2022三維設(shè)計一輪大本高考物理課時跟蹤檢測(四十四)　機,械,波

1、2022三維設(shè)計一輪大本高考物理課時跟蹤檢測(四十四)機,械,波 課時跟蹤檢測( ( 四十四) ) 機 械 波 1 ( 多選)(2021 全國大聯(lián)考)圖 圖 1 為醫(yī)生正在為病人做 b 超檢查，b 超成像的基本原理是探頭向人體發(fā)射一組超聲波，遇到人體組織會產(chǎn)生不同程度的反射，探頭接收到的超聲成 波信號由計算機處理，從而形成 b 超圖象。圖 2 為血管探頭沿 x 軸正方向發(fā)送的簡諧超聲波圖象，t 0 時刻波恰好傳到質(zhì)點 m 。已知此超聲波的頻率為 1 10 7 hz 。下列說法正確的是 是( ) a 血為 管探頭發(fā)出的超聲波在血管中的傳播速度為 1.4 10 3 m/s b 質(zhì)點 m 開始振動的

2、方向沿 y 軸正方向 c t 1.25 10 7 s 時質(zhì)點 m 運動到橫坐標 x 3.5 10 4 m 處 d 0 1.25 10 7 s 內(nèi)質(zhì)點 m 的路程為 2 mm e t 1.25 s 時質(zhì)點 n 開始振動，振動方向沿 y 軸負方向 解析：選 選 ade 由題圖 2 知波長 14 10 2 mm 1.4 10 4 m ，由 v f 得波速 v 1.4 10 4 1 10 7 m/s 1.410 3 m/s ，選項 a 正確；根據(jù)波動與振動方向間的關(guān)系，質(zhì)點m 開始振動的方向沿 沿 y 軸負方向，選項 b 錯誤；質(zhì)點 m 只會上下振動，不會隨波遷移，選項 項 c 錯誤；質(zhì)點 m 振動的

3、周期 t 1f 11 10 7 s 1 10 7 s ，由于 tt 1.25 10 71 10 7 54 ，質(zhì)點m 在 在 0 1.25 10 7 s 內(nèi)運動的路程 l 54 4a 54 4 0.4 mm 2 mm ，選項 d 正確；根據(jù)點 波動與振動方向間的關(guān)系，質(zhì)點 n 開始振動的方向沿 y 軸負方向，超聲波由 m 點傳到 n 點為 的時間為 t mnv ( (35 17.5) ) 10 21.4 10 3 s 1.25 s ，故 e 正確。 2 (2021 山東等級考) 一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿 x 軸負方向傳播，已知 x 54 處質(zhì)為 點的振動方程為 y acos è &#

4、232;æ æø øö ö2tt ，則 t 34 t 時刻的波形圖正確的是( ) 解析：選 選 d 根據(jù)題述，x 54程 處質(zhì)點的振動方程 y acos è èæ æø øö ö2tt ，t 3t4刻 時刻 x 54處質(zhì)移 點的位移 y acos è èæ æø øö ö2t 3t4 acos è èæ æø ø

5、46; ö32 0 ，再經(jīng)微小時間 t ，位移 y 為正值，可知質(zhì)點向沿 上運動，根據(jù)題述波沿 x 軸負方向傳播，知 可知 t 3t4是 時刻的波形圖正確的是 d 。 3.( 多選) 一橫波在某時刻的波形圖如圖所示，已知質(zhì)點 f 此時運動方向為豎直向下，則( ) a 波向左傳播 b 質(zhì)點 h 與質(zhì)點 f 的運動方向相同 c 質(zhì)點 c 比質(zhì)點 b 先回到平衡位置 d 此時質(zhì)點 c 的加速度為零 e 此時速度大小最大的質(zhì)點是 a 、e 、i 解析：選 選 ace 由 由 " 上下坡法 '項 可得，選項 a 正確；質(zhì)點 h 與質(zhì)點 f 的運動方向相項 反，選項 b 錯誤；

6、質(zhì)點 b 運動方向向上，因此質(zhì)點 c 比質(zhì)點 b 先回到平衡位置，選項 c 正 正點 確；此時質(zhì)點 c 的加速度最大，速度為零，選項 d 錯誤；平衡位 置處質(zhì)點速度最大，選項e 正確。 4.( 多選)(2021 綿陽模擬) 一頻率為600 hz 的聲源以20 rad/s 的角為 速度沿一半徑為 0.8 m 的圓周( 圓心為 o 點) 做勻速圓周運動。一觀察的 者站在離圓心很遠的 p 點且相對于圓心靜止，如圖所示，則觀察者接收到( ) a 聲源在 a 點時發(fā)出聲音的頻率大于 600 hz b 聲源在 b 點時發(fā)出聲音的頻率等于 600 hz c 聲源在 c 點時發(fā)出聲音的頻率等于 600 hz

7、d 聲源在 c 點時發(fā)出聲音的頻率小于 600 hz e 聲源在 d 點時發(fā)出聲音的頻率小于 600 hz 解析：選 選 abd 根據(jù)多普勒效應(yīng)，當聲源和觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率；當聲源和觀察者相互遠離時，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率。將 至 聲源運動至 a 、b 、c 、d 四個點時相對于觀察者的速度方向標出來，可得：聲源運動到 a到 點時有靠近觀察者的趨勢，運動到 c 點時有遠離觀察者的趨勢，聲源在 b 、d 兩點的速度于 方向垂直于 o 點與觀察者的連線，故 a 、b 、d 正確，c 、e 錯誤。 5 ( 多選) 某同學漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以 1

8、.8 m/s 的速率向著海灘傳播，第 但他并不向海灘靠近。該同學發(fā)現(xiàn)從第 1 個波峰到第 10 個波峰通過身下為 的時間間隔為 15 s。 。下列說法正確的是( ) a 水面波是一種機械波 b 該水面波的頻率為 6 hz c 該水面波的波長為 3 m d 水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳播時能量不會傳遞出去 e 水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳播時振動的質(zhì)點并不隨波遷移 解析：選 選 ace 水面波是一種機械波，選項 a 正確。根據(jù)題意得周期 t 159 s 53 s，率 頻率 f 1t 0.6 hz ，選項 b 錯誤。波長 vf 1.80.6 m 3 m ，選項 c 正確。波傳播

9、過程中，項 傳播的是振動形式，能量可以傳遞出去，但質(zhì)點并不隨波遷移，選項 d 錯誤，選項 e 。 正確。 6 ( 多選) 圖甲為一列簡諧橫波在 t 0.20 s 時刻的波形圖，p 點是平衡位置在 x 1.0 m處的質(zhì)點，q 點是平衡位置在 x 4.0 m 處的質(zhì)點，m 點是平衡位置在 x 8.0 m 處的質(zhì)點；點 圖乙為質(zhì)點 q 的振動圖象。下列說法正確的是( ) a 該波向左傳播，波速為 40 m/s b 質(zhì)點 m 與質(zhì)點 q 的運動方向總是相反 c t 0.75 s 時，q 點的位移為 10 cm d 在 0.50 s 時間內(nèi)，質(zhì)點 m 通過的路程為 1.0 m e 質(zhì)點 p 做簡諧運動的

10、表達式為 y 10sin è èæ æø øö ö10t 34cm 解析：選 選 bde 由題圖乙可知 q 點在 0.20 s 時向上運動，故波沿 x 軸正方向傳播，波速 速 v t 80.20 m/s 40 m/s ，選項 a 錯誤；質(zhì)點 m 與質(zhì)點 q 相差半個波長，則它們的運項 動方向總是相反，選項 b 正確；t 0.75 s 3 34 t 時，q 點的位移為10 cm ，選項 c 錯誤；在 在 0.50 s 2.5t 時間內(nèi)，質(zhì)點 m 通過的路程為 2.5 4a 100 cm 1.0 m ，選項 d 正確；

11、 2t10 rad/s ，t 0 時，質(zhì)點 p 沿 沿 y 軸負方向運動，設(shè) p 質(zhì)點做簡諧運動表達式為 y asin(10t 0 ) ，波形向右平移 1 m 時，質(zhì)點 p 到達平衡位置，所用時間最短為 t xv 0.025 rad ，可知 0 sin(10 0.025 rad 0 ) ，解得 0 34 ，則點 質(zhì)點 p 做簡諧運動的表達式為 y 10sin è èæ æø øö ö10t 34cm ，選項 e 正確。 7 如圖(a) ，在 xy 平面內(nèi)有兩個沿 z 方向做簡諧運動的點波源 s 1 (0,4)和 和

12、 s 2 (0 ，2) 。兩波源的振動圖泵分別如圖(b) 和圖(c) 所示。兩列波的波速均為 1.00 m/s 。兩列波從波源傳播點 到點 a(8 ，2) 的路程差為_ m點 ，兩列波引起的點 b(4,1) 處質(zhì)點的振動相互_( 選填 " 加強 ' 或 " 減弱' ') ，點 c(0,0.5) 處質(zhì)點的振動相互 互_( 選填 " 加強 '或 " 減弱' ') 。 解析：源 點波源 s 1 (0,4) 的振動形式傳播到點 a(8 ，2) 的路程為 l 1 10 m ，點波源 s 2 (0， ， 2) 的振動形

13、式傳播到點 a(8 ，2) 的路程為 l 2 8 m ，兩列波從波源傳播到點 a(8 ，2)為 的路程差為 l l 1 l 2 2 m 。由于兩列波的波源到點 b(4,1) 的路程相等，路程差為零，且t 0 時兩列波的波源的振動方向相反，所以兩列波到達點 b 時振動方向相反，引起點 b 處為 質(zhì)點的振動相互減弱。由振動圖線可知，波動周期為 t 2 s ，波長 vt 2 m 。由于兩列點 波的波源到點 c(0,0.5) 的路程分別為 3.5 m 和 和 2.5 m ，路程差為 1 m ，而 t 0 時兩列波的波點 源的振動方向相反，所以兩列波到達點 c 時振動方向相同，引起點 c 處質(zhì)點的振動相

14、互加強。 答案：2 減弱 加強 8 ( 多選)(2021 全國卷 ) 一列簡諧橫波沿 x 軸正方向傳播，在 t 0 和 和 t 0.20 s 時的波期 形分別如圖中實線和虛線所示。已知該波的周期 t 0.20 s 。下列 說法正確的是( ) a 波速為 0.40 m/s b 波長為 0.08 m c x 0.08 m 的質(zhì)點在 t 0.70 s 時位于波谷 d x 0.08 m 的質(zhì)點在 t 0.12 s 時位于波谷 e 若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?0.80 m/s ，則它在該介質(zhì)中的波長為 0.32 m 解析：選 選 ace 因周期 t 0.20 s ，故波在 t 0 到 到 t 0.2

15、0 s 時間內(nèi)傳播的距離小于波長 長 離 ，由題圖可知傳播距離 x 0.08 m ，故波速 v xt 0.40 m/s ，故 a 正確。由題圖可知波長 0.16 m ，故 b 錯誤。由 v t 期得，波的周期 t v 0.40 s ，根據(jù)振動與波動的關(guān)系知t 0 時，x 0.08 m 的質(zhì)點沿y 方向振動，t 0.70 s 1 34 t ，故此時該質(zhì)點位于波谷；因為14 t 0.12 s t2 時，此時 x 0.08 m 的質(zhì)點在 x 軸上方沿y 方向振動，故 c 正確，d 錯誤。根據(jù) 據(jù) vf 為得波速變?yōu)?0.80 m/s 時波長 長 0.32 m ，故 e 正確。 9 ( 多選) 一列簡

16、諧橫波沿 x 軸正方向傳播，t 時刻波形圖如圖中的實線所示，此時波剛到 好傳到 p 點，t 0.6 s 時刻的波形如圖中的虛線所示，a 、b 、c 、p 、q 是介質(zhì)中的質(zhì)點。下列說法正確的是( ) a 這列波的波速可能為 50 m/s b 質(zhì)點 a 在這段時間內(nèi)通過的路程一定小于 30 cm c 質(zhì)點 c 在這段時間內(nèi)通過的路程可能為 60 cm d 若周期 t 0.8 s ，則在 t 0.5 s 時刻，質(zhì)點 b 、p 的位移相同 e 期 若周期 t 0.8 s ，從 t 0.4 s 時刻開始計時，則質(zhì)點 c 的振動方程為 x 0.1sin t(m) 解析：選 選 acd 由題圖可知波長 4

17、0 m ，且 0.6 s nt 34 t(n 0,1,2， ， ) ，解得周期t 2.44n 3 s(n 0,1 ，2， ， ) 。當 n 0 時，t 0.8 s ，波速 v t 50 m/s ，選項 a 正確。由沿 傳播方向沿 x 軸正方向可知質(zhì)點 a 在 在 t 時刻向上運動，當 n 0 時，t 0.8 s ，則質(zhì)點 a 在這于 段時間內(nèi)通過的路程小于 30 cm ；當 n 1 時 時 ，t 2470 s ，質(zhì)點 a 在這段時間內(nèi)通過的路程大于 于 30 cm ，選項 b 錯誤。若 n 1 ，則 t 2470 s ，波傳播到 c 點所用時間為 14 t,0.6 s 7t4，質(zhì)點 點 c 振

18、動的時間為 74 t 14 t 32 t ，故在這段時間內(nèi)質(zhì)點 c 通過的路程則為 6a 60 cm ，選項c 正確。若 t 0.8 s ，t 0.5 s 時刻，質(zhì)點 b 、p 的位移均為負值，大小相等，選項 d 正確。若 若 t 0.8 s ，從 t 0.4 s 時刻開始計時，則質(zhì)點 c 的振動方程為 y 0.1cos 52 t(m) ，選項 e錯誤。 10.(2021 北京高考) 如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播，p 、q 兩質(zhì)點距 平衡位置相距 0.15 m 。當 p 運動到上方最大位移處時，q 剛好運動到下方最大位移處，則這列波的波長可能是( ) a 0.60 m b 0.30 m c

19、0.20 m d 0.15 m 解析：選 選 b 由題意，p 、q 兩點之間的間距為 2 n 0.15 m(n 0,1,2， ， ) ，故 n 0時， 0.3 m ；n 1 時， 0.1 m 。選項 b 正確。 11.(2021 全國卷 ) 一振動片以頻率 f 做簡諧振動時，固定在振動片上 上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上 a 、b 兩點，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c 是水面上的一點，a 、b 、c 間的距離均為 l， ，除 如圖所示。已知除 c 點外，在 ac 連線上還有其他振幅極大的點，其中距c 最近的點到 c 的距離為 38 l 。求 (1) 波的波長； (2) 波的傳

20、播速度。 解析：(1) 如圖所示，設(shè)距 c 點最近的振幅極大的點為 d 點，a 與 與 d為 的距離為 r 1 ，b 與 與 d 的距離為 為 r 2 ，d 與 與 c 的距離為 s ，波長為 。則 r 2 r 1 由幾何關(guān)系有 r 1 l s r 2 2 (r 1 sin 60) 2 (l r 1 cos 60) 2 聯(lián)立 式并代入題給數(shù)據(jù)得 14 l 。 (2) 波的頻率為 f ，設(shè)波的傳播速度為 v ，有 v f 聯(lián)立 式得 v fl4 。 答案：(1) 14 l (2)fl4 12 (2021 山東省淄博模擬) 簡諧橫波沿 x 軸傳播，m 、n 是 是 x 軸上兩質(zhì)點，如圖甲是質(zhì)點 點 n 的振動圖象。圖乙中實線是 t 3 s 時刻的波形圖象，質(zhì)點 m 位于 x 8 m 處，虛線是過 再過 t 時間后的波形圖象。圖中兩波峰間距離 x 7.0 m 。求： (1) 波速大小和方向； (2) 時間 t 。 解析：(1) 由題圖知 t 6 s ， 8 m 為 則波速大小為 v t 43 m/s t 3 s 時，質(zhì)點