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课时作业45机械波时间：45分钟1(多选)下列说法正确的是(BCD)A海豚有完善的声呐系统，海豚发出的声波比无线电波传播的速度快，方向性好B蝙蝠利用超声脉冲导航，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率C声波击碎玻璃杯的实验原理是共振D频率相同，相位差恒定的两列波能产生稳定的干涉解析：海豚有完善的声呐系统，海豚的声呐系统发出的是超声波，故A错误；蝙蝠利用超声脉冲导航，当蝙蝠飞向某一墙壁时，根据多普勒效应可知，它接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于它发出的频率，故B正确；当声波的频率等于玻璃杯的固有频率时，玻璃杯震荡最剧烈，最容易被击碎，即声波击碎玻璃杯的实验原理是共振，故C正确；根据干涉产生的条件可知，频率相同、相位差恒定的两列波能产生稳定的干涉，故D正确2(多选)B超成像的基本原理就是向人体发射一组超声波，其遇到人体组织会产生不同程度的反射(类似回声)，通过探头发送和接收超声波信号，经过电子电路和计算机的处理，形成了我们今天的B超图象(如图甲所示)图乙为仪器检测到发送和接收的超声波图象，其中实线为沿x轴正方向发送的超声波，虚线为一段时间后遇到人体组织后沿x轴负方向返回的超声波已知超声波在人体内传播速度约为1 500 m/s，下列说法正确的是(AC)A根据题意可知此超声波的频率约为1.25105 HzB图乙中质点A在此后的1 s内运动的路程为1 500 mC图乙中质点B此时沿y轴正方向运动D图乙中质点A、B加速度大小相等，方向相反解析：由图象可知该超声波的波长为12 mm，波速为1 500 m/s，T，可得f1.25105 Hz，T8106 s，故A选项正确；质点A振动的路程s4A2 000 m，故B选项错误；虚线为沿x轴负方向返回的超声波，可知质点B此时沿y轴正方向运动，故C选项正确；图乙中质点A、B加速度大小相等，方向相同，故D选项错误3(多选)均匀介质中相距为a的两个波源S1和S2，振动频率均为f，产生的简谐横波沿其连线相向传播，振幅为A，波速为v.O为S1S2的中点，如图所示已知两波源的振动方向和初始相位均相同下列说法正确的是(ACE)A质点O的振动频率为fB质点O的振动频率为2fC质点O的振幅为2AD只要不满足an(n1,2,3)，质点O的振幅就一定小于2AE质点O的振动可能与波源S1、S2不同步解析：S1和S2的振动在O点叠加，路程差x1x20，所以O点为振动加强点，即振幅为2A，频率仍为f，故A、C正确，B、D错误；只有到波源的距离等于波长整数倍的质点的振动才与波源同步，所以质点O的振动可能与波源S1、S2不同步，故E正确4(多选)波源S在t0时刻从平衡位置开始向上振动，形成向左、右两侧传播的简谐横波a、b、c和a、b、c是沿波传播方向上的间距为2 m的6个质点，SaSa2 m，t0时刻各质点均处于平衡位置，如图所示已知波的传播速度为4 m/s，当t0.25 s时波源S第一次达最高点，则下列说法正确的是(BCD)At5.25 s时质点b处于波谷Bt1.35 s时质点a的速度正在增大C波传到c质点时，质点c开始向上振动D任意时刻质点a与质点a的振动状态完全相同E若接收器向距它20 m的波源S匀速远离，接收器接收到的频率将大于1 Hz解析：当t0.25 s时波源S第一次达最高点，波源S振动了周期，波的周期为T40.25 s1 s，波传到b质点的时间为t s1 s，则T5.25 s时，b质点已经振动了4.25 s4T，又波源的起振方向向上，则t5.25 s时质点b处于波峰位置，选项A错误；波传到a质点经历的时间是0.5 s，则t1.35 s时，a质点已经振动了0.85 sTT，又a质点初始时由平衡位置向上振动，则知t1.35 s时质点a在波谷与平衡位置之间向平衡位置运动，速度正在增大，选项B正确；因波源S起振方向向上，则当波传到c质点时，质点c的振动方向向上，选项C正确；因质点a与质点a与波源距离相同，则任意时刻质点a与质点a的振动状态完全相同，选项D正确；波的频率为1 Hz，根据多普勒效应可知，若接收器向距它20 m的波源S匀速远离，则接收器接收到的频率将小于1 Hz，选项E错误5(多选)如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab6 m，ac8 m在t10时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t24 s时c点开始振动(ABC)A该机械波的传播速度大小为2 m/sB该列波的波长是2 mC两列波相遇后，c点振动加强D两列波相遇后，c点振动减弱E两列波相遇后，c点振动先加强后减弱解析：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v2 m/s，选项A正确；由于v，则vT2 m/s1 s2 m，选项B正确；a波比b波早到达c点的时间t1 s，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6(多选)图(a)为一列简谐横波在t0时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图象，下列说法正确的是(BCE)A波向左传播B波速为40 m/sCt0.10 s时，质点P向y轴正方向运动D从t0到t0.05 s，质点P运动的路程为20 cmE从t0到t0.25 s，质点Q运动的路程为50 cm解析：由(a)和(b)两图可知，波向右传播，A项错误由(a)图可知波长8 m，由(b)图可知周期T0.2 s，则波速v40 m/s，B项正确由于t0.10 s，则t0.10 s时P处在波谷与平衡位置之间且向y轴正方向运动，C项正确从t0到t0.05 s的这内，P运动的路程小于20 cm，D项错误.0.25 s1T，则从t0到t0.25 s时间内，质点Q运动的路程为5A510 cm50 cm，E项正确7如图所示为一列简谐横波在t0时刻的图象此时质点P的运动方向沿y轴负方向，且当t0.55 s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处问：(1)该简谐横波的波速v的大小和方向如何？(2)从t0至t1.2 s，质点Q运动的路程L是多少？(3)当t1.2 s时，质点Q相对于平衡位置的位移s的大小是多少？解析：(1)此波沿x轴负向传播；在t10到t20.55 s这段时间里，质点P恰好第3次到达y正方向最大位移处，则有T0.55 s，解得T0.2 s简谐波的波长为0.4 m，则波速v2 m/s；(2)在t10至t31.2 s这段时间里，质点Q恰经过了6个周期，即质点Q回到始点，由于振幅A5 cm，所以质点Q运动的路程为L4A6456 cm120 cm；(3)质点Q经过6个周期后恰好回到始点，则相对于平衡位置的位移为s2.5 cm.答案：(1)2 m/s，沿x轴负向传播(2)120 cm(3)2.5 cm8(2019山东聊城一模)(多选)某横波在介质中沿x轴传播，图甲是t1 s时的波形，图乙是介质中x2 m处质点的振动图象，则下列说法正确的是(BDE)A波沿x轴正向传播，波速为1 m/sBt2 s时，x2 m处质点的振动方向为y轴负向Cx1 m处质点和x2 m处质点振动步调总相同D在1 s的时间内，波动图象上任意质点通过的路程都是10 cmE在t1 s到t2 s的时间内，x0.5 m处质点的运动速度先增大后减小解析：由甲图知，波长2 m，由乙图知，质点的振动周期为T2 s，则波速为v1 m/s，由乙图知，t1 s时刻，x2 m处质点向上运动，根据甲图可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；由乙图知，t2 s时刻，x2 m处质点的振动方向为y轴负向，故B正确；因t1 s，则在x1 m处质点和x2 m处质点相距半个波长，振动步调总相反，故C错误；1 s的时间内，波的图象上任意质点通过的路程都是两个振幅，为10 cm，故D正确；在t1 s到t2 s经历的时间为t1 s，t1 s时刻x0.5 m处的质点位于波峰，则在t1 s到t2 s的时间内该质点的速度先增大后减小，故E正确9(2019四川成都一诊)(多选)两波源分别位于x0和x20 cm处，从t0时刻起两波源开始振动，形成沿x轴相向传播的简谐横波和，如图所示为t0.04 s时刻两列波的图象已知两波的振幅分别为A12 cm，A23 cm，质点P的平衡位置在x1 cm处，质点Q的平衡位置在x18 cm处下列说法中正确的是(BCE)A两列波的波源起振方向相同B和两列波的波长之比为12Ct0.05 s时，质点P向下振动，质点Q的坐标为(18 cm，3 cm)D和两列波将在t0.1 s时相遇，之后叠加形成稳定的干涉图样Et0.12 s时，x10 cm处的质点位移为零解析：由图可知，简谐横波的起振方向沿y轴负方向，简谐横波的起振方向沿y轴正方向，而波源的起振方向与波前质点的起振方向相同，故A错误；由图可知简谐横波的波长为2 cm，简谐横波的波长为4 cm，则和两列波的波长之比为12，故B正确；由图可知，t0.05 s时质点P处在平衡位置且正向下振动；质点Q处在负向位移最大处，同时质点并不随波迁移，则质点Q的坐标为(18 cm，3 cm)，故C正确；两列波的波长不相等，波速相等，所以两列波的频率不相等，无法形成稳定的干涉图样，故D错误；由波的图象和波的平移法可知t0.12 s时，简谐横波在x10 cm处的质点处在平衡位置，简谐横波在x10 cm处的质点也处在平衡位置，所以此处的质点位移为零，故E正确10(2019河南濮阳一模)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，P为传播方向上一质点，图象为t0时刻的波形，此时P点的纵坐标为 cm.若经过时间t0.1 s，P点首次到达波峰求：(1)波的传播速度v；(2)从t0时刻起，再经过t0.5 s质点P的位置坐标和在这段时间内P运动的路程解析：(1)根据波形可知：1 m，质点振幅A2 cm由图象可知，波动方程为y0.02sin2x(m)，将P点纵坐标代入，结合图象解得P点的坐标为由于经过时间t0.1 s，P点首次到达波峰，即P点左侧相邻的波峰传播到P点，距离等于x m m波的传播速度v代入数据可得v1.25 m/s(2)波的传播方向上任意质点的振动周期T代入数据可得T0.8 s假设质点P在此过程中振动了n个周期，则tnT代入数据可得nt0时刻P向上振动，t0.5 s时P点首次到达波谷位置，所以质点P运动的路程s(2)2A(6) cm此时P在波谷位置，所以P点坐标为.答案：(1)1.25 m/s(2)(6) cm11有两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正方向和负方向传播两列波在t0时刻的波形如图所示，已知a波的周期Ta1 s.(1)求两列波的传播速度大小；(2)从t0时刻开始，最短经过多长时间平衡位置在x1.0 m处的质点偏离平衡位置的位移为0.16 m?解析：(1)由题图可知a、b两列波的波长分别为a2.5 m，b4.0 m，两列波在同种介质中的传播速度相同，为v2.5 m/s(2)a波的波峰传播到x1.0 m处经历的时间ta(m0,1,2，)b波的波峰传播到x1.0 m处经历的时间tb，x1.5 m，(n0,1,2，)又tatbt联立解得5m8n1分析知，当m5、n3时，x1.0 m处的质点偏离平衡位置的位移为0.16 m，经过时间最短将m5代入t，解得t5.4 s答案：(1)2.5 m/s(2)5.4 s8
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