（课标通用）高考物理一轮复习 作业56 机械波（含解析）-人教版高三全册物理试题

作业56机械波一、选择题1(郑州一模)一简谐横波沿x轴正向传播，图甲是t0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是()图561A0.5 m B.1.5 mC2.5 m D.3.5 m解析：由yt图象知，t0时质点位移为负值，且向y轴负方向运动，由yx图象知，x0.5 m和x3.5 m处的质点此时刻位移为正值，故A、D错误；由传播方向与振动方向关系可判定，x1.5 m的质点向y轴正方向运动，x2.5 m处质点向y轴负方向运动，故C正确，B错误答案：C图5622(多选)如图562所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射下列措施可能使波发生较为明显衍射的是()A增大波源的振动频率 B.减小波源的振动频率C增大障碍物的长度 D减小障碍物的长度E波源远离障碍物运动解析：不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，只要增大波长或减小障碍的尺寸可满足题目要求由知，v不变，减小f，增大，故A、C错，B、D对；波源远离障碍物将产生多普勒效应，等效于增大波长，衍射明显，故E对答案：BDE3(多选)设x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点，OAABBCCDDEEFFG1 m，质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，沿x轴方向传播形成横波t0时刻，O点开始向上运动，经t0.2 s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开始运动那么在t2.5 s时刻，以下说法中正确的是()图563AB点位于x轴下方 BA点与E点的位移相同CD点的速度最大 DC点正向上运动E这列波的波速为5 m/s解析：由题可知，0.2 s，周期T0.8 s，1 m，波长4 m，由v得波速v5 m/s，则可判断E项正确；当t2.5 s时，波源O已振动了3个周期，此时O位于x轴上方，向上振动，B点与O点之间相距半个波长，可判断B点位于x轴下方，A项正确；2.5 s时E点已经振动了一段时间，A点与E点间距1个波长，两点振动情况完全一样，则B项正确；O点与D点间距1个波长，两点的振动情况完全一样，此时，O点已经离开平衡位置向上振动，D点也一样，则D点的速度不是最大，C项错误；O点与C点间距为波长，2.5 s时，C点已振动了2个周期，又因C起振方向向上，则C点应向下振动，则D项错误答案：ABE4如图564所示，甲为t1 s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点x0.5 m处质点的振动图象可能是()图564解析：若波沿x 方向传播，则t0时的波形图如图565(a)虚线所示，则质点P的振动图象为题图乙所示距P点0.5 m的质点的位移y0，且向下运动，如图(b)或y0，且向上运动，如图(c)；若波沿x方向传播，则t0时的波形图如图(a)虚线所示，则质点Q的振动图象为题图乙所示距Q点0.5 m的质点的位移y0，且向上运动，如图(c)，或y0，且向下运动，如图(b)所以A正确图565答案：A5(多选)一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图566所示下列描述该波的图象可能正确的是()图566解析：由振动图象可知，在t0时，质点a处在波峰位置，质点b处在平衡位置且向下运动当简谐横波沿直线由a向b传播时，有n9 m(n0，1，2，)，解得波长的表达式为 m(n0，1，2，)，其波长可能值为12 m、m、；当简谐横波沿直线由b向a传播时，有n9 m(n0，1，2，)，解得波长的表达式为m(n0，1，2，)，其波长可能值为36 m、m、4 m、，故选项A、C正确答案：AC6(河北邯郸一中模拟)(多选)A、B两列简谐横波均沿x轴正方向传播，在某时刻的波形分别如图567甲、乙所示，经过时间t(t小于A波的周期TA)，这两列简谐横波的波形分别变为图567丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是()图567A11 B.21C12 D31解析：从甲图可得A24 cm0.24 m，从乙图可知B12 cm0.12 m，因为t小于A波的周期TA，所以从甲图到丙图一定是半个周期，故有TA2t，乙图与丁图的波形图一样，所以经过了周期整数倍，即TB，根据公式v可得，波速vA，vB，即vAvB1n，所以A、B两列波的波速vA、vB之比可能是A、C.答案：AC图5687(多选)在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s，振幅为A.M、N是平衡位置相距2 m的两个质点，如图568所示在t0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处已知该波的周期大于1 s则()A该波的周期为sB该波的周期为sC在t s时，N的速度一定为2 m/sD从t0到t1 s，M向右移动了2 mE从ts到ts，M的动能逐渐增大解析：此题宜先画出一个正弦波形图，再根据题意，结合周期性标明合适的M、N点，如图569所示图569由上图可知M、N两点平衡位置相距d(n0，1，2，3，)，又因为T，联立解得Ts.由于周期大于1 s，即s1 s，所以n0，解得Ts，A项错误，B项正确；ts，即t，波形应该右移，N将处于平衡位置，其振动速度达到最大，但大小未知，质点振动速度与波速不是同一个概念，此振动速度与传播速度2 m/s无关，C项错误；机械波传播的是振动的形式和能量，质点本身并不会随波迁移，D项错误；ts和ts分别对应和，即波形分别右移和，则M从正向最大位移处向平衡位置运动，其速度从零逐渐增至最大，动能也是如此，E项正确答案：BE8(吉安质检)(多选)如图5610甲所示，一列简谐横波在x轴上传播，图乙和图丙分别为x轴上a、b两质点的振动图象，且xab6 m下列判断正确的是()图5610A波一定沿x轴正方向传播B波长可能是8 mC波速一定是6 m/sD波速可能是2 m/s解析：由振动图象无法比较a、b两质点振动的先后，所以无法判断波的传播方向，故A错误；若波沿x轴正方向传播时，由振动图象读出t0时刻，a质点经过平衡位置向下运动，而b位于波峰，结合波形得到：xab(n0，1，2，)得到波长为m，由题图可读出波的周期T4 s，波速为vm/s，同理可知，若波沿x轴负方向传播时，波长为m，波速为vm/s，由于n是整数，则当n0，波向x轴负方向传播时，8 m，故B正确；由上可知，波速不一定等于6 m/s，故C错误；若波沿x轴负方向传播，由波速的公式vm/s(n0，1，2，)得知，当n0时，v2 m/s，故D正确答案：BD图56119(多选)一列简谐横波沿x轴的正方向传播，振幅为2 cm，周期为T.如图5611所示，在t0时刻波上相距50 cm的两质点a、b的位移都是 cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负方向运动，下列说法正确的是()A该列简谐横波波长可能为37.5 cmB该列简谐横波波长可能为12 cmC质点a、b的速度在某一时刻可能相同D当质点b的位移为2 cm时，质点a的位移为负E在t时刻，质点b的速度最大解析：根据a、b两点的位置关系以及振动方向可知，a、b平衡位置满足n50 cm，其中n0，1，2，.当n4时，解得12 cm，37.5 cm不满足波长表达式，故选项A错误，B正确；质点a、b的速度在某一时刻可能相同，选项C正确；当质点b的位移为2 cm时，即此时b点在波峰位置，质点a的位移为正，选项D错误；在t时刻，质点b回到平衡位置，速度最大，选项E正确答案：BCE10(多选)(广州模拟)振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为10 Hz，t0时刻向右传播的简谐横波如图5612所示(向左传播的简谐横波图中未画出)则以下说法正确的是()图5612A该横波的波速大小为20 m/sBt0时，x1 m处的质点振动方向向上Ct0.175 s时，x1 m处的质点处在波峰位置D若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接收到的频率小于10 HzE传播过程中该横波遇到小于2 m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象解析：由题图可知，该波的波长为2 m，波速大小为vf20 m/s，A正确；x1 m处的质点在t0时振动方向向上，故B正确；该波的周期T0.1 s，所以t0.175 s1T时，x1 m处的质点在波谷，那么与x1 m关于O点对称的x1 m的质点也处在波谷位置，C错误；若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接收到的频率大于10 Hz，D错误；根据发生明显衍射现象的条件可知，选项E正确答案：ABE二、非选择题11(福州质检)一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5 m/s，t0时刻的波形如图5613甲所示图5613(1)求横波中质点振动的周期T；(2)在图乙中画出t1 s时刻的波形图(至少画出一个波长)；(3)在图丙中画出平衡位置为x0.5 m处质点的振动图象(t0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期)解析：(1)由于波速为0.5 m/s，波长为2 m，故质点振动的周期T4 s.(2)当t1 s时刻，相当于经过了，又因为波沿x轴正方向传播，故振源向下运动到负的最大位置处，然后依次画出波上各质点即可如图5614(a)所示图5614(3)x0.5 m处的质点在t0时处于波峰的位置，故其振动图象如图5614(b)所示答案：(1)4 s(2)见解析图5614(a)(3)见解析图5614(b)12如图5615所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t10和t20.06 s时刻的波形图已知在t0时刻，x1.5 m处的质点向y轴正方向运动图5615(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若3T0.06 s4T，求该波的波速大小解析：(1)由题意可知该波沿x轴正向传播(2)因波的传播具有周期性，设波的周期为T，t20.06 s时刻，则有(下列各式中n0，1，2)T0.06 s得Ts，则fHz当n0时，f最小为fminHz12.5 Hz.(3)解法一：由3T0.06 s4T，T0.06 s得：n3，T0.016 s，所以vm/s75 m/s.解法二：由3T0.06 s4T知，n3，则波在0.06 s内传播距离为x4.5 m，vm/s75 m/s.答案：(1)沿x轴正向传播(2)12.5 Hz(3)75 m/s