2022三维设计一轮大本高考物理课时跟踪检测(四十四)　机,械,波

2022三维设计一轮大本高考物理课时跟踪检测(四十四)　机,械,波　课时跟踪检测((四十四))　机　械　波　1．(多选)(2021全国大联考)图图1为医生正在为病人做B超检查，B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声成波信号由计算机处理，从而形成B超图象。图2为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图象，t＝0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1107　Hz。下列说法正确的是是(　)　A．血为管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4103　m/sB．质点M开始振动的方向沿y轴正方向C．t＝1.2510－7　s时质点M运动到横坐标x＝3.510－4　m处D．0～1.2510－7 　s内质点M的路程为2mmE．t＝1.25s时质点N开始振动，振动方向沿y轴负方向解析：选选ADE　由题图2知波长＝＝1410－2　mm＝1.410－4m，由v＝f得波速v＝1.410－41107　m/s＝1.4103　m/s，选项A正确；根据波动与振动方向间的关系，质点M开始振动的方向沿沿y轴负方向，选项B错误；质点M只会上下振动，不会随波迁移，选项项C错误；质点M振动的周期T＝1f＝11107　s＝110－7　s，由于tT＝1.2510－7110－7＝54，质点M在在0～1.2510－7s内运动的路程l＝544A＝＝5440.4mm＝2mm，选项D正确；根据点波动与振动方向间的关系，质点N开始振动的方向沿y轴负方向，超声波由M点传到N点为的时间为t＝MNv＝((35－17.5))1021.4103s＝1.25s，故E正确。　2．(2021山东等级考)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知x＝＝54处质为点的振动方程为y＝Acosèèææøøöö2Tt，则t＝＝34T时刻的波形图正确的是(　) 　解析：选选D　根据题述，x＝54程处质点的振动方程y＝Acosèèææøøöö2Tt，t＝3T4刻时刻x＝54处质移点的位移y＝Acosèèææøøöö2T3T4＝＝Acosèèææøøöö32＝＝0，再经微小时间t，位移y为正值，可知质点向沿上运动，根据题述波沿x轴负方向传播，知可知t＝3T4是时刻的波形图正确的是D。　3.(多选)一横波在某时刻的波形图如图所示，已知质点F此时运动方向为竖直向下，则(　)A．波向左传播B．质点H与质点F的运动方向相同C．质点C比质点B先回到平衡位置D．此时质点C的加速度为零E．此时速度大小最大的质点是A、E、I解析：选选ACE　由由"上下坡法'项可得，选项A正确；质点H与质点F的运动方向相项反，选项B错误；质点B运动方向向上，因此质点C比质点B先回到平衡位置，选项C正正点确；此时质点C的加速度最大，速度为零，选项D错误；平衡位置处质点速度最大，选项E正确。　4.(多选)(2021绵阳模拟)一频率为600Hz的声源以20rad/s的角为速度沿一半径为0.8m的圆周(圆心为O点)做匀速圆周运动。一观察的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600HzB．声源在B点时发出声音的频率等于600HzC．声源在C点时发出声音的频率等于600HzD．声源在C点时发出声音的频率小于600HzE．声源在D点时发出声音的频率小于600Hz解析：选选ABD　根据多普勒效应，当声源和观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于声源的频率；当声源和观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于声源的频率。将　至声源运动至A、B、C、D四个点时相对于观察者的速度方向标出来，可得：声源运动到A到点时有靠近观察者的趋势，运动到C点时有远离观察者的趋势，声源在B、D两点的速度于方向垂直于O点与观察者的连线，故A、B、D正确，C、E错误。　5．(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，第但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下为的时间间隔为15s。　。下列说法正确的是(　)A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6HzC．该水面波的波长为3mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移解析：选选ACE　水面波是一种机械波，选项A正确。根据题意得周期T＝159s＝＝53　s，，率频率f＝1T＝＝0.6Hz，选项B错误。波长＝vf＝1.80.6　m＝3m，选项C正确。波传播过程中，项传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，选项D错误，选项E。　正确。　6．(多选)图甲为一列简谐横波在t＝0.20s时刻的波形图，P点是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q点是平衡位置在x＝4.0m处的质点，M点是平衡位置在x＝8.0m处的质点；点图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是(　)　A．该波向左传播，波速为40m/sB．质点M与质点Q的运动方向总是相反C．t＝0.75s时，Q点的位移为10cmD．在0.50s时间内，质点M通过的路程为1.0mE．质点P做简谐运动的表达式为y＝10sinèèææøøöö10t＋＋34cm解析：选选BDE　由题图乙可知Q点在0.20s时向上运动，故波沿x 轴正方向传播，波速速v＝T＝80.20　m/s＝40m/s，选项A错误；质点M与质点Q相差半个波长，则它们的运项动方向总是相反，选项B正确；t＝0.75s＝334T时，Q点的位移为－10cm，选项C错误；在在0.50s＝2.5T时间内，质点M通过的路程为2.54A＝100cm＝1.0m，选项D正确；　＝2T＝10rad/s，t＝0时，质点P沿沿y轴负方向运动，设P质点做简谐运动表达式为y＝Asin(10t＋0)，波形向右平移1m时，质点P到达平衡位置，所用时间最短为t＝xv＝＝0.025rad，可知0＝sin(100.025rad＋0)，解得0＝34，则点质点P做简谐运动的表达式为y＝10sinèèææøøöö10t＋34cm，选项E正确。　7．如图(a)，在xy平面内有两个沿z方向做简谐运动的点波源S1(0,4)和和S2(0，－2)。两波源的振动图泵分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00m/s。两列波从波源传播点到点A(8，－2)的路程差为________m点，两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互________(选填"加强'或"减弱'')，点C(0,0.5)处质点的振动相互互________(选填"加强'或"减弱'')。　解析：源点波源S1(0,4)的振动形式传播到点 A(8，－2)的路程为L1＝＝10m，点波源S2(0，，－－2)的振动形式传播到点A(8，－2)的路程为L2＝＝8m，两列波从波源传播到点A(8，－2)为的路程差为L＝L1－L2＝＝2m。由于两列波的波源到点B(4,1)的路程相等，路程差为零，且t＝0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点B时振动方向相反，引起点B处为质点的振动相互减弱。由振动图线可知，波动周期为T＝2s，波长＝vT＝2m。由于两列点波的波源到点C(0,0.5)的路程分别为3.5m和和2.5m，路程差为1m，而t＝0时两列波的波点源的振动方向相反，所以两列波到达点C时振动方向相同，引起点C处质点的振动相互加强。　答案：2　减弱　加强　8．(多选)(2021全国卷ⅢⅢ)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和和t＝0.20s时的波期形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T＞0.20s。下列说法正确的是(　)　A．波速为0.40m/sB．波长为0.08mC．x＝0.08m的质点在t＝0.70s时位于波谷 　D．x＝0.08m的质点在t＝0.12s时位于波谷　E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s，则它在该介质中的波长为0.32m解析：选选ACE　因周期T＞0.20s，故波在t＝0到到t＝0.20s时间内传播的距离小于波长长离，由题图可知传播距离x＝0.08m，故波速v＝xt＝＝0.40m/s，故A正确。由题图可知波长＝＝0.16m，故B错误。由v＝T期得，波的周期T＝v＝＝0.40s，根据振动与波动的关系知t＝0时，x＝0.08m的质点沿＋y方向振动，t＝0.70s＝134T，故此时该质点位于波谷；因为14T＜0.12s＜＜T2时，此时x＝0.08m的质点在x轴上方沿－y方向振动，故C正确，D错误。根据据＝vf为得波速变为0.80m/s时波长长＝0.32m，故E正确。　9．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚到好传到P点，t＋0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点。下列说法正确的是(　)　A．这列波的波速可能为50m/sB．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cmC．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cmD．若周期T＝0.8s，则在t＋0.5s时刻，质点b、P的位移相同E．．期 若周期T＝0.8s，从t＋0.4s时刻开始计时，则质点c的振动方程为x＝0.1sint(m)解析：选选ACD　由题图可知波长＝＝40m，且0.6s＝nT＋34T(n＝0,1,2，，)，解得周期T＝2.44n＋3　s(n＝0,1，2，，)。当n＝0时，T＝0.8s，波速v＝T＝＝50m/s，选项A正确。由沿传播方向沿x轴正方向可知质点a在在t时刻向上运动，当n＝0时，T＝0.8s，则质点a在这于段时间内通过的路程小于30cm；当n＝1时时，T＝2470　s，质点a在这段时间内通过的路程大于于30cm，选项B错误。若n＝1，则T＝2470　s，波传播到c点所用时间为14T,0.6s＝＝7T4，质点点c振动的时间为74T－14T＝32T，故在这段时间内质点c通过的路程则为6A＝60cm，选项C正确。若T＝0.8s，t＋0.5s时刻，质点b、P的位移均为负值，大小相等，选项D正确。若若T＝0.8s，从t＋0.4s时刻开始计时，则质点c的振动方程为y＝0.1cos52t(m)，选项E错误。　10.(2021北京高考)如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点距平衡位置相距0.15m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是( 　)A．0.60m　B．0.30mC．0.20m　D．0.15m解析：选选B　由题意，P、Q两点之间的间距为2＋n＝＝0.15m(n＝0,1,2，，)，故n＝0时，＝＝0.3m；n＝1时，＝＝0.1m。选项B正确。　11.(2021全国卷ⅠⅠ)一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，，除如图所示。已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为38l。求(1)波的波长；(2)波的传播速度。　解析：(1)如图所示，设距c点最近的振幅极大的点为d点，a与与d为的距离为r1，b与与d的距离为为r2，d与与c的距离为s，波长为。则r2－－r1＝①①由几何关系有r1＝＝l－s②r22＝＝(r1sin60)2＋＋(l－r1cos60)2③③联立①②③式并代入题给数据得＝14l。④④(2)波的频率为f，设波的传播速度为v，有v＝f⑤⑤联立④⑤式得v＝fl4。。　答案：(1)14l 　(2)fl4　12．(2021山东省淄博模拟)简谐横波沿x轴传播，M、N是是x轴上两质点，如图甲是质点点N的振动图象。图乙中实线是t＝3s时刻的波形图象，质点M位于x＝8m处，虚线是过再过t时间后的波形图象。图中两波峰间距离x＝7.0m。求：　(1)波速大小和方向；(2)时间t。　解析：(1)由题图知T＝6s，＝＝8m为则波速大小为v＝T＝43　m/st＝3s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t＝nT＋xv＝èèææøøöö6n＋＋214s(n＝0,1,2,3)。　答案：　见解析13．一列简谐横波沿x轴传播在t1＝＝0(实线)和和t2＝＝0.5s(虚线)时刻的波形图如图所示。　(1)若若t1刻时刻x＝2.5m处的质点正沿y轴负方向振动，求该质点从t2时刻位置第一次回到到t1时刻的位置所经过的最长时间；(2)若波动的周期T0.5s2T，则在1s内波形传播的距离为多少？解析：(1)由题图知，在t1刻时刻x＝2.5m处的向质点正向y 轴负方向运动，所以该波沿x到轴的负方向传播。结合题图可知，该质点回到t1为时刻的位置波形传播的最小距离为x＝1m，，＝＝4m，波传播的速度v＝n＋＋3mt(n＝0,1,2)，n＝0时波速最小，x＝2.5m处质点回到t1时刻的位置经过的时间最长，tmax＝xvmin＝16　s。　(2)由于T0.5s2T，若波沿x轴正向传播，则0.5s内波传播的距离为x1＝＋x1＝＝5m，故波在1s内传播的距离为10m；若波沿x轴负则向传播，则0.5s内波传播的距离为x2＝＋x2＝＝7m，故波在1s内传播的距离为14m。　答案：(1)16　s　(2)10m或或14m