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機(jī)械波一、選擇題1.如圖,P為橋墩,A為靠近橋墩浮在水面的葉片,波源S連續(xù)振動(dòng),形成水波,此時(shí)葉片A靜止不動(dòng)為使水波能帶動(dòng)葉片振動(dòng),可用的方法是()A提高波源頻率B降低波源頻率C增加波源距橋墩的距離D減小波源距橋墩的距離解析:B為使水波能帶動(dòng)葉片振動(dòng),需要使波發(fā)生衍射現(xiàn)象,即使障礙物的大小接近水波的波長(zhǎng),根據(jù)波長(zhǎng)、頻率和波速關(guān)系可知,增大波的波長(zhǎng),可以通過(guò)降低波的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn),B項(xiàng)正確2(多選)如圖所示,一簡(jiǎn)諧橫波在某區(qū)域沿x軸傳播,實(shí)線(xiàn)a為t0時(shí)刻的波形圖線(xiàn),虛線(xiàn)b為tt時(shí)刻的波形圖線(xiàn)已知該簡(jiǎn)諧橫波波源振動(dòng)的頻率為f2.5 Hz,虛線(xiàn)b與x軸交點(diǎn)P的坐標(biāo)為xP1 m則下列說(shuō)法正確的是()A這列波的傳播速度大小一定為20 m/sB這列波一定沿x軸正向傳播C可能有t1.25 sD可能有t1.45 sE若該列波遇到寬度為6 m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析:ACE由橫波的圖像可知8 m,而vf20 m/s,A正確由圖得波可能沿x軸正向或x軸負(fù)向傳播,B錯(cuò)誤若波沿x軸正向傳播,則距離1 m,故tnT(n0,1,2,),當(dāng)n3時(shí),t1.25 s,若波沿x軸負(fù)向傳播,則距離7 m,故tmT(m0,1,2,),t取值為0.35 s、0.75 s、1.15 s、1.55 s、1.95 s,故C正確、D錯(cuò)誤障礙物寬度d6 m與波長(zhǎng)8 m差不多,則能發(fā)生明顯的衍射,E正確故選A、C、E.3.(多選)(2018揭陽(yáng)模擬)在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速v10 m/s,已知在t0時(shí)刻的波形如圖所示,此時(shí)波剛好傳播到x5 m處下列說(shuō)法中正確的是()A這列波的波長(zhǎng)為4 mB這列波的振幅為20 cmC這列波的頻率為2.5 HzD波源起振方向沿y軸正方向E再經(jīng)過(guò)0.2 s的時(shí)間,質(zhì)點(diǎn)a到達(dá)質(zhì)點(diǎn)b現(xiàn)在所處的位置解析:ACD從圖中可得波長(zhǎng)為4 m,振幅為A10 cm,頻率f Hz2.5 Hz,A、C正確,B錯(cuò)誤;波上所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向和波源起振方向相同,x5 m處的質(zhì)點(diǎn)的起振方向?yàn)閥軸正方向,所以振源的起振方向?yàn)檠貀軸正方向,D正確;質(zhì)點(diǎn)只在自己的位置上下振動(dòng),不會(huì)沿x軸運(yùn)動(dòng),故質(zhì)點(diǎn)a不能到達(dá)質(zhì)點(diǎn)b所處的位置,故E錯(cuò)誤4(多選)在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速v200 m/s,已知t0時(shí),波剛好傳播到x40 m處,如圖所示,在x400 m處有一接收器(圖中未畫(huà)出),則下列說(shuō)法正確的是()A波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向B從t0開(kāi)始經(jīng)0.15 s,x40 m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.6 mC接收器在t2 s時(shí)才能接收到此波D若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng),接收器接收到波的頻可能為9 HzE若該波與另一列頻率為5 Hz沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波相遇,不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣解析:BCE根據(jù)波動(dòng)圖像和波的傳播方向可知,波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向,選項(xiàng)A正確;根據(jù)波動(dòng)圖像可知波長(zhǎng)20 m,振幅A10 cm.周期T20 m200 m/s0.1 s,從t0開(kāi)始經(jīng)過(guò)0.15 s(1.5個(gè)周期),x40 m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程為六個(gè)振幅,即60.1 m0.6 m,選項(xiàng)B正確;接收器在t s1.8 s時(shí)就能夠接收到此波,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;波源頻率為f10 Hz,若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)多普勒效應(yīng),接收器接收到波的頻率大于10 Hz,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;根據(jù)頻率相同的兩列波相遇才能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉可知,若該波與另一列頻率為5 Hz沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波相遇,不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣,選項(xiàng)E正確5(多選)(2018寶雞模擬)如圖甲為某一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t1 s時(shí)刻的波形圖,圖乙為參與波動(dòng)的某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,則下列說(shuō)法正確的是()A該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為4 m/sB從此時(shí)刻起,經(jīng)過(guò)2秒,P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了8米的路程C從此時(shí)刻起,P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置D乙圖可能是甲圖x2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像E此時(shí)刻M質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度小于Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度解析:ACD由甲圖可得:4 m,由乙圖可得:T1 s,所以該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為:v4 m/s,故A正確;t2 s2T,則從此時(shí)刻起,經(jīng)過(guò)2秒,P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為s8A80.2 m1.6 m,故B錯(cuò)誤;簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播,此時(shí)刻Q質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),而P質(zhì)點(diǎn)直接向下運(yùn)動(dòng),所以P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置,故C正確;由乙圖知t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移為0,振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,與甲圖x2 m處t0時(shí)刻的狀態(tài)相同,所以乙圖可能是甲圖x2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,故D正確;質(zhì)點(diǎn)越靠近平衡位置速度越大,則此時(shí)刻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E錯(cuò)誤6圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa2 m和xb6 m,圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像下列說(shuō)法正確的是()A該波沿x方向傳播,波速為1 m/sB質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4 s振動(dòng)的路程為4 mC此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿y方向D質(zhì)點(diǎn)a在t2 s時(shí)速度為零解析:D本題考查波的圖像與振動(dòng)圖像,意在考查考生對(duì)波的圖像、振動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用由題圖乙可知,該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b在平衡位置沿y方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)上下坡法可知,波沿x方向傳播,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖乙可知,波的振動(dòng)周期為8 s,則質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4 s振動(dòng)的路程為2A1 m,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由上下坡法可知,此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿y方向,C項(xiàng)錯(cuò)誤;經(jīng)過(guò)2 s即四分之一周期,質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到波谷,速度為零,D項(xiàng)正確7(多選)波源質(zhì)點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y方向上下振動(dòng),已知t0時(shí)刻波恰好傳到x20 cm的質(zhì)點(diǎn)處,波形如圖,波沿x軸正向傳播,波速為2 m/s,由此可知()A波源質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期一定為0.2 sB介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅一定為4 cmC波源質(zhì)點(diǎn)的起振方向一定沿y軸負(fù)方向D再經(jīng)過(guò)0.4 s波恰好傳到x60 cm的P點(diǎn)E當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)沿著x軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí),站在x軸正向相對(duì)于地面靜止的觀察者接收到的波的頻率在變大解析:BCE波源質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期等于波的周期,大小為T(mén) s0.1 s,A錯(cuò)誤;質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅一定為4 cm,B正確;波傳到x20 cm的質(zhì)點(diǎn)處時(shí),此質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下,故波源質(zhì)點(diǎn)的起振方向一定沿y軸負(fù)方向,C正確;波傳到x60 cm的P點(diǎn)需要的時(shí)間是t s0.2 s,D錯(cuò)誤;根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)沿著x軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí),站在x軸正向相對(duì)于地面靜止的觀察者接收到的波的頻率在變大,E正確;故選B、C、E.8.(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線(xiàn)所示,從此刻起,經(jīng)0.2 s波形圖如圖中虛線(xiàn)所示,若波傳播的速度為5 m/s,則()A這列波沿x軸正方向傳播Bt0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)C若此波遇到另一列簡(jiǎn)諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的簡(jiǎn)諧橫波頻率為1.25 HzDx2 m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為y0.4sin(2.5t)(m)E從t0時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.4 s通過(guò)的路程為0.8 m解析:CDE由題圖可知波長(zhǎng)4 m,經(jīng)0.2 s向前傳播的距離svt1 m,可知波沿x軸負(fù)方向傳播,則t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),A、B錯(cuò)誤由vf,得f1.25 Hz,由發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件可知,C項(xiàng)正確由yAsin(t0),可知x2 m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為y0.4sin(2.5t)(m),D項(xiàng)正確T0.8 s,而0.4 s,則從t0時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.4 s通過(guò)的路程為2A0.8 m,E正確二、計(jì)算題9(2018長(zhǎng)沙模擬)在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧橫波,t0時(shí)刻的波形如圖所示若波沿著x軸正方向傳播,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(1)求該列波的周期T;(2)從t0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷位置,質(zhì)點(diǎn)O的位移及其所經(jīng)過(guò)的路程各為多少?解析:(1)由圖像可知,波長(zhǎng)2 m,波從B點(diǎn)傳播到P點(diǎn)的距離x6 m,時(shí)間t10.6 s,則波速v m/s10 m/sT0.2 s(2)由t0至P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷,經(jīng)歷的時(shí)間t2t1T0.65 s(3)T而t0時(shí)質(zhì)點(diǎn)O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)到波峰,由圖像知,振幅A2 cm即質(zhì)點(diǎn)O的位移y2 cm質(zhì)點(diǎn)O的路程sn4A(3)4A0.26 m答案:(1)0.2 s(2)2 cm0.26 m10一列橫波在x軸上傳播,a、b是x軸上相距xab6 m的兩質(zhì)點(diǎn),t0時(shí),b正好到達(dá)正方向最大位移處,且b到x軸的距離為4 cm,而此時(shí)a恰好經(jīng)過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)已知這列波的頻率為25 Hz.(1)求經(jīng)過(guò)時(shí)間1 s,a運(yùn)動(dòng)的路程(2)若a、b在x軸上的距離大于一個(gè)波長(zhǎng),求該波的波速解析:(1)a在一個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程s04A0.16 m1 s內(nèi)的周期數(shù)是n25(個(gè))1 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程sns04 m(2)由題意可知,若波由a傳向b,xab(n)(n1,2,3,)vf m/s(n1,2,3,)若波由b傳向a,xab(n)(n1,2,3)vf m/s(n1,2,3,)答案:(1)4 m(2)若波由a傳向b,則波速為 m/s(n1,2,3)若波由b傳向a,則波速為 m/s(n1,2,3)11如圖所示是一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0.25 s時(shí)刻的波形圖,已知波的傳播速度v4 m/s.(1)畫(huà)出x2.0 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像(至少畫(huà)出一個(gè)周期)(2)求x2.5 m處質(zhì)點(diǎn)在t4.5 s內(nèi)通過(guò)的路程及t4.5 s時(shí)的位移(3)此時(shí)A點(diǎn)的縱坐標(biāo)為2 cm,試求從圖示時(shí)刻開(kāi)始經(jīng)過(guò)多少時(shí)間A點(diǎn)第三次出現(xiàn)波峰解析:(1)根據(jù)圖中信息可得2 m,T0.5 s,如圖,t0時(shí)刻,x2.

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