（新课标）2022年高考物理一轮复习 主题十三 波、光和相对论 课时跟踪训练58

（新课标）2022年高考物理一轮复习 主题十三 波、光和相对论 课时跟踪训练58一、选择题1简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是()解析由图可知选项A波长为2s，由T可知TA，质点a振动方向沿y轴正向，因此a第一次到达波谷的时间为tATA；选项B波长为s，由T可知TB，质点a振动方向沿y轴负向，因此a第一次到达波谷的时间为tBTB；选项C波长为s，由T可知TC，质点a振动方向沿y轴正向，因此a第一次到达波谷的时间为tCTC；选项D波长为，由T可知TD，质点a振动方向沿y轴负向，因此a第一次到达波谷的时间为tDTD.因此质点A最早到达波谷的是选项D.答案D2(多选)(2017河南平顶山一调)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，质点Q为介质中平衡位置在图示处的一点，图乙为介质中平衡位置在x2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象下列说法正确的是()A这列波的波长是4 mB这列波的传播速度是20 m/sC经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向迁移了3 mD经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向E经过0.35 s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离解析本题考查了振动图象与波的图象，波长、频率和波速的关系由题图甲、乙知4 m，T0.2 s，则波速v m/s20 m/s，A、B正确；简谐横波中质点在平衡位置附近振动，并不随着波迁移，C错误；t0时刻质点P沿y轴负方向运动，可知波沿x轴正方向传播，题图甲所示时刻质点Q沿y轴正方向运动，经过t0.1 sT，质点Q的运动方向沿y轴负方向，D错误；t0.35 s1.75T，经过0.35 s时，质点P到达波峰位置，而质点Q位于平衡位置与波谷之间，故质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，E正确答案ABE3(多选)(2017河北衡水中学模拟)如图甲所示，O点为振源，OPs，t0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波，图乙为从t0时刻开始描绘的质点P的振动图象下列判断中正确的是()A这列波的频率为B这列波的波长为Ct0时刻，振源O振动的方向沿y轴负方向Dtt2时刻，P点的振动方向沿y轴负方向Ett2时刻，O点的振动方向无法判断解析结合题图可知，振动从O传播到P，用时t1，传播距离为s，故波速为v，波的周期为Tt2t1，故波的频率为f，波长vT，故A、B正确；由题图乙可知，P点先沿y轴正方向运动，故振源O在t0时刻沿y轴正方向运动，tt2时刻P点振动方向沿y轴正方向，故C、D错误；因为不知道tt1与周期T的大小关系，不能判断tt2时刻O点的振动情况，故E正确答案ABE4(多选)(2017陕西宝鸡一测)一列简谐横波沿着x轴正方向传播，A、B两质点的平衡位置间的距离为0.5 m，且小于一个波长，如图甲所示，A、B两质点振动图象如图乙所示由此可知()A质点在一个周期内通过的路程为8 cmB该波的波长为4 mC该波的波速为0.5 m/sDt1.5 s时，A、B两质点的位移相同Et1.5 s时，A、B两质点的振动速度相同解析本题考查振动图象、波速的计算、位移、路程等相关的知识点根据A、B两质点的振动图象可知该波的周期为4 s，振幅为2 cm，质点在一个周期内通过的路程为4个振幅，为42 cm8 cm，选项A正确；根据A、B两质点的振动图象可画出A、B两质点平衡位置间的波形图，A、B两质点平衡位置间的距离为个波长，即0.5 m，该波的波长为2 m，选项B错误；该波的传播速度为v0.5 m/s，选项C正确；在t1.5 s时，A质点的位移为负值，B质点的位移为正值，两质点位移一定不同，选项D错误；在t1.5 s时，A质点的振动速度方向沿y轴负方向，B质点的振动速度方向沿y轴负方向，且两质点位移大小相同，故两质点振动速度相同，选项E正确答案ACE5.(多选)沿x轴正方向传播的简谐横波在t10时的波形如图所示，此时波传播到x2 m处的质点B，质点A恰好位于波谷位置，C、D两个质点的平衡位置分别位于x3 m和x5 m处当t20.2 s时，质点A恰好第一次(从计时后算起)处于波峰位置则下列判断中正确的是()A该波的波速等于5 m/sB当t1.0 s时，质点C在平衡位置处且向下运动C当t0.9 s时，质点D的位移为2 cmDD点开始振动的时间为0.6 sE当质点D第一次位于波谷位置时，质点B恰好也位于波谷位置解析波形图如图当t20.2 s时，质点A第一次在波峰，则周期T2t20.4 s，波长2 m，则波速v5 m/s，选A.t1.0 s2.5T，波传到C时间为0.2 s，之后C点做2次全振动后到平衡位置处且向上运动，不选B.D点开始振动的时间为t0.6 s波传到D点的起振方向向上，则t0.9 s时，质点D已振动了T，质点D到达波谷，位移为2 cm，选C、D.BD间相距1.5，振动情况总是相反，则当质点D第一次位于波谷位置时，质点B恰好位于波峰位置，不选E.答案ACD6(多选)(2017吉林长春二测)如图甲所示，在均匀介质中的一条直线上两个振源A、B相距6 m，振动频率相等t00时A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，图乙为A的振动图象，图丙为B的振动图象若A向右传播的波与B向左传播的波在t10.3 s时相遇，则下列说法正确的是()A两列波在A、B间的传播速度大小均为10 m/sB两列波的波长都是4 mC在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点D在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点Et20.7 s时振源B经过平衡位置且振动方向向下解析本题考查波的干涉知识，意在考查考生的理解能力由题图乙得，振动周期为0.2 s，v10 m/s，故两列波在A、B间的传播速度大小均为10 m/s，故A正确由vT2 m知B错误振源A向右传播的波与振源B向左传播的波，振动方向相反，中点C为振动减弱点，故C错误，D正确t0.6 s时向右传播的波传到B，再经0.1 s经过平衡位置且振动方向向下，故E正确答案ADE7(多选)(2017福建质检)如图甲，P、Q是均匀介质中x轴上的两个质点，间距为10 m一列简谐横波沿x轴正向传播，t0时到达质点P处(其后质点P的振动图象如图乙)，t2 s时到达质点Q处则()A波长为2 mB波速为5 m/sCt2 s时，质点P的振动方向沿y方向Dt2 s时，质点Q的振动方向沿y方向E23 s，Q运动的路程为12 cm解析本题考查了波的形成与传播，意在考查考生结合图象处理问题的能力由题图乙可知波的传播周期为T2 s，由于t0时波的振动形式传到质点P，t2 s时波的振动形式传到质点Q，则说明P、Q两点之间的距离等于一个波长，即10 m，A错误；由波速公式v m/s5 m/s，B正确；t0时质点P沿y轴的正方向振动，说明波源的起振方向沿y轴的正方向，则t2 s时质点Q刚好开始振动，其振动方向沿y轴的正方向，D正确；经过一个完整的周期后，质点P的振动方向与t0时的振动方向相同，即沿y轴的正方向，C错误；23 s为半个周期，则质点Q通过的路程为振幅的两倍，即12 cm，E正确答案BDE8(多选)图(a)为一列简谐横波在t0.10 s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()A在t0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cmE质点Q做简谐运动的表达式为y0.10sin10t(国际单位制)解析由图(b)知t0.10 s时刻Q质点由平衡位置沿y轴负方向运动如图所示，则波向x轴负方向传播，则此时P质点向上运动由图(b)得T0.2 s，从0.10 s0.25 s的时间为t0.15 sT，则t0.25 s时，质点P位于x轴下方，加速度与y轴正方向相同不选A，选B.由图(a)知波长8 m，则波速v m/s40 m/s.在0.10 s0.25 s的时间波沿x轴负方向传播的距离为xvt400.15 m6 m选C.0.10 s0.25 s的时间t0.15 sT.但t0.10 s时刻P不在平衡位置或波峰、波谷处，则t通过的路程s3 A30 cm.不选D.质点Q做简谐运动的表达式为yAsint0.10sint (m)0.10sin10t (m)选E.答案BCE二、非选择题9(2017江西调研)在一简谐横波传播的路径上有A、B两个质点，两质点的振动图象如图甲、乙所示，A、B间的距离为2 m，A、B间的距离小于一个波长(1)若波由A向B传播，求波长及波速的大小；(2)若波由B向A传播，求波长及波速的大小解析(1)若波由A向B传播，由图可知，t0时，A在平衡位置处，B在波峰处，振动方向相同，且A、B间的距离小于一个波长，则2 m，解得8 m，根据图象可知，周期T2 s，故波速v4 m/s.(2)若波由B向A传播，t0时，B在波峰处，A在平衡位置处，振动方向相同，且A、B间的距离小于一个波长，则两点相距，即2 m，解得 m，故波速v m/s.答案(1)8 m4 m/s(2) m m/s10(2017湖北武汉三调)在介质中，x轴上有两个波源S1和S2，P是S1S2的中点，x轴上的a点与P点相距d2 m，如图所示两波源同时开始沿y轴负方向振动，产生的简谐横波沿x轴相向传播，频率相等，波速相等，振幅均为A，波长满足1 m4 m某一时刻质点a的位移为2A.(1)若波速为2.5 m/s，波源S2发出的波刚传播到a点时，质点a已经振动了多长时间？(2)求两列波的波长解析(1)两列波到a点的波程差为S2aaS12d，S2发出的波刚传到a点时，质点a已经振动的时间t1.6 s.(2)因质点a的振幅为2A，故a点是振动加强点，则S2aaS1n(n0,1,2，)，由已知条件1 mt，则n，则n0解得v400 m/s答案(1)(16n12)102 m/s(n0,1,2，)(2)400 m/s12(2017陕西西安三模)如图所示是一列沿x轴方向传播的机械波图象，实线是t0时刻的波形，虚线是t1 s时刻的波形(1)求该列波的周期和波速(2)若波速为9 m/s，其传播方向如何？从t0时刻起质点P运动到波谷的最短时间是多少？解析由图象可知，波长4 m，若波沿x轴正方向传播，则在t1 s内传播距离表达式为x(n0,1,2，)，则有tT，解得T s(n0,1,2，)，波速v(4n1) m/s(n0,1,2，)；若波沿x轴负方向传播，则在t1 s内传播距离表达式为x(n0,1,2，)，则有tT，解得T s(n0,1,2，)，波速v(4n3) m/s(n0,1,2，)(2)若波速为9 m/s，符合v(4n1) m/s(n0,1,2，)，得n2，波沿x轴正方向传播，T s，质点P最短经过时间t s振动到波谷位置答案(1)若沿x轴正方向传播，T s，v(4n1) m/s(n0,1,2，)；若沿x轴负方向传播，T s，v(4n3) m/s(n0,1,2，)(2) s