【高效課堂】高考物理總復(fù)習(xí) 課堂45分鐘精練 第2節(jié) 機(jī)械波（含詳細(xì)答案）新人教版選修34

1、第2節(jié) 機(jī)械波1. （2009全國(guó)）下列關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的說(shuō)法，正確的是（ ）A媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等B媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等C波的傳播方向一定和媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向一致D橫波的波峰與波谷在振動(dòng)方向上的距離一定是質(zhì)點(diǎn)振幅的兩倍2. （2009北京）一簡(jiǎn)諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T(mén)，波長(zhǎng)為.若在x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，則該波在t=T/2時(shí)刻的波形曲線為( )3. （2009浙江）一列波長(zhǎng)大于1 m的橫波沿著x軸正方向傳播，處在x1=1 m和x2=2 m的兩質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖象如圖所示.由此可知( )A波長(zhǎng)為4/3 mB波速為1 m/s

2、C3 s末A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D1 s末A點(diǎn)的振動(dòng)速度大于B點(diǎn)的振動(dòng)速度4. 有1、2兩列完全相同的橫波，分別從波源兩點(diǎn)A、B沿直線相向傳播，t=0時(shí)刻的圖象如圖所示，如果兩列波的波速都為1 m/s，則( )A.t=0.2 s時(shí)，C、D之間只有點(diǎn)F的位移最大B.t=0.2 s時(shí)，C、D之間點(diǎn)E、F、G的位移最大C.t=0.5 s時(shí)，C、D之間只有點(diǎn)F的位移最大D.t=0.5 s時(shí)，C、D之間點(diǎn)E、G的位移最大5. （2009山東）圖為一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=Asin 5t，求該波的波速，并畫(huà)出t=0.3 s時(shí)的波形圖(至少畫(huà)出一個(gè)波長(zhǎng)).6. 如圖

3、所示，甲為某一波在t1.0 s時(shí)的圖象，乙為參與該波動(dòng)的P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象.(1)說(shuō)出兩圖中AA的意義.(2)說(shuō)出甲圖中OAB圖線的意義.(3)求該波速v.(4)在甲圖中畫(huà)出再經(jīng)3.5 s時(shí)的波形圖.(5)求再經(jīng)過(guò)3.5 s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的路程s和位移.7. 如圖中的實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖象，虛線是經(jīng)過(guò)0.2 s時(shí)的波形圖象.(1)假定波向左傳播，求它傳播的可能距離.(2)若這列波向右傳播，求它的最大周期.(3)假定波速是35 m/s，求波的傳播方向.8. 有兩列簡(jiǎn)諧橫波a、b在同一媒質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速均為v2.5 m/s.在t0時(shí)，兩列波的波峰正好在x2.5 m處重合，如圖所示.（1）求兩列波

4、的周期Ta和Tb.（2）求t0時(shí)，兩列波的波峰重合處的所有位置.（3）辨析題：分析并判斷在t0時(shí)是否存在兩列波的波谷重合處.某同學(xué)分析如下：既然兩列波的波峰存在重合處，那么波谷與波谷重合處也一定存在.只要找到這兩列波半波長(zhǎng)的最小公倍數(shù)，即可得到波谷與波谷重合處的所有位置.你認(rèn)為該同學(xué)的分析正確嗎？若正確，求出這些點(diǎn)的位置.若不正確，指出錯(cuò)誤處并通過(guò)計(jì)算說(shuō)明理由.9. 一根彈性繩沿x軸方向放置，左端在原點(diǎn)O，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)，于是在繩上形成一列簡(jiǎn)諧波，如圖所示,求：（1）若從波傳到平衡位置在x=1 m處的M質(zhì)點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，那么經(jīng)過(guò)的時(shí)間t等于多少時(shí)，平衡位置

5、在x=4.5 m處的N質(zhì)點(diǎn)恰好第一次沿y軸正向通過(guò)平衡位置？在圖中準(zhǔn)確畫(huà)出當(dāng)時(shí)彈性繩上的波形.（2）從繩的左端點(diǎn)開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)起，當(dāng)它通過(guò)的總路程為88 cm時(shí)，N質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)通過(guò)的總路程是多少？10. 公路巡警開(kāi)車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來(lái)時(shí) （1）巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出的低.（2）巡警車接收到的頻率比發(fā)出的高.以上兩種情況說(shuō)明了什么問(wèn)題？11. （2009海南）有一種示波器可以同時(shí)顯示兩列波形.對(duì)于這兩列波，顯示屏上橫向每格代表的時(shí)間間隔相同.利用此種示波器可以測(cè)量液體中的聲速

6、，實(shí)驗(yàn)裝置的一部分如圖甲所示：管內(nèi)盛滿液體，音頻信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)由置于液體內(nèi)的發(fā)射器發(fā)出，被接收器所接收.圖乙為示波器的顯示屏.屏上所顯示的上、下兩列波形分別為發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào).若已知發(fā)射的脈沖信號(hào)頻率為f=2000 Hz，發(fā)射器與接收器的距離為s=1.30 m，求管內(nèi)液體中的聲速.（已知所測(cè)聲速應(yīng)在13001600 m/s之間，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字.）第2 節(jié) 機(jī)械波1.解析：本題考查機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng).媒質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和相應(yīng)的波傳播周期一致，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一周期，波向前傳播一周期，A正確.而各質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間周期性變化,但波在媒質(zhì)中是勻速向前傳播的,所以不相等,B錯(cuò)誤.對(duì)

7、于橫波而言傳播方向和振動(dòng)方向是垂直的,C錯(cuò)誤.根據(jù)波的特點(diǎn),D正確.答案：AD2.解析：從振動(dòng)圖上可以看出x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=T/2時(shí)刻處于平衡位置，且正在向下振動(dòng)，四個(gè)選項(xiàng)中只有A圖符合要求，故A正確.答案：A3.解析：x=x2-x1=1 m，由于波沿x正方向傳播，所以A先振動(dòng)，又由于波長(zhǎng)大于1 m，且t=3 s=3 T /4，所以x=3/4，=4/3 m，A正確，波速v=x/t=1/3 m/s，B錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖象知，在3 s末，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移不同，C錯(cuò)誤；1 s末A點(diǎn)速度為零，B點(diǎn)速度最大，D錯(cuò)誤.答案：A4.解析： 經(jīng)t=0.2 s，兩列波各自向前傳播了0.2 m，恰好在F點(diǎn)相遇，在

8、其他各點(diǎn)還沒(méi)有疊加，故A、B均錯(cuò)誤.經(jīng)t=0.5 s，兩列波各自向前傳播了0.5 m,兩列波的波峰恰好都傳播到F點(diǎn)，故C、D之間只有F點(diǎn)位移最大.C正確，D錯(cuò)誤.答案：C5.解析：由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知=5 rad/s，t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播.由波形圖讀出波長(zhǎng)=4 m,T=2/由波速公式v=/T，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得v=10 m/s,T=0.4 s.故t=0.3 s時(shí)的波形圖如圖所示.6.解析：(1)甲圖中AA表示A質(zhì)點(diǎn)的振幅或1.0 s時(shí)A質(zhì)點(diǎn)的位移大小為0.2 m，方向?yàn)樨?fù).乙圖中AA表示P質(zhì)點(diǎn)的振幅，也是P質(zhì)點(diǎn)在0.25 s時(shí)位移大小為0.2 m，方向?yàn)樨?fù).(

9、2)甲圖中OAB段圖線表示O到B之間所有質(zhì)點(diǎn)在1.0 s時(shí)的位移.由乙圖看出P質(zhì)點(diǎn)在1.0 s時(shí)向-y方向振動(dòng)，所以甲圖中波向左傳播，則OA間各質(zhì)點(diǎn)正向遠(yuǎn)離平衡位置方向振動(dòng)，AB間各質(zhì)點(diǎn)正向靠近平衡位置方向振動(dòng).（3）該同學(xué)的分析不正確.要找兩列波的波谷與波谷重合處，必須從波峰重合處出發(fā)，找到這兩列波半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍恰好相等的位置.設(shè)距離x2.5 m為L(zhǎng)處兩列波的波谷與波谷相遇，并設(shè)L（2m1）a/2,L=(2n-1)b/2,式中m、n均為正整數(shù),只要找到相應(yīng)的m、n即可.將a2.5 m，b4.0 m代入并整理，得2m-1/（2n-1）=b/a=85,由于上式中m、n在正整數(shù)范圍內(nèi)無(wú)解，所以不存

10、在波谷與波谷重合處.9.解析：（1）由波的傳播特性和波動(dòng)圖象知，波長(zhǎng)=2 m,波從x=1 m傳至x=4.5 m處的N質(zhì)點(diǎn)需要的時(shí)間t=7 T /4.此時(shí)x=4.5 m處的質(zhì)點(diǎn)正向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，x=4.5 m處的N質(zhì)點(diǎn)恰好第一次沿y軸正向通過(guò)平衡位置此時(shí)波形如圖所示：（2）由圖知，振幅A=8 cm,質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程為4A=32 cm,O質(zhì)點(diǎn)通過(guò)88 cm的路程共經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t=11 T /4,從x=0傳至x=4.5 m處的N質(zhì)點(diǎn)需要時(shí)間t1為9 T /4,質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1 T /2.所以質(zhì)點(diǎn)N振動(dòng)通過(guò)的總路程為s=(1/2)4A=2A=16 cm.10.解析：（1）如果警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，由多普勒效應(yīng)可知，警車與轎車在相互遠(yuǎn)離.又由于警車在后且車速恒定，所以轎車的速度大于100 km/h.（2）如果警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)高，由多普勒效應(yīng)可知，警車與轎車在相互靠近，同理可知，轎車的速度小于100 km/h.11.解析：設(shè)脈沖信號(hào)的周期為T(mén)，從顯示的波形可以看出，圖乙中橫向每一分度（即