)Q在O'O.9s內(nèi)通過的路程為s=2.25X4A=9X2cm=18cm,故D正

確。

方法點(diǎn)津

判斷t=0.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q所處的位置,可用下述方法:經(jīng)過t=0.6s,該波傳播的距離為x=vt=5X0.6m=3m,即

相當(dāng)于圖中x=3.5m處的振動(dòng)情況傳到了x=6.5m處的Q點(diǎn)，因此由圖可知t=0.6s時(shí)，Q點(diǎn)處于平衡位置向

上運(yùn)動(dòng)。

3.ACD若波向右傳播，則3s=(n+§Ti(n=0,1,2,…)，Ti=，WsW4s,B錯(cuò)誤；若波向左傳播，則3

s=(n+^T2(n=0,1,2,…),T+,jis(n=0,1,2,…)，可知心不可能等于4s,當(dāng)n=0,「=4s時(shí),波向右傳播,故

A正確；由題圖知波長A=6m,若波速為8.5m/s,波在3s內(nèi)傳播的距離為x=vt=8.5X3m=25.5m=4卜，根

據(jù)波形的平移可知,波一定向左傳播,故C正確;波在3s內(nèi)傳播的最小距離為1.5m,波速的最小值為與

m/s=0.5m/s,故D正確。

方法點(diǎn)津

由圖可知，若