高三物理一輪第11章《機(jī)械波》第二講

1、（本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂！一、選擇題1 關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，以下說(shuō)法正確的是（）A. 如果波源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波也立即停止B. 物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波C. 波在介質(zhì)中傳播的頻率由波源決定，與介質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)D. 波源振動(dòng)的越快，波的速度也越大解析：波源停止振動(dòng)，介質(zhì)中已經(jīng)振動(dòng)起來(lái)的質(zhì)點(diǎn)有一定的能量，要繼續(xù)振動(dòng)一段時(shí)間，波也要繼續(xù)傳播一段時(shí)間才停止，A錯(cuò)誤；產(chǎn)生機(jī)械波的條件是機(jī)械振動(dòng)和傳播振動(dòng)的介質(zhì)，B錯(cuò)誤；波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，波速和介質(zhì)有關(guān)，C正確；波源振動(dòng)快慢 和波的傳播速度是兩個(gè)不同的概念，D錯(cuò)誤.答案： C2. 如下圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波的圖象

2、，波速為0.2 m/s，以下結(jié)論正確的是（）A. 振源振動(dòng)的頻率為 0.4 HzB. 若質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置，則波沿 x軸正方向傳播C. 圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) a、b、c所受回復(fù)力大小之比為 2 ： 1 ： 3D. 經(jīng)過(guò)0.5 s 質(zhì)點(diǎn)a、b、c通過(guò)的路程為 75 cm解析：由題圖可知，波長(zhǎng) 8 cm,周期為0.4 s，振動(dòng)頻率為2.5 Hz , A錯(cuò)；若質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置，則質(zhì)點(diǎn) a向下振動(dòng).波沿x軸負(fù)方向傳播，B錯(cuò)；回復(fù)力大小與位移成1正比，C對(duì)；經(jīng)過(guò)0.5 s即14T只有c點(diǎn)通過(guò)的路程為75 cm , D錯(cuò).答案： C3. （2010 重慶理綜）一列簡(jiǎn)諧波在兩時(shí)刻的波形如圖中實(shí)

3、線和虛線所示，由圖可確定這列波的（）| yfm0.040.02. L _0；12 h 3/ fC. fl f, f2 f D . fl f, f2 v f解析：聲源靠近A處的人，由多普勒效應(yīng)知，他接收到的頻率變大，即fl f :相反，聲源遠(yuǎn)離B處的人，則他接收到的頻率變小，即f2 v f ,故選項(xiàng)D對(duì).答案： D6. 列簡(jiǎn)諧橫波沿 x軸負(fù)方向傳播，圖甲是 t = 1s時(shí)的波形圖，圖乙是波中某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的 位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖線（兩圖用同一時(shí)間起點(diǎn)），則圖乙可能是圖甲中哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象（)l 7iii |廠 匚O2/ 3 2甲_v/m14 3乙A. x = 0處的質(zhì)點(diǎn)B. x= 1 m處的質(zhì)點(diǎn)

4、C. x = 2 m處的質(zhì)點(diǎn) D. x = 3 m處的質(zhì)點(diǎn)解析：圖甲是波動(dòng)圖象，它反映的是某時(shí)刻參與振動(dòng)的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移大小與方向，圖乙是振動(dòng)圖象，它反映的是某一質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻離開(kāi)平衡位置的位移大小及方向，當(dāng)t = 1 s時(shí),圖乙代表該質(zhì)點(diǎn)恰好經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，綜合圖甲看，只有x = 0,4,8,12，處的質(zhì)點(diǎn)滿足.圖甲中各點(diǎn)處于t = 1 s時(shí)刻，圖乙中t = 1 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置且振動(dòng)方向向下.圖甲 中x=0和x=2處質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，由于波沿x軸負(fù)方向傳播，可知 x=0的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向向下，x = 2的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向向上，故 A選項(xiàng)正確.答案： A7. （2011 福州模擬）已知平

5、面簡(jiǎn)諧波在 x軸上傳播，原點(diǎn) O的振動(dòng)圖線如圖a所示，t時(shí)刻 的波形圖線如圖b所示，則t= t + 0.5 s時(shí)刻的波形圖線可能是（）C答案：8.如右圖所示是一列簡(jiǎn)諧波在t = 0時(shí)的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y= 10 sin 5 n t cm.關(guān)于這列簡(jiǎn)諧波，下列說(shuō)法中正確的是()這列簡(jiǎn)諧波的振幅為20 cm這列簡(jiǎn)諧波的周期為5.0 s這列簡(jiǎn)諧波在該介質(zhì)中的傳播速度為25 cm/s這列簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播本題主要考查考生對(duì)波形圖的正確認(rèn)識(shí)由圖可知，質(zhì)點(diǎn)偏離A.B.C.D.平衡位置的最大距離即振幅為10 cm , A錯(cuò)；由該質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的表達(dá)式可知這列簡(jiǎn)諧橫波的周期為T

6、=nCO解析:入 4,B錯(cuò)；由圖可知，該波的波長(zhǎng)為 入=4 m,波速v =0才m/s = 10 m/s , P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，t =0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正在向上運(yùn)動(dòng)，由此可判斷波沿D正確.D四川卷)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線由A向B傳播，A B相距0.45A處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象.當(dāng)A處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰位置時(shí)，B處質(zhì)點(diǎn)剛好到達(dá)平衡位置且向( )A. 4.5 m/s B . 3.0 m/sC. 1.5 m/s D . 0.7 m/s 解析： 由振動(dòng)圖象可知，1m= n + 入，而波速4=0.4 s由質(zhì)點(diǎn) 向傳播, 答案：9.(2010 m圖是當(dāng)A處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰位置時(shí)， y軸正方向運(yùn)動(dòng)，這列波的波速可能是C錯(cuò);

7、x軸正振源的振動(dòng)周期T= 0.4 s，再根據(jù)題意結(jié)合波的周期性可知0.45入 卄 4.5,v=，即 v = m/s，當(dāng) n = 0 時(shí)，T4n+1v1 = 4.5 m/s，當(dāng) n = 1 時(shí)，v2=0.9 m/s，當(dāng) n= 2 時(shí)，v3 = 0.5 m/s，所以答案為 A. 答案： A10如右圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波的圖象，質(zhì)點(diǎn) 經(jīng)過(guò)0.2 s，質(zhì)點(diǎn)P的動(dòng)量大小和方向都不變， P的動(dòng)量大小不變，方向改變，由此可判斷(A.波向左傳播，波速為 15 m/sP此時(shí)的動(dòng)量為再經(jīng)過(guò) 0.2 s)mv,，質(zhì)點(diǎn)B. 波向右傳播，波速為 5 m/sC. 該波與一個(gè)頻率為 1.25 Hz的波可能發(fā)生干涉現(xiàn)象D. 該

8、波與一個(gè)頻率為 1.25 Hz的波不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象解析： 只有當(dāng)P質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)到x軸下方與原 位置對(duì)稱點(diǎn)，兩者動(dòng)量相等；再經(jīng) 0.2 s質(zhì) 點(diǎn)繼續(xù)向下振動(dòng)到最大位置處再返回到該點(diǎn)，動(dòng)量大小相等、方向相反.此過(guò)程經(jīng)過(guò)T，由此一入 4一可知，波向左傳播.T= 0.8 s，入=4 m，貝U v =麗 m/s = 5 m/s，故A、B均錯(cuò)誤；而f1=1.25 Hz,該波與一個(gè)頻率為1.25 Hz的波相遇可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，C正確，D錯(cuò)誤.答案： C11.（2010 上海單科）如右圖，一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，振幅為2 cm ,波速為2 m/s，在波的傳播方向上兩質(zhì)點(diǎn)a、b的平衡位置相距0.4 m

9、（小于一個(gè)波長(zhǎng)），當(dāng)質(zhì)點(diǎn)a在波峰位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn) b在x軸下方與x軸相距1 cm 的位置，則（）A. 此波的周期一定不是0.6 sB. 此波的周期可能為 1.2 sC. 從此時(shí)刻起經(jīng)過(guò) 0.5 s , b點(diǎn)一定在波谷位置D. 從此時(shí)刻起經(jīng)過(guò) 0.5 s , b點(diǎn)可能在波峰位置解析：意在考查考生靈活應(yīng)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、機(jī)械波的有關(guān)知識(shí)綜合解決波動(dòng)圖象問(wèn)題的能力.根據(jù)波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的關(guān)系可知：t = 0時(shí)刻，b質(zhì)點(diǎn)在一1 cm處，既可以沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)也可能沿 y軸負(fù)方向運(yùn) 動(dòng)；該波的波長(zhǎng) 入滿足：令0.4，即入1.6 m , T0.8 s，又 入0.4 m , T0.2 s，所以 A B均錯(cuò)

10、；同理可知 D對(duì)C錯(cuò).答案： D二、非選擇題12 . （2010 山東理綜）漁船常利用超聲波來(lái)探測(cè)遠(yuǎn)處魚(yú)群的方位.已知某超聲波頻率為1.0 X 105 Hz,某時(shí)刻該超聲波在水中傳播的波動(dòng)圖象如圖所示.（1）從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，畫出x = 7.5 X 10- 3 m處質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象（至少一個(gè)周期）.（2）現(xiàn)測(cè)得超聲波信號(hào)從漁船到魚(yú)群往返一次所用時(shí)間為4 s，求魚(yú)群與漁船間的距離（忽略船和魚(yú)群的運(yùn)動(dòng)）.1解析： 該波的周期為T= f = 1X 10- 5 s,由波動(dòng)圖象知，此時(shí)x = 7.5 X 10- 3 m處的質(zhì)點(diǎn)位于負(fù)的最大位移處，所以，從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，如圖所示

11、.A險(xiǎn)肌11.25U由波形圖讀出波長(zhǎng)入=15X 10 3 m由波速公式得7=k f 1魚(yú)群與漁船的距離為x = qvt聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得x= 3 000 m答案：(1)圖見(jiàn)解析(2)3 000 m13.如右圖所示為一列簡(jiǎn)諧波在t1 = 0時(shí)刻的圖象.此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn)t如M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，且t2 = 0.55 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次 二.f 到達(dá)y軸正方向最大位移處.試求： 弋;/ 質(zhì)(1) 此波沿什么方向傳播？巧 Xy(2) 波速是多大？從t1 = 0至t3 = 1.2 s，質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)的路程和相對(duì)于平 衡位置的位移分別是多少?（2 + 3）T=0.55 s，得 T= 0.2 s解析:(1)此波沿x軸負(fù)方向傳播. 在t1 = 0到t2 = 0.55 s這段時(shí)間時(shí)，質(zhì)點(diǎn) M恰好第3次到達(dá)沿y軸正方向的最