高二物理練習(xí)題附解析:《機(jī)械波》
學(xué)無止境,高中是人生成長(zhǎng)變化最快的階段,所以應(yīng)該用心去想去做好每件事,育路小編為大家整理了“高二物理練習(xí)題附解析:《機(jī)械波》”,希望可以幫助到更多同學(xué)!
1.(多選)(2011·全國(guó)卷)一振動(dòng)周期為T、振幅為A、位于x=0點(diǎn)的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。該波源產(chǎn)生的一維簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播,波速為v,傳播過程中無能量損失。一段時(shí)間后,該振動(dòng)傳播至某質(zhì)點(diǎn)P,關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的說法正確的是( )
A.振幅一定為A
B.周期一定為T
C.速度的最大值一定為v
D.開始振動(dòng)的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離
E.若P點(diǎn)與波源距離s=vT,則質(zhì)點(diǎn)P的位移與波源的相同
2.(2011·北京高考)介質(zhì)中有一列簡(jiǎn)諧機(jī)械波傳播,對(duì)于其中某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)( )
A.它的振動(dòng)速度等于波的傳播速度
B.它的振動(dòng)方向一定垂直于波的傳播方向
C.它在一個(gè)周期內(nèi)走過的路程等于一個(gè)波長(zhǎng)
D.它的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:波的圖像與波速公式的應(yīng)用
3.如圖1所示,是一列沿著x軸正方向傳播的橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,已知這列波的周期T=2.0 s。下列說法正確的是( )
A.這列波的波速v=2.0 m/s
B.在t=0時(shí),x=0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)速度為零
C.經(jīng)過2.0 s,這列波沿x軸正方向傳播0.8 m
D.在t=0.3 s時(shí),x=0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閥軸正方向
4.如圖2所示,在x軸上傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波,實(shí)線表示t=0時(shí)刻的波形圖,虛線表示在t=0.2 s時(shí)刻的波形圖。已知該波的波速是80 m/s,則下列說法正確的是( )
A.波長(zhǎng)是10 m
B.周期是0.1 s
C.波可能沿x軸正方向傳播
D.t=0時(shí),x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向
5.A、B兩列簡(jiǎn)諧橫波均沿x軸正向傳播,在某時(shí)刻的波形分別如圖3甲、乙所示,經(jīng)過時(shí)間t(t小于A波的周期TA),這兩列簡(jiǎn)諧橫波的波形分別變?yōu)閳D丙、丁所示,則A、B兩列波的波速vA、vB之比不可能的是( )
A.11 B.12
C.13 D.31
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像
6.(多選)如圖4(a)所示,一根水平張緊的彈性長(zhǎng)繩上有等間距的Q′、P′、O、P、Q質(zhì)點(diǎn),相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間距離為1 m。t=0時(shí)刻O質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開始沿y軸正方向振動(dòng),并產(chǎn)生分別向左、向右傳播的波,O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖(b)所示,當(dāng)O點(diǎn)第一次達(dá)到正方向最大位移的時(shí)刻,P點(diǎn)剛開始振動(dòng),則( )
A.P′、P兩點(diǎn)距離為半個(gè)波長(zhǎng),因此它們的振動(dòng)步調(diào)始終相反
B.當(dāng)Q′點(diǎn)振動(dòng)第一次達(dá)到負(fù)向最大位移時(shí),O質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)通過25 cm路程
C.當(dāng)波在繩中傳播時(shí),波速1 m/s
D.若O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加快,波的傳播速度變大
7.(多選)圖5甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10 s時(shí)刻的波形圖,P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像,則( )
A.t=0.10 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向向上
B.該波沿x軸的負(fù)方向傳播
C.該波的傳播速度為40 m/s
D.從t=0.10 s到t=0.25 s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cm
8.(多選)如圖6,甲為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧波在t=0.1 s時(shí)刻的波形。圖乙表示該波傳播的介質(zhì)中x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)a從t=0時(shí)起的振動(dòng)圖像。則( )
A.波傳播的速度為20 m/s
B.波沿x軸正方向傳播
C.t=0.25 s,質(zhì)點(diǎn)a的位移沿y軸負(fù)方向
D.t=0.25 s,x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)b的加速度沿y軸負(fù)方向?qū)c(diǎn)訓(xùn)練:波的多解問題
9.一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖7中的實(shí)踐所示,t=0.02 s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T大于0.02 s,則該波的傳播速度可能是( )
圖7
A.2 m/s B.3 m/s
C.4 m/s D.5 m/s
10.一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播,在t1=0和t2=0.05 s時(shí)刻,其波形圖分別如圖8中的實(shí)線和虛線所示,求:
(1)該波的振幅和波長(zhǎng);
(2)若這列波向右傳播,波速是多少?若這列波向左傳播,波速是多少?
11.如圖9所示是一列簡(jiǎn)諧橫波上A、B兩點(diǎn)的振動(dòng)圖像,A、B兩點(diǎn)相距8 m。求:
圖9
(1)這列波可能的波長(zhǎng);
(2)這列波可能的波速。
考點(diǎn)綜合訓(xùn)練
12.(多選)如圖10為甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一繩上傳播時(shí)某時(shí)刻的波形圖,甲波向右傳播,乙波向左傳播。質(zhì)點(diǎn)M位于x=0.2 m處,則( )
A.這兩列波不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象
B.M點(diǎn)的振動(dòng)總是加強(qiáng)
C.M點(diǎn)將做振幅為30 cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng)
D.由圖示時(shí)刻開始,再經(jīng)過1/4甲波周期,M點(diǎn)將位于波峰
13.一列簡(jiǎn)諧橫波正在沿x軸的正方向傳播,波速為0.5 m/s,t=0時(shí)刻的波形如圖11甲所示。
圖11
(1)求橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T;
(2)在圖乙中畫出t=1 s時(shí)刻的波形圖(至少畫出一個(gè)波長(zhǎng));
(3)在圖丙中畫出平衡位置為x=0.5 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像(t=0時(shí)刻開始計(jì)時(shí),在圖中標(biāo)出橫軸的標(biāo)度,至少畫出一個(gè)周期)。
1.選ABE 機(jī)械波在傳播過程中,把波源的信息傳播出去了,即把波源的振動(dòng)周期、振幅、開始振動(dòng)的方向等信息都傳播出去,各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期、振幅、開始振動(dòng)的方向均與波源相同,故D錯(cuò)誤,A、B正確。波的傳播速度和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是兩回事,故C錯(cuò)誤。當(dāng)P點(diǎn)與波源距離s=vT時(shí),即P點(diǎn)與波源相差一個(gè)波長(zhǎng),兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全一樣,故E正確。
2.選D 波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)速度恒定,而質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;縱波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向平行,B項(xiàng)錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)走過的路程為振幅的4倍,與波長(zhǎng)無關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于質(zhì)點(diǎn)做的是受迫振動(dòng),因此它的振動(dòng)頻率與波源的振動(dòng)頻率相同,D項(xiàng)正確。
3.選D 由于波的波長(zhǎng)為1 m,周期為2.0 s,故這列波的波速v==0.5 m/s,故A錯(cuò)誤;由于x=0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置,故該質(zhì)點(diǎn)的速度最大,B錯(cuò)誤;經(jīng)過2.0 s,這列波沿x軸正方向傳播一個(gè)波長(zhǎng),即1 m,故C錯(cuò)誤;在t=0.3 s時(shí),x=0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)正在沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),還沒到達(dá)最高點(diǎn),故D正確。
4.選D 由圖知,波長(zhǎng)λ=12 m,故A錯(cuò)誤;由v=得:T== s=0.15 s,故B錯(cuò)誤;t=0.2 s,波傳播的距離為x=vt=16 m=1λ,根據(jù)波形的平移法可知,波沿x軸負(fù)方向傳播,故C錯(cuò)誤;波沿x軸負(fù)方向傳播,t=0時(shí),根據(jù)波形的平移法得知,x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向,故D正確。
5.選D 從圖中可得A波波長(zhǎng)為λA=24 cm,周期TA=2t;B波波長(zhǎng)為λB=12 cm,周期TB=,波速vA==,vB==,得到vAvB=1n,所以A、B兩列波的波速vA、vB之比不可能的是D。
6.選BC 依題,向左、向右傳播的兩列波關(guān)于y軸左右對(duì)稱,步調(diào)總是相同,A錯(cuò)誤;振動(dòng)從O點(diǎn)傳到Q′時(shí),O點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了半個(gè)周期,Q′起振方向向上,當(dāng)Q′點(diǎn)振動(dòng)第一次達(dá)到負(fù)向最大位移時(shí),質(zhì)點(diǎn)O第二次到達(dá)正向最大位移處,共運(yùn)動(dòng)了1周期,通過的路程為S=5A=25 cm,B正確;t=1 s時(shí)刻,O點(diǎn)第一次達(dá)到正方向最大位移,P點(diǎn)剛開始振動(dòng),即波傳播了1 m,故波速v==1 m/s,C正確;波速由介質(zhì)決定,與頻率無關(guān),故O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加快,波的傳播速度不變,D錯(cuò)誤。
7.選BC 據(jù)題意,甲圖是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10 s時(shí)刻的波形圖,從乙圖可知質(zhì)點(diǎn)Q在t=0.10 s時(shí)刻處于平衡位置向下振動(dòng),則甲圖中的橫波正在向左傳播,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤而選項(xiàng)B正確;該波傳播速度為:v== m/s=40m/s,故選項(xiàng)C正確;從t=0.10 s到t=0.25 s,質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過了四分之三周期,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正處于從-10 cm向0運(yùn)動(dòng)的過程中,它所走過的路程小于30 cm,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
8.選ACD 由圖像可知,波的波長(zhǎng)為4 m,周期0.2 s,則波速v===20 m/s,選項(xiàng)A正確;由于t=0.1 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng),故波沿x軸負(fù)方向傳播,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由a的振動(dòng)圖像可知,t=0.25 s,質(zhì)點(diǎn)a的位移沿y軸負(fù)方向,選項(xiàng)C正確;t=0.1 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)b向下振動(dòng),則t=0.25 s,即經(jīng)過了0.15 s=T,質(zhì)點(diǎn)b到達(dá)波峰位置,其加速度沿y軸負(fù)方向,選項(xiàng)D正確。
9.選B 由于該波的周期大于0.02 s,則波沿傳播方向傳播的距離小于一個(gè)波長(zhǎng),
即Δx<8 cm
若波向右傳播,則Δx=2 cm,
v===1 m/s
若波向左傳播,則Δx=6 cm
v===3 m/s,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
10.解析:(1)由圖可知:A=2 cm,λ=8 m
(2)若波向右傳播,則
Δx1=λ+nλ=2+8n(n=0,1,2,…)
v1===40+160n(n=0,1,2,…)
若波向左傳播,則
Δ x2=λ+nλ=6+8n(n=0,1,2,…)
v2===120+160n(n=0,1,2,…)
答案: (1)2 cm 8 m (2)40+160n(n=0,1,2,…),120+160n(n=0,1,2,…)
11.解析:若波由A傳向B時(shí),由圖有:
xAB=nλ+λ=8 m(n=0,1,2,3,…)
解得:λ= m(n=0,1,2,3,…)
此時(shí)的波速
v== m/s(n=0,1,2,3,…)
當(dāng)波由B向A傳播時(shí)有:
λ+nλ=8 m(n=0,1,2,3,…)
得波長(zhǎng)λ= m(n=0,1,2,3,…)
此時(shí)的波速
v== m/s(n=0,1,2,3,…)
答案:(1)λ= m(n=0,1,2,3,…)或者λ= m(n=0,1,2,3,…)
(2)v= m/s(n=0,1,2,3,…)或者波速v= m/s(n=0,1,2,3,…)
12.選BC 兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)內(nèi)傳播,波速相等,由圖可知兩列波的波長(zhǎng)相等,由v=λf可知,頻率相等,所以兩列波能產(chǎn)生干涉,故A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在M處是兩列波的波峰與波峰相遇處,振動(dòng)總是加強(qiáng),振幅等于兩列波振幅之和,為A=20 cm+10 cm=30 cm,則M點(diǎn)將做振幅為30 cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng),故B、C正確;從圖示時(shí)刻開始,再經(jīng)過1/4甲波周期,兩波在M點(diǎn)都將向下運(yùn)動(dòng),故M點(diǎn)會(huì)到達(dá)波谷,D錯(cuò)誤。
13.解析:(1)由于波速為0.5 m/s,波長(zhǎng)為2 m,故質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T===4 s。
(2)當(dāng)t=1 s時(shí)刻,相當(dāng)于經(jīng)過了T/4,又因?yàn)椴ㄑ豿軸正方向傳播,故振源O向下運(yùn)動(dòng)到負(fù)的最大位置處,然后依次畫出即可;如圖所示。
(3)x=0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)處于波峰的位置,故其振動(dòng)圖像如圖所示。
答案:(1)4 s; (2)如圖(a)所示; (3)如圖(b)所示。
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(責(zé)任編輯:彭海芝)
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