2019-2020年高考物理一轮复习 梯级演练 强技提能 1.2机械波 沪科版选修3-4.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 梯级演练 强技提能 1.2机械波 沪科版选修3-41.(多选)(xx海南高考)下列选项与多普勒效应有关的是()A.科学家用激光测量月球与地球间的距离B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C.技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D.交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度E.科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度2.(xx重庆高考)一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波可能的波长为()A.4 m、6 m和8 m B.6 m、8 m和12 mC.4 m、6 m和12 m D.4 m、8 m和12 m3.(2011北京高考)介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点()A.它的振动速度等于波的传播速度B.它的振动方向一定垂直于波的传播方向C.它在一个周期内走过的路程等于一个波长D.它的振动频率等于波源的振动频率4.(xx桂林模拟)一列简谐横波沿x轴负方向传播,图甲是t=1s时的波形图,图乙是该列波中某振动质点的振动图像,则该波的传播速度v和图甲中x=5m处的质点在振动过程中的位移随时间变化的关系式分别为()A.1m/sy=2sint(m) B.1m/sy=-2sint(m)C.2m/sy=2sint(m) D.2m/sy=2cost(m)5.(xx大纲版全国卷)在学校运动场上50m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5m的声波。一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10m。在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为()A.2B.4C.6D.86.(多选)(xx新课标全国卷)如图,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4 m和6 m。一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是()A.在t=6s时刻波恰好传到质点d处B.在t=5s时刻质点c恰好到达最高点C.质点b开始振动后,其振动周期为4sD.在4st6s的时间间隔内质点c向上运动E.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动7.(xx成都模拟)(1)如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像,乙图为参与波动质点P的振动图像,则下列判断正确的是()A.该波的传播速率为4cm/sB.该波的传播方向沿x轴正方向C.经过0.5s时间,质点P沿波的传播方向向前传播2mD.该波在传播过程中若遇到3m的障碍物,能发生明显衍射现象(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,介质中质点P、Q分别位于x=2m、x=4m处。从t=0时刻开始计时,当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰。求波速。写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。8.(xx武汉模拟)(1)(多选)如图所示为两个波源S1和S2在水面产生的两列波叠加后的干涉图样,由图可推知下列说法正确的是()A.两波源振动频率一定相同B.两波源振动频率可能不相同C.两列水波的波长相等D.两列水波的波长可能不相等(2)机械横波某时刻的波形图如图所示,波沿x轴正方向传播,质点P的坐标x=0.32m,从此时刻开始计时,若每间隔最小时间0.4s重复出现开始时的波形图,求波速。若P点经0.4s第一次达到正向最大位移,求波速。若P点经0.4s到达平衡位置,求波速。9.(xx西安模拟)(1)(多选)两列振幅、波长均相同的简谐横波,以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播。如图所示为某一时刻两波的波形图,其中实线为向右传播的波,虚线为向左传播的波,a、b、c、d、e为五个等距离的质点,则在两列波传播的过程中,下列说法中正确的是()A.质点a、b、c、d、e始终静止不动B.质点b、d始终静止不动C.质点a、c、e始终静止不动D.质点a、c、e以振幅2A做简谐运动(2)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示,已知t=0.6s时,B点第三次出现波峰。则这列波的周期是;x=50cm处的质点A回到平衡位置的最短时间为。10.(xx长沙模拟)(1)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x=5m的M点时开始计时,已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s,下面说法中正确的是()A.若该波传播中遇到宽约3m的障碍物,不能发生明显的衍射现象B.质点Q(x=9m)经过0.5s第一次到达波谷C.质点P在0.1s内经过的位移大小为10cmD.若在Q处放一接收器,接收到的波的频率小于2.5Hz(2)第26届世界大学生运动会跳水比赛在深圳游泳跳水比赛场馆举行,设水池中一点O上下振动,振幅为0.2m,以O点为圆心形成圆形水波,如图所示,A、B、O三点在一条直线上,OA间距离为4.0m,OB间距离为2.4m。某时刻O点处在波峰位置,观察发现2s后此波峰传到A点,此时O点正通过平衡位置向下运动,OA间还有一个波峰,将水波近似为简谐波。求此水波的传播速度、周期和波长;以O点处波峰位置为0时刻,某同学打算根据OB间距离与波长的关系确定B点在0时刻的振动情况,画出B点的振动图像。你认为该同学的思路是否可行?若可行,画出B点振动图像。若不可行,请给出正确思路并画出B点的振动图像。(假设B的振幅仍为0.2m)答案解析1.【解题指南】解答本题要注意以下两点：(1)激光和超声波的应用。(2)多普勒效应的应用：测定物体间的相对速度。【解析】选B、D、E。当观察者与测量对象无相对运动时,不发生多普勒效应,A、C错误;当观察者与测量对象有相对运动时,发生多普勒效应,根据接收频率的变化来测速,故B、D、E正确。2.【解析】选C。由于该波上两质点处于平衡位置且相距6 m,且两质点间波峰只有一个,故6 m与波长的关系有三种可能：6 m=,6 m=,6 m=,故波长的可能值为6 m、12 m、4 m,C正确。【总结提升】波长的确定方法(1)根据定义确定。在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。波在一个周期内传播的距离等于一个波长。(2)根据波动图像确定。在波动图像上,振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。在波动图像上,运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。在波动图像上,两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。(3)根据公式=vT来确定。3.【解析】选D。简谐机械波在介质中的各质点都做简谐运动,由振动和波的关系可知：质点的振动速度是质点运动的速度,而波的传播速度是指“振动”这种形式的传播速度,A错误;横波的振动方向垂直于波的传播方向,而纵波的振动方向与波的传播方向在一条直线上,B错误;简谐机械波在介质中的各质点一个周期内走过的路程等于四倍振幅,而波一个周期传播的距离等于一个波长,C错误;简谐机械波在介质中的各质点做简谐运动的频率都相等,都等于波源的振动频率,所以D正确。4.【解析】选B。由甲图知=4m,由乙图知T=4s,根据v=知v=1m/s,画出t=0时刻的波形如图所示。由图知x=5m处的质点t=0时刻正经过平衡位置向y轴负方向振动,且振幅A=2m,则=rad/s,故图甲中x=5m处的质点在振动过程中的位移随时间变化的关系式为y=-2sint(m),B正确。5.【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)理解波的干涉中加强点和减弱点的含义。(2)利用公式x=n判断声音由强变弱的次数。【解析】选B。根据波的干涉的加强点和减弱点的条件,可知当某点与两个波源距离差为波长的整数倍时,该点为振动加强点,即声音加强点,由题可知,x=n=5n(n=0,1,2),所以这位同学距离跑道两端相差5m的整数倍,也就是说这位同学每向前运动2.5m,就为一个声音加强点,10m内共有4个点,故选B。6.【解题指南】解答本题可按以下思路进行：(1)先由质点a的起振方向判定各质点的起振方向均竖直向下;(2)再根据质点a在t=3s时第一次到达最高点求出振动周期和波长。【解析】选A、C、D。由质点a在t=0时刻由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s时a第一次到达最高点可得：t=T,所以T=4s,又=vT,则=8m。从t=0开始,振动从a点传播到b、c、d点的时间分别是1s、3 s、6 s,所以选项A正确;t=5s时刻质点c振动了2s经平衡位置向上运动,故选项B错;各质点振动的周期与波的周期相等,所以选项C对;振动传播到c点需时间3s,质点c先向下运动1s,然后向上运动,在4st3.0m的条件,所以取n=0,1当n=0时,1=16m,波速v1=40m/s当n=1时,2=3.2m,波速v2=8.0m/s答案：(1)B(2)40m/s或8.0m/s9.【解析】(1)由波的叠加原理可知,图示时刻质点a、b、c、d、e的位移都为零。其中两列波在a、c、e上引起的振动方向相同,在b、d两点引起的振动方向总是相反,故b、d始终静止不动,a、c、e以振幅2A做简谐运动。(2)由题意得t=T,解得T=0.24s由图像可知,=120cm=1.2m,v=5m/sx=50cm处的质点A回到平衡位置的最短时间为t=0.1s。答案：(1)B、D(2)0.24s0.1s10.【解析】(1)由题图知该波波长为4m,Q与M间距离为一个波长,波前的振动方向向下。因障碍物的宽度比波长小,A错误。由P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s知该波的周期为0.4s,波从M点传播到Q点需一个周期,故经过0.5s时,质点Q已振动了四分之一周期,B正确。因质点P既不在平衡位置又不在波峰或波谷上,则四分之一周期内通过的位移大小不等于一个振幅,C错误。因接收器是固定不动的,接收器接收到的频率应等于波的频率,D错误。(2)在O点左侧,波向左传播,波峰由O点传到A点的时间为2s,则波速v=m/s=2.0m/s由O点运动情况及A点位置可画出t=2s时OA间的波形如图甲所示,则xOA=,得=xOA=3.2m周期T=s=1.6s。可行。xOB=2.4m=,t=0时刻OB间波形如图乙所示,则知B此刻正经过平衡位置向下运动,波的周期T=1.6s,B的振动图像如图丙所示。答案：(1)B(2)2.0m/s1.6s3.2m可行图像见解析【加固训练】(1)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线和虚线分别表示t1=0时和t2=0.5s(T0.5s)时的波形,能正确反映t3=7.5s时波形的是图()(2)如图为一简谐波在t=0时刻的波形图,介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5t,求：该波的速度;画出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)。【解析】(1)选D。因为t2T,可确定波在0.5s的时间内沿x轴正方向传播了,即T=0.5s,所以T=2s,t3=7.5s=3T,波峰沿x轴正方向传播,从处到处。D正确,A、B、C错误。(2)由简谐运动表达式可知=5rad/s,t=0时刻质点P向上运动,故波沿x轴正方向传播,由波形图读出波长=4m,T=,又波速公式v=联立,代入数据可得v=10m/s0.3s内波沿x轴正向平移的距离x=vt=100.3m=3m,将t=0时的波形图沿x轴正向平移3m可得t=0.3s时的波形图如图所示。答案：(1)D(2)10m/s见解析