届高三高考物理复习知识点复习卷机械波Word文档格式.docx
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C.t=8s时质点M的位移为零
D.在4s内质点K所经过的路程为3.2m
E.质点L经过1s沿x轴正方向移动0.5m
3.(多选)一列简谐横波在x轴上传播,如图甲、乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象,且xab=6m。
下列判断正确的是( )
甲 乙
A.波一定沿x轴正方向传播
B.波可能沿x轴负方向传播
C.波长可能是8m
D.波速一定是6m/s
E.波速可能是2m/s
4.(多选)(2019·
临沂2月检测)如图所示,在x轴上有两个波源,分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,振幅均为A=2cm,由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,波速均为v=0.4m/s,图示为t=0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=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。
质点M的平衡位置处于x=0.5m处,关于各质点运动情况判断正确的是( )
A.质点P、Q都首先沿y轴负方向运动
B.t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到M点
C.t=1s时刻,质点M相对平衡位置的位移为-4cm
D.经过1s后,M点的振幅为4cm
E.经过1.5s后,P点的振幅为4cm
5.(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是( )
A.衍射是一切波特有的现象
B.对同一列波,缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显
C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象
D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大
E.声波容易发生衍射现象是由于声波波速较大
6.(多选)(2019·
潍坊二模)一列频率为40Hz的简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,此时M点恰好开始振动。
已知波源的平衡位置在O点,则下列判断正确的是( )
A.该波波长为3m
B.该波的传播速度为80m/s
C.t=0时刻,平衡位置在x=1.8m的质点向下振动
D.M点的振动方程为y=0.05sin80πt(m)
E.N点起振后总是和O点同时到达波峰
7.(多选)如图甲所示,沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f,相邻两质点之间的距离均为2m,各质点均静止在各自的平衡位置。
t=0时刻振源a开始做简谐运动,取竖直向上为振动位移的正方向,其振动图象如图乙所示,形成的简谐横波以2m/s的速度水平向右传播。
则下列说法中正确的是( )
甲 乙
A.波传播到质点c时,质点c开始振动的方向沿y轴正方向
B.0~4s内质点b运动的路程为12cm
C.4~5s内质点d的加速度正在逐渐减小
D.6s时质点e第一次回到平衡位置
E.各质点都振动起来后,a与c的振动方向始终相同
8.(多选)如图所示,当波源和障碍物都静止不动时,波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射。
下列措施可能使波发生较为明显衍射的是( )
A.增大波源的振动频率
B.减小波源的振动频率
C.增大障碍物的长度
D.减小障碍物的长度
E.波源远离障碍物运动
9.(多选)如图所示为一列向左传播的横波的图象,图中实线表示t时刻的波形,虚线表示又经Δt=0.2s时刻的波形,已知波长为2m,下列说法正确的是( )
A.波的周期的最大值为2s
B.波的周期的最大值为
s
C.波的速度的最小值为9m/s
D.这列波不能发生偏振现象
E.这列波遇到直径r=1m的障碍物会发生明显的衍射现象
10.(多选)图甲为某一简谐波在t=0时刻的波形图,图乙为图甲中平衡位置位于x=2m处的质点B的振动图象,质点C的平衡位置位于x=4m处。
则下列说法正确的是( )
A.该简谐波沿x轴负方向传播,其波速v=4m/s
B.在0~3.5s时间内,质点B运动的路程为3.5m
C.在t=2s时刻,质点C恰好经过平衡位置向y轴正方向运动
D.要使该波能够发生明显的衍射,则障碍物的尺寸应远大于4m
E.若该波能与另一列波发生稳定的干涉,则另一列波的频率为0.5Hz
11.(2019·
平顶山二模)如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0(实线)和t=0.5s(虚线)时刻的波形图。
(1)若t=0时刻,x=2.5m处的质点正沿y轴负方向振动,求该质点第一次回到t=0时刻的位置所经过的最长时间;
(2)若波动的周期T≤0.5s≤2T,则在1s内波形传播的距离为多少?
12.A、B是一列简谐横波传播路径上的两个质点,A、B两质点的振动图象分别如图甲、乙所示,该波的传播方向由A到B,两质点平衡位置间的距离为0.9m,t=0时刻,A、B两质点之间有四个质点处于平衡位置,质点C的平衡位置位于A、B两质点平衡位置连线的中点处,求:
(1)这列波的传播速度多大;
(2)从t=0时刻开始到t=4s时,A质点运动的路程及t=4s时质点C振动的方向。
答案
ABC [a点振动产生的机械波最先到达c点,则根据关系式v=
可知波速v=
=2m/s,选项A正确;
由于v=
,则λ=vT=2m/s×
1s=2m,选项B正确;
a波比b波早到达c点的时间t=
-
=
=1s,即两列波到达c点时,使c点振动加强,产生共振,由于两列机械波频率相同相干涉,故c总是振动加强点,选项C正确,选项D、E错误。
]
ABD [由题图甲及波沿x轴正方向传播可知,t=0时刻质点L经过平衡位置向上振动,故A正确;
由题图甲读出波长λ=2m,由题图乙读出周期T=4s,则该波的波速v=
m/s=0.5m/s,故B正确;
t=8s=2T,所以t=8s时质点M的位移与开始时的位移相同,为负的最大值,故C错误;
由于T=4s,所以在4s内K质点所经过的路程为4倍的振幅,为3.2m,故D正确;
横波中,各质点振动的方向与波的传播方向垂直,所以不可能沿x轴方向运动,故E错误。
BCE [波的传播方向可能沿x轴正方向或x轴负方向传播,A错,B对;
ab之间的距离可能是
λ或
λ(n=0,1,2…),周期为4s,波长可能为8m,波速可能为2m/s,D错,C、E对。
ACD [由题图可知,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,则质点P、Q均首先沿y轴负方向运动,故A正确;
质点不随波迁移,所以质点P、Q都不会运动到M点,故B错误;
波长为0.4m,波速为0.4m/s,则由波长与波速关系可求出,波的周期为T=1s,当t=1s时刻,两波的波谷恰好都传到质点M处,所以M点的位移为-4cm,即以后M点的振幅为4cm,故C、D正确;
当t=1.5s=1
T,此时Q点振动形式传到P点,而此时左侧波在P点的振动形式向上,两列波在P点振动方向向反,叠加后P点的位移始终为0,故E错误。
ABD [波发生明显衍射的条件是:
孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小,但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸,比波长大得多时,就不能发生明显的衍射现象。
衍射是一切波的特有的现象,不仅仅是机械波,故A项正确,C项错误;
对同一列波,缝、孔的宽度越小,障碍物越小衍射现象越明显,故B项正确;
声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长,故D项正确,E项错误。
BCD [由图象可知,该波波长为2m,选项A错误;
该波的传播速度为v=λf=2×
40m/s=80m/s,选项B正确;
由波形图可知,t=0时刻,平衡位置在x=1.8m的质点向下振动,选项C正确;
因ω=2πf=80πrad/s,则M点的振动方程为y=0.05sin80πt(m),选项D正确;
N点和O点相距19m=9
λ,则当O点在波峰时N点到达波谷,选项E错误。
ABE [由振动图象可知,振动周期为T=2s,波长为λ=vT=4m,质点a开始起振的方向为y轴正方向,故波传播到质点c时,质点c开始振动的方向也沿y轴正方向,选项A正确;
振动传到b点需要的时间为1s,故在剩下的3s内,质点b通过的路程为s=6A=12cm,选项B正确;
4s时振动传到e点,此时d点在平衡位置向下振动,故4~5s内质点d的加速度先逐渐增大后逐渐减小,选项C错误;
振动传到e点需时间4s,故6s时质点e正好振动一个周期第二次回到平衡位置,选项D错误;
因ac之间正好相差一个波长的距离,故各质点都振动起来后,a与c的振动方向始终相同,选项E正确。
BDE [不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长,只要增大波长即可满足题目要求。
由λ=
知,v不变,减小f,λ增大,故A、C错,B、D对;
波源远离障碍物将产生多普勒效应,等效于增大波长,衍射明显,故E对。
BCE [0.2m=
λ,因波向左传播,则由图象可知波向左传播的距离为
λ(n=0、1、2…),所以0.2s=
T(n=0、1、2…),n=0时,周期最大,最大值为Tm=
s,波速最小,最小值为vmin=
=9m/s,所以选项A错误,B、C正确;
横波可以发生偏振现象,选项D错误;
因为障碍物的直径r=1m<
λ=2m,则这列波遇到此障碍物可以发生明显的衍射现象,选项E正确。
BCE [由题图乙质点B的振动图象可知,t=0时刻,质点B的振动方向为沿y轴负方向,对照题图甲,可知该简谐波沿x轴正方向传播,由题图甲可知简谐波的波长为λ=4m,由题图乙可知,波的周期为T=2s,其波速v=
=2m/s,选项A错误;
在0~3.5s时间内,质点B运动路程为s=7A=7×
0.5m=3.5m,选项B正确;
在t=2s时刻,质点C经过一个周期恰好经过平衡位置向y轴正方向运动,选项C正确;
要使该波能够发生明显的衍射,则障碍物的尺寸应小于4m或与4m差不多,选项D错误;
若该波能与另一列波发生稳定的干涉,则另一列波的周期应为2s,频率为0.5Hz,选项E正确。
[解析] 本题根据波动图象和波形平移图分析波的传播问题。
(1)已知在t=0时刻,x=2.5m处的质点沿y轴负方向运动,波形向左平移,所以该波沿x轴负方向传播。
结合图象可知,该质点回到t=0时刻的位置波传播的最小距离为Δx=1m,波传播的速度为v=
m/s(k=0,1,2…),则k=0时波速最小,最小速度为v=6m/s;
x=2.5m处质点第一次回到t=0时刻的位置所用最长时间为t=
s。
(2)由于T≤0.5s≤2T,则0.5s内波传播距离大于λ=4m,若波沿x轴正向传播,则0.5s内波传播的距离为x1=5m,波在1s内传播的距离为10m;
若波沿x轴负向传播,则0.5s内波传播的距离为x2=7m,波在1s内传播的距离为14m。
[答案]
(1)
s
(2)10m或14m
[解析]
(1)t=0时刻A、B两质点之间有四个质点处于平衡位置,则此时A、B间的波形如图甲所示:
甲
由此可知,
λ=0.9m
解得波长λ=0.4m
因此波的传播速度v=
m/s=1m/s。
(2)从t=0时刻开始到t=4s时,A质点运动的路程
s=
×
4×
0.05m=2m
分析可知,t=4s时的波形图及质点C所处的位置如图乙,则质点C此时振动的方向沿y轴正方向。
乙
[答案]
(1)1m/s
(2)2m 沿y轴正方向