2022届高考物理一轮复习课时作业四十五机械波含解析新人教版

word 文档 - 1 - / 11 机械波 [双基巩固练] 1．(多选)关于机械振动与机械波，下列说法正确的是( ) A．机械波的频率等于振源的振动频率 B．机械波的传播速度与振源的振动速度相等 C．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向 D．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离 E．机械波在介质中传播的速度由介质本身决定 2．(多选)一振动周期为 T、振幅为 A、位于 x＝0 点的波源从平衡位置沿 y 轴正方向开始 做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿 x 轴正方向传播，波速为 v，传播过程中无能量损 失．一段时间后，该振动传播至某质点 P.关于质点 P 的振动情况，下列说法正确的是( ) A．振幅一定为 A B．周期一定为 T C．速度的最大值一定为 v D．开始振动的方向沿 y 轴正方向或负方向取决于它离波源的距离 E．若 P 点与波源距离 s＝vT，则质点 P 的位移与波源的相同 word 文档 - 2 - / 11 3.(多选)一频率为 600Hz 的声源以 20rad/s 的角速度沿一半径为 0.8m 的圆周(圆心为 O 点)做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的 P 点且相对于圆心静止，如图所示，则观察 者接收到( ) A．声源在 A 点时发出声音的频率大于 600Hz B．声源在 B 点时发出声音的频率等于 600Hz C．声源在 C 点时发出声音的频率等于 600Hz D．声源在 C 点时发出声音的频率小于 600Hz E．声源在 D 点时发出声音的频率小于 600Hz 4.(多选)如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷， 此刻，M 是波峰与波峰的相遇点．设这两列波的振幅均为 A，则下列说法正确的是( ) A．此时刻位于 O 处的质点正处于平衡位置 B．P、N 两处的质点始终处在平衡位置 C．随着时间的推移，M 处的质点将向 O 处移动 D．从此时刻起，经过四分之一周期，M 处的质点到达平衡位置，此时位移为零 E．O、M 连线的中点是振动加强的点，其振幅为 2A 5．(多选)关于机械振动和机械波，下列说法正确的是( ) word 文档 - 3 - / 11 A．一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移的平方成正比而且方向与位移相反，就 能判定它是简谐运动 B．如果测出单摆的摆长 l、周期 T，作出 l－T2 图象，图象的斜率就等于重力加速度 g 的 大小 C．当系统做受迫振动时，如果驱动力的频率等于系统的固有频率，受迫振动的振幅最大 D．游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入 另一种介质时频率并不改变 E．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用，例如：交警向行进中的车辆发射频率已知的 超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度 6.(多选)一列简谐横波在 t＝0 时刻的波形如图所示，质点 P 此时刻沿－y 方向运动，经过 0.2s 第一次回到平衡位置，则( ) A．该波沿 x 轴正方向传播 B．该波沿 x 轴负方向传播 D．波的传播速度为 30m/s E．质点 Q 的振动方程为 y＝5cos5πt(cm) 7．(多选)如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x＝0 与 x＝75m 处的 A、B 两个质点 word 文档 - 4 - / 11 的振动图象分别如图中实线与虚线所示．则这列波的( ) A．A 点处波长是 10cm，B 点处波长是 5cm B．周期一定都是 2×10－2s C．t＝0.0125s 时刻，两质点的振动速度方向相反 D．传播速度一定是 600m/s E．A 质点的振幅是 B 质点的振幅的 2 倍 8．简谐横波沿 x 轴传播，M、N 是 x 轴上两质点，如图甲是质点 N 的振动图象．图乙中 实线是 t＝3s 时刻是波形图象，质点 M 位于 x＝8m 处，虚线是再过Δt 时间后的波形图象．图 中两波峰间距离Δx＝7.0m．求： (1)波速大小和方向； (2)时间Δt. word 文档 - 5 - / 11 [综合提升练] 9．(多选)A、B 两列简谐横波均沿 x 轴正向传播，在某时刻的波形分别如图中甲、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中丙、丁所示，则 A、B 两列波的波速 vA、vB 之比可能是( ) word 文档 - 6 - / 11 A．1:1B．2:1C．1:2D．3:1E．1:3 10．[2021·某某某某调研]如图甲所示，在操场的 P、Q 两个位置放两个扬声器，P、Q 之间的距离为 d＝10m，其中 A 在 P、Q 连线的中垂线上，B 在 P、Q 的连线上，且 PB＝3.3m．P、 Q 两个扬声器发声时振动的位移—时间图象均如图乙所示，已知声波在空气中的传播速度为 340m/s，则扬声器发出声波的波长为________m．一个同学站在位置 A 时听到的声音比站在 位置 B 时听到的声音________(填“大”“小”或“相同”)，如果该同学从 P 点走到 Q 点，他 可以________次听到声音明显变大． 11．[2021·某某名校联盟联考]坐标原点处的波源在 t＝0 时开始沿 y 轴负向振动，t＝1.5s 时它正好第二次到达波谷，如图为 t1＝1.5s 时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，求： (1)这列波的传播速度是多大？写出波源振动的位移表达式； (2)x1＝5.4m 处的质点何时第一次到达波峰？ (3)从 t＝0 开始至 x1＝5.4m 处的质点第一次到达波峰这段时间内，x2＝30cm 处的质点 通过的路程是多少？ word 文档 - 7 - / 11 课时作业(四十五) 1．解析：机械波的频率等于振源的振动频率，A 正确；机械波的传播速度与振源的振动 速度无关，B 错误；波分横波与纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上， C 错误；由 vT＝λ可知，沿波的传播方向，在一个周期内振动在介质中传播一个波长的距离， D 正确；机械波在介质中传播的速度由介质本身决定，E 正确． 答案：ADE 2．解析：机械波在传播过程中，把波源的信息传播出去，即把波源的振动周期、振幅、 开始振动的方向等信息都传播出去，各质点的振动周期、振幅、开始振动的方向均与波源的 相同，故 D 错误，A、B 正确．波的传播速度和质点的振动速度无关，故 C 错误．当 P 点与 波源的距离 s＝vT 时，即 P 点与波源相距一个波长，两质点的振动情况完全一样，故 E 正确． 答案：ABE 3．解析：根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率大于声源 word 文档 - 8 - / 11 的频率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，将声源运动至 A、 B、C、D 四个点时相对于观察者的速度方向标出来，A 点有接近观察者的趋势，C 点有远离 观察者的趋势，声源在 B、D 两点的速度方向垂直 O 点与观察者的连线，故 A、B、D 正确， C、E 错误． 答案：ABD 4．解析：此时刻位于 O 处的质点正处于波谷与波谷的相遇点，不在平衡位置，选项 A 错误；P、N 两处的质点处于波峰和波谷的相遇点，两列波在这两处的位移始终相反，合位移 为 0，选项 B 正确；质点并不随波迁移，选项 C 错误；从此时刻起，经过四分之一周期，两 列波在 M 点的振动均达到平衡位置，合位移为零，选项 D 正确；O、M 连线的中点是振动加 强区的点，其振幅为 2A，选项 E 正确． 答案：BDE 5．解析：一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移成正比而且方向与位移相反，就 能判定它是简谐运动，A 项错误；根据 T＝2π l g 可得 l＝ g 4π2 T2，则如果测出单摆的摆长 l、 周期 T，作出，l－T2 图象，图象的斜率就等于 g 4π2 ，B 项错误；当系统做受迫振动时，如果驱 动力的频率等于系统的固有频率，受迫振动的振幅最大，产生共振，C 项正确；游泳时耳朵在 水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并 不改变，D 项正确；多普勒效应在科学技术中有广泛的应用，例如：交警向行进中的车辆发 射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的 速度．E 项正确． 答案：CDE 6．解析：图示时刻 P 点的振动方向向下，比左侧波峰振动早，所以波向左传播，即沿－ x 方向传播，选项 A 错误，B 正确．由题知，位于平衡位置的质点 P 正向－y 方向运动，且经 word 文档 - 9 - / 11 0.2 s 质点 P 再一次经过平衡位置并向＋y 方向运动，得到 P 的振动周期为 0.4 s，即波的周期 为 0.4 s，选项 C 正确；由图读出，波长λ＝6 m，所以 v＝ λ T ＝ 6 0.4 m/s＝15 m/s，选项 D 错 误；Q 点的振幅为 5 cm，ω＝ 2π T ＝5π rad/s，t＝0 时刻处于振幅最大处，所以质点 Q 的振 动方程为 y＝5cos 5πt(cm)，选项 E 正确． 答案：BCE 7．解析：由 A、B 两质点的振动图象可知两质点的周期均为 2×10－2 s，所以 B 项正确； 再由振动图象知 t＝0 时，质点 A 在平衡位置且向上振动，B 处在波峰，则有 75 m＝ 3 4 λ＋nλ (n＝0、1、2、3…)，解得λ＝ 300 4n＋3 m(n＝0、1、2、3…)，所以 A 项错；在 t＝0.012 5 s＝ 5 8 T 时，质点 A 向下振动，B 向上振动，所以 C 项正确；波的传播速度 v＝ λ T ＝ 15 000 4n＋3 m/s(n ＝0、1、2、3…)，有多种可能，D 项错；由图可知质点 A 的振幅为 10 cm，质点 B 的振幅为 5 cm，所以 E 项正确． 答案：BCE 8．解析：(1)由题图知 T＝6 s，λ＝8 m，则波速大小为 v＝ λ T ＝ 4 3 m/s，t＝3 s 时，质点 N 向下振动，故波沿 x 轴负方向传播． (2)由题意知，时间Δt＝nT＋ Δx v ＝(6n＋ 21 4 ) s(n＝0,1,2,3…)． 答案：见解析 9．解析：由题图读出，A 波波长为λA＝24 cm，甲图到丙图一定相隔半个周期，所以周 期 TA＝2t；B 波波长为λB＝12 cm，乙图与丁图的波形图相同，经过的时间一定是整数个周期， word 文档 - 10 - / 11 所以周期 TB＝ t n (n＝1,2,3，…)，波速 vA＝ λA TA ＝错误!＝错误!.vB＝ λB TB ＝错误!＝错误!，得到 vA:vB ＝1:n，所以 A、B 两列波的波速 vA、vB 之比可能是 A、C、E. 答案：ACE 10．解析：本题考查声波的干涉问题．由题图乙可知声音的周期为 T＝2×10－2 s，根据 波速公式 v＝ λ T ，知声波的波长为λ＝vT＝340×2×10－2 m＝6.8 m．因 AP＝AQ，所以在 A 位置时声音加强，又因为 BQ－BP＝6.7 m－3.3 m＝3.4 m＝ λ 2 ，所以在 B 位置时声音减弱， 故该同学站在位置 A 时听到的声音比站在位置 B 时听到的声音大．设该同学从 P 点走到 P、 Q 连线中点的过程中，走到位置 C 时，声音加强，则 CQ－CP＝λ，又因为 CQ＋CP＝10 m， 解得 CP＝1.6 m，CQ＝8.4 m，他走到 P、Q 连线的中点时声音加强，由对称性可知，他可 以 3 次听到声音明显变大． 答案：6.8 大 3 11．解析：本题考查波的波速及波上质点的路程、位移、时间的计算．(1)由题图可知波 长λ＝0.6 m，由题意有 t1＝ 5 4 T，T＝1.2 s，波速为 v＝ λ T ＝0.5 m/s，波源振动的位移表达式为 x＝A sin 2π T t＋φ0 ，代入数据有 x＝5 sin 5π 3 t＋π cm＝－5 sin 5π 3 t cm.(2)波传到 x1＝5.4 m 处的质点需要的时间为Δt1＝ x1 v ＝10.8 s，质点开始振动的方向与波源的起振方向相同，沿 y 轴负向振动，从开始振动到它第一次到达波峰需要时间为Δt2＝ 3 4 T＝0.9 s，所以，x1＝5.4 m 处的质点第一次到达波峰的时刻为 t2＝Δt1＋Δt2＝11.7 s．(3)波传到 x2＝30 cm 处的质点需 要的时间为Δt3＝ x2 v ＝0.6 s，所以从 t＝0 开始至 x1＝5.4 m 处的质点第一次到达波峰的这段 word 文档 - 11 - / 11 时间内，x2＝30 cm 处的质点振动时间为Δt4＝t2－Δt3＝11.1 s＝错误!T＝ 37 4 T，所以该质点 通过的路程为 s＝ 37 4 ×4A＝1. 85 m. 答案：(1)0.5 m/s x＝－5 sin 5π 3 t cm (2)11.7 s (3)1.85 m