1、1 2020 届一轮复习人教版 机械波 课时作业 (建 议 用 时 ： 40 分 钟 ) 基础对点练 题组一：机械波的形成、传播及图象 1 (多选 )关于机械波的形成与传播，下列说法中正确的是 ( ) A 物体做机械振动，不一定产生机械波 B后振动的质点总是跟着先振动 的质点重复振动，只是时间落后一步 C 参与振动的质点都有相同的频率 D 机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 E 波的传播速度和质点的振 动速度相同 ABC 机械波的形成必须具备两个条件：波源和介质。若只有物体做机械振动 ， 而 其 周 围 没 有 传 播 这 种 振 动 的 介 质 ， 远 处 的 质 点 不 可 能 振
2、动 起 来 形 成 机 械 波 ， 故 A 选项正确；先振动的质点带动与它相 邻的后振动的质点，将振动传播开来， 所以后一质点总是落后前一质点，但振动频率相同，故 B、 C 选项正确；形成机械 波的各 振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离波源远的质点 振动的能量是通过各质点的传递从波源获得的，故 D 选项错误；波的传播速度由 介质决定，与质点的振动速度无关，故 E 选项错误。 2 (多选 )一列简谐横波从左向右以 v 2 m/s 的速度传播，某时刻的波形图如 图所示，下列说法 正确的是 ( ) A A 点再经过一个周期将传播到 D 点 BB 点正在向上运动 1 CB 点再经过
3、8T 回到平衡位置 2 D该波的周期 T0.05 s 3 4T EC 点再经过 3 4T 将到达波峰的位置 BDE 质点不随波迁移，选项 A 错误；根据 “上下波 ”法，由波沿 x 轴向右 传播，可知 B 点正向上运动，选项 B 正确；B 点向上运动靠近平衡位置过程中平 1 均速度比一个周期内运动的平均速度大，所用时间小于 8T，选项 C 错误；由 T v 可知周期为 0.05 s， 选项 D 正确；C 点正从平衡位置向下运动，所以再经过 3 将 到达波峰，选项 E 正确。 题组二：波动图象和振动图象关联应用 3 (多选 )(2019 州模拟 )图甲为一列简谐横波在 t 0.10 s 时刻的波
4、形图， P 是平衡位置为 x 1 m 处的质点， Q 是平衡位置为 x 4 m 处的质点，图乙为质点 Q 的振动图象，则下列说法正确的是 ( ) 甲 乙 A. 该波的周期是 0.10 s B. 该波的传播速度为 40 m/s 4 C. 该 波 沿 x 轴的负方向传播 D. t 0.10 s时 ， 质 点 Q 的速度方向向下 E. 从 t 0.10 s到 t0.25 s， 质 点 P 通 过 的 路 程 为 30 cm BCD 由题图振动图象可知，该波的周期是 0.20 s， 选项 A 错误；该波的传 8 播 速 度 为 v T 0.2 m/s 40 m/s， 选 项 B 正 确 ； 由 振 动
5、 图 象 可 知 ， t 0.10 s时刻， Q 点的振动方向向下， 可知该波沿 x 轴的负方向传播， 选项 C、D 正确；从 t0.10 3 s 到 t 0.25 s， 经 历 的 时 间 为 0.15 s 4T， 质 点 P 不是从平衡位置 (或 者 波 峰 、 波 谷 ) 开始振动，故通过的路程不等于 3A 30 cm， 选项 E 错误；故选 B、 C、 D。 5 3 4 (多 选 )一 列 简 谐 横 波 在 x 轴上传播，平衡位置位于 x 0 处的质点 P 的振动图 象 如 图 甲 所 示 。 平 衡 位 置 位 于 x 2 m 处 的 质 点 Q 的振动图象如图乙所示， 波长大 于
6、 2 m。 下 列 说 法 正 确 的 是 ( ) 甲 乙 A. 该波的周期一定是 12 s B. 若该波沿 x 轴正向传播，则波长为 12 m C. 若该波沿 x 轴负向传播，则波长为 8 m D. 该波的传播速度可能是 1 m/s E. 若该波沿 x 轴负方向传播，则波由 Q 传到 P 的时间为 9 s ACE 由振动图象可知该波的周期一定是 12 s， 选项 A 正确；若该波沿 x 轴 正向传播，则 P、 Q 间距离恰好为 3 1 4，即波长 8 m，选项 B 错误；若该波沿 x 8 6 轴负向传播，则 2 m 4 ，解得波长 3 m，选项 C 正确；若该波沿 x 轴正向传 2 播，该波
7、的传播速度 v T 3 m/s； 若该波沿 x 轴负向传播，该波的传播速度 v 2 3 3 T 9 m/s， P 质点和 Q 质 点 之 间 的 距 离 为 4， 则 由 Q 传到 P 的 时 间 为 4周期， 即 9 s，选项 D 错误，选项 E 正确。 题组三：波的多解问题 5 (多选 )一列机械波某时刻的波形图如图所示，波沿 x 轴正方向传播，质点 p 7 的横坐标为 x 0.32 m， 从此刻开始计时，则下列说法正确的是 ( ) A. 若 p 点经 0.4 s第一次到达正向最大位移处，波速为 0.3 m/s B. 若 p 点经 0.4 s到达平衡位置，波速可能为 0.3 m/s C.
8、若 p 点经 0.4 s到达平衡位置，波速可能为 1.8 m/s D. 若该列波传播速度是 0.8 m/s 且是由单摆振动产生的，则该单摆的摆长约 为 0.25 m E. 该列波的波长不一定是 0.8 m ACD 依 题 意 ， 经 t0 .4 s波 向 右 传 播 x 0.32 m 0.2 m0 .12 m， 质 点 p x 0.12 恰好第一次到达正向最大位移处，波速 v t 0.4 m/s 0.3 m/s， A 正确；波向 右 传 播 x 0.32 m， 质 点 p 恰好第一次到达平衡位置，由周期性可知波传播的可 x 能 距 离 x0 .32 2n(m)(n 0,1,2,3， )， 波
9、速 v t0 .8 n(m/s)(n0 ,1,2,3， )， 0.8 m l T2g B 错误， C 正确；T v 0.8 m/s 1 s，根据 T 2 g，代入数据得 l 42 0.25 8 m， D 正确；由题图可知该列波的波长一定是 0.8 m， E 错误。 6(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、 v B 之 比 可 能 是 ( ) A 11
10、B 21 C 12 D 31 E 13 9 9 ACE 由 题 图 读 出 ， A 波 波 长 为 A2 4 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 B 12 cm，乙图与丁图的波形图相同，经过的时间 t A 0.24 0.12 一定是整数个周期，所以周期 TB n(n1,2,3， )，波速 vA TA 2t t ， vB B 0.12 0.12 n，得到 v AvB 1n， 所以 A、 B 两列波的波速 vA、v B 之比 TB t t n 可 能 是 A、 C、 E， 不 可 能 是 B、 D。 7 (多 选 )(2019 山 模 拟 )如图所
11、示为一列向左传播的横波的图象，图中实线 表示 t 时刻的波形，虚线表示又经 t 0.2 s 时刻的波形，已知波长为 2 m，下列 说 法正确的是 ( ) A. 波的周期的最大值为 2 s B. 波 的 周 期 的 最 大 值 为 2 s C. 波的速度的最小值为 9 m/s D 这列波不能发生偏振现象 E 这列波遇到直径 r1 m 的障碍物会发生明显的衍射现象 10 BCE 0.2 m 1 ， 因波向左传播， 则由图象可知波向左传播的距离为 n 9 10 10 9 (n 0,1,2， )，所以 0.2 s n 10 T(n 0,1,2， )， n 0 时，周期最大，为 Tm 2 9 s， 波
12、速 最 小 ， 为 v min Tm 9 m/s， 所 以 A 错 误 ， B、 C 正确。横波可以发生 偏振现象， D 错误。因为障碍物的直径 r1 m2 m，则这列波遇到此障碍 物 可以发生明显 的衍射现象， E 正确。 题组四：波的干涉、衍射及多普勒效应 8 (多选 )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 11 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
13、上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球 的速度 BDE 科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用光速快，故 A 错误。医生利用超声波探测病人血管 中血液的流速是利用声波的多普勒效应，故 B 正确。技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气 泡是利用超声波穿透能力 强 ， 故 C 错误。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进行的 速 度 是 利 用 超 声 波 的 多 普 勒 效 应 ， 故 D 正 确 。 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是利用光的多普勒效应，故 E 正确。 9.(多选 )如图所示，实线表
14、示两个相干波源 S1、 S2 发出的波的波峰位置， a 点 位于波源 S1 的相邻两波峰 的中点， b 点到波源 S1、 S2 的距离相等，设波的周期为T ，波长为 ，波的传 播速度为 v，下列说法正确的是 ( ) A. 图 中 的 a 点为振动减弱点的位置 B. 图 中 的 b 点为振动加强点的位置 C. 波 源 S1 的波经过干涉之后波的性质完全改变 D. v T T E. 从图示时刻开始，波源 S1 的波峰传播到 a、 b 位置的最短时间均为 2 12 ABE 由 题 图 可 知 ， a 点是两列波的波峰与波谷相遇处， 为振动减弱点的位置， A 正确； b 点到两波源的距离相等，是两列波
15、的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处， 为振动加强点的位置， B 正确；波源 S1 的波经过干涉之后波的性质不变， C 错误； 13 v T， D 错 误 ； 波 源 S1 的 波 峰 到 a、 b 位置的距离都是半个波长，所以从题图所 T 示时刻，波源 S1 的波峰传播到 a、b 位置的最短时间均为 2，E 正确。 10(多选 )如图所示，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 BDE 不能发生明显衍射的原因是障碍物的
16、长度远大于波长，只要增大波长 v 即可满足题目要求。由 f 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。 11 (多 选 )(2019 考点综合练 阳模拟 )一列简谐横波在某介质中沿直线由 a 点向 b 点传播， a、 b 两点的平衡位置相距 2.5 m，如图所示，图中实线表示 a 点的振动图象，图中虚线表示 b 点的振动图象，则下列说法中正确的是 ( ) 14 6A 质点 a 的 振 动 方 程 为 y 2sin 10t cm B 从 0 时刻起经过 0.40 s， 质点 a、 b 运动的路程均为 1
17、6 cm C 在 t 0.45 s时质点 b 又回到平衡位置 D 在 0.10.15 s内 ， 质 点 b 向 y 轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运 动 E 此波的传播速度可能为 1.2 m/s 15 ABD 质 点 a 的振幅为 2 cm， 周 期 为 T 0.2 s 2 10 rad/s ， 角 频 率 T 10t 相位为 6， 质点 a 的振动方程为 y 2sin 6 cm， 选项 A 正确；0.40 s是两个 周期，质点 a、 b 运动的路程都是 8 个振幅的距离，即 16 cm， 选项 B 正确；在 t 0.45 s 时，质点 b 在最大位移处，选项 C 错误；根据图象， 0.
18、1 0.15 s内，质点b 从平衡位置 运动到负方向的最大位移， 运动过程中，加速度逐渐变大， 速度减小， 选项 D 正确；波的传播速度 v 2.5 1 0.2 n 12 m/s， (n 取 0,1,2,3， )，速度 v 不 可能是 1.2 m/s，选项 E 错误。 12 (多选 )(2019 州模拟 )如图甲所示，一列简谐横波在 x 轴上传播， t 时刻 的波形图如图甲所示，质点 A 从 t 0.3 s 时刻开始计时，振动图象如图乙所示， 若设 y 方向为 振动正方向，则下列说法中正确的是 ( ) 甲 乙 A. 该简谐横波沿 x 轴负方向传播 B. 该简谐横波波速为 10 m/s 16 C
19、. 若该波发生明显的衍射现象， 则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比 4 m 大得多 D. 在 t 0.5 s时刻，质点 A 的加速度比质点 B 的大 E. 从 时 刻 t 再 经 过 0.4 s， 质 点 A 沿 x 轴 正 方 向 迁 移 0.8 m ABD 从 题 图 乙 可 知 t 0.3 s时 刻 ， 质 点 A 位 于 y 最 高 点 ， 质 点 振 动 周 期 为 T 0.4 s， 可 知 t 时 刻 质 点 A 速 度 沿 y 方 向 ， 根 据 “同 侧 法 ” 易 知 波 沿 x 轴负方 向传播， A 正确；由题图甲得到波长为 4 m，故波速 v T 10 m/s，B 正确
20、； 根据能发生明显衍射现象的条件，障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多，或者比波 17 3 3 长更小时，才能观察到明显的衍射现象， C 错误；从 t 时刻到 t 0.5 s时刻，经历 5 时间 t 0.5 s 4T， 在 t0.5 s 时刻，质点 A 到达波谷，质点 B 到达平衡位置， 可知质点 A 的位移比质点 B 的位移大，即质点 A 的加速度比质点 B 的大， D 正确； 质点 A 只在其平衡位 置附近振动，并不会随波迁移， E 错误。 13 (2016 全国卷 )一列简谐横波在介质中沿 x 轴正向传播，波长不小于 10 cm。 O 和 A 是介质中平衡位置分别位于 x 0 和 x 5 cm
21、 处的两个质点。 t 0 时 开始观测，此时质点 O 的位移为 y 4 cm， 质点 A 处于波峰位置； t 1 点 O 第一次回到平衡位置， t 1 s时，质点 A 第一次回到平衡位置。求： (1)简谐波的周期、波速和波长； (2)质 点 O 的位移随时间变化的关系式。 s 时，质 解析：(1)设振动周期为 T。由于质点 A 在 0 到 1 s内由最大位移处第一次回到 平衡位置，经历的是 1 4个周期，由此可知 T 4 s 1 由 于 质 点 O 与 A 的 距 离 5 cm 小 于 半 个 波 长 ， 且 波 沿 x 轴 正 向 传 播 ， O 在 t 3 s 时回到平衡位置，而 A 在
22、t1 s 时回到平衡位置，时间相差 2 s。两质点平衡位 置的距离除以传播时间，可得波的速度 v 7.5 cm/s 18 利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长 30 cm。 (2)设质点 O 的位移随时间变化的关系为 yAcos 2t T 0 将式及题给条件代入上式得 19 6 4 Acos0 0 Acos 0 解得 0 3， A 8 cm 质点 O 的位移随时间变化的关系式为 y t 0.08cos 2 3 (国 际 单 位 制 ) 或 y 0.08sin t 5 2 6 (国 际 单 位 制 )。 答案：( 1)4 s 7.5 cm/s 30 cm t t 5 (2)y 0.08cos 2 3 (国际单位制 ) 或 y0.08sin 2 6 (国际单位制 )
