江苏专用2021版高考物理一轮复习课后限时集训39机械波

课后限时集训39机械波建议用时：45分钟1．(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是()A．衍射是一切波特有的现象B．对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大E．声波容易发生衍射现象是由于声波波速较大ABD[波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象。衍射是一切波的特有的现象，不仅仅是机械波，故A项正确，C项错误；对同一列波，缝、孔的宽度越小，障碍物越小衍射现象越明显，故B项正确；声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长，故D项正确，E项错误。]2．(多选)(2019·潍坊二模)一列频率为40Hz的简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时M点恰好开始振动。已知波源的平衡位置在O点，则下列判断正确的是()A．该波波长为3mB．该波的传播速度为80m/sC．t＝0时刻，平衡位置在x＝1.8m的质点向下振动D．M点的振动方程为y＝0.05sin80πt(m)E．N点起振后总是和O点同时到达波峰BCD[由图象可知，该波波长为2m，选项A错误；该波的传播速度为v＝λf＝2×40m/s＝80m/s，选项B正确；由波形图可知，t＝0时刻，平衡位置在x＝1.8m的质点向下振动，选项C正确；因ω＝2πf＝80πrad/s，则M点的振动方程为y＝0.05sin80πt(m)，选项D正确；N点和O点相距19m＝912λ，则当O点在波峰时N点到达波谷，选项E错误。]3．(多选)(2019·江苏扬州中学高三期中)如图所示，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz。现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动一段时间，某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了显著的振动，则以下说法正确的是()A．由振源P产生的波先到达弹簧处B．由振源Q产生的波先到达弹簧处C．两列波可能形成干涉D．由振源Q产生的波的波速接近4m/sAD[由“上下坡”法知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，故先到达振动系统的是振源P产生的波，故A正确，B错误；干涉条件是两个波的频率相等，由于两列波的频率不相等，故不会形成干涉，故C错误；振源Q产生的波晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故Q的振动频率接近2Hz，则周期接近0.5s，波速v＝λT＝20.5m/s＝4m/s，故D正确。]4.(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长度远大于波长，只要增大波长即可满足题目要求。由λ＝vf知，v不变，减小f，λ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。]5．(多选)(2019·衡水模拟)如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab＝6m，ac＝8m。在t1＝0时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t2＝4s时c点开始振动，则下列说法正确的是()甲乙A．该机械波的传播速度大小为2m/sB．该列波的波长是2mC．两列波相遇后，c点振动加强D．两列波相遇后，c点振动减弱E．两列波相遇后，c点振动先加强后减弱ABC[a点振动产生的机械波最先到达c点，则根据关系式v＝st可知波速v＝act＝2m/s，选项A正确；由于v＝λT，则λ＝vT＝2m/s×1s＝2m，选项B正确；a波比b波早到达c点的时间t＝bcv－acv＝10m－8mv＝1s，即两列波到达c点时，使c点振动加强，产生共振，由于两列机械波频率相同相干涉，故c总是振动加强点，选项C正确，选项D、E错误。]6．(多选)(2019·兰州市联考)一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图象如图乙所示。下列说法正确的是()甲乙A．图乙表示质点L的振动图象B．该波的波速为0.5m/sC．t＝8s时质点M的位移为零D．在4s内质点K所经过的路程为3.2mE．质点L经过1s沿x轴正方向移动0.5mABD[由题图甲及波沿x轴正方向传播可知，t＝0时刻质点L经过平衡位置向上振动，故A正确；由题图甲读出波长λ＝2m，由题图乙读出周期T＝4s，则该波的波速v＝λT＝24m/s＝0.5m/s，故B正确；t＝8s＝2T，所以t＝8s时质点M的位移与开始时的位移相同，为负的最大值，故C错误；由于T＝4s，所以在4s内K质点所经过的路程为4倍的振幅，为3.2m，故D正确；横波中，各质点振动的方向与波的传播方向垂直，所以不可能沿x轴方向运动，故E错误。]7．(多选)一列简谐横波在x轴上传播，如图甲、乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且xab＝6m。下列判断正确的是()甲乙A．波一定沿x轴正方向传播B．波可能沿x轴负方向传播C．波长可能是8mD．波速一定是6m/sE．波速可能是2m/sBCE[波的传播方向可能沿x轴正方向或x轴负方向传播，A错，B对；ab之间的距离可能是n＋14λ或n＋34λ(n＝0,1,2…)，周期为4s，波长可能为8m，波速可能为2m/s，D错，C、E对。]8．(多选)(2019·临沂2月检测)如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于x＝－0.2m和x＝1.2m处，振幅均为A＝2cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v＝0.4m/s，图示为t＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x＝0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是()A．质点P、Q都首先沿y轴负方向运动B．t＝0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点C．t＝1s时刻，质点M相对平衡位置的位移为－4cmD．经过1s后，M点的振幅为4cmE．经过1.5s后，P点的振幅为4cmACD[由题图可知，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q均首先沿y轴负方向运动，故A正确；质点不随波迁移，所以质点P、Q都不会运动到M点，故B错误；波长为0.4m，波速为0.4m/s，则由波长与波速关系可求出，波的周期为T＝1s，当t＝1s时刻，两波的波谷恰好都传到质点M处，所以M点的位移为－4cm，即以后M点的振幅为4cm，故C、D正确；当t＝1.5s＝112T，此时Q点振动形式传到P点，而此时左侧波在P点的振动形式向上，两列波在P点振动方向向反，叠加后P点的位移始终为0，故E错误。]9.(多选)如图所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Δt＝0.2s时刻的波形，已知波长为2m，下列说法正确的是()A．波的周期的最大值为2sB．波的周期的最大值为29sC．波的速度的最小值为9m/sD．这列波不能发生偏振现象E．这列波遇到直径r＝1m的障碍物会发生明显的衍射现象BCE[0.2m＝110λ，因波向左传播，则由图象可知波向左传播的距离为n＋910λ(n＝0、1、2…)，所以0.2s＝n＋910T(n＝0、1、2…)，n＝0时，周期最大，最大值为Tm＝29s，波速最小，最小值为vmin＝λTm＝9m/s，所以选项A错误，B、C正确；横波可以发生偏振现象，选项D错误；因为障碍物的直径r＝1mλ＝2m，则这列波遇到此障碍物可以发生明显的衍射现象，选项E正确。]10．(多选)图甲为某一简谐波在t＝0时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x＝2m处的质点B的振动图象，质点C的平衡位置位于x＝4m处。则下列说法正确的是()甲乙A．该简谐波沿x轴负方向传播，其波速v＝4m/sB．在0～3.5s时间内，质点B运动的路程为3.5mC．在t＝2s时刻，质点C恰好经过平衡位置向y轴正方向运动D．要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4mE．若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为0.5HzBCE[由题图乙质点B的振动图象可知，t＝0时刻，质点B的振动方向为沿y轴负方向，对照题图甲，可知该简谐波沿x轴正方向传播，由题图甲可知简谐波的波长为λ＝4m，由题图乙可知，波的周期为T＝2s，其波速v＝λT＝2m/s，选项A错误；在0～3.5s时间内，质点B运动路程为s＝7A＝7×0.5m＝3.5m，选项B正确；在t＝2s时刻，质点C经过一个周期恰好经过平衡位置向y轴正方向运动，选项C正确；要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应小于4m或与4m差不多，选项D错误；若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的周期应为2s，频率为0.5Hz，选项E正确。]11.(2019·江苏泰州中学高三期中)一列沿－x方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标分别为(－1,0)和(－9,0)，已知t＝0.7s时，P点第二次出现波峰。(1)这列波的传播速度多大？(2)从t＝0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？(3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？[解析](1)由题意可知该波的波长为λ＝4m，P点与最近波峰的水平距离为3m，距离下一个波峰的水平距离为7m，所以v＝st＝10m/s。(2)Q点与最近波峰的水平距离为11m，故Q点第一次出现波峰的时间为t1＝s1v＝1.1s。(3)该波中各质点振动的周期为T＝λv＝0.4s，P点开始振动时刻t′＝0.2s，Q第一次出现波峰时质点P振动了t2＝t1－t′＝0.9s则t2＝2T＋14T＝94T质点每振动T4经过的路程为10cm，当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程s′＝0.9m。[答案](1)10m/s(2)1.1s(3)0.9m12．(2019·云南省大姚县第一中学高三月考)在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻的波形如图中的实线所示。(1)若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6s，P点也开始起振，求：①该列波的周期T；②从t＝0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？(2)若该列波的传播速度大小为20m/s，且波形中由实线变成虚线需要经历0.525s时间，则该列波的传播方向如何？[解析](1)由图象可知，λ＝2m，A＝2cm当波向右传播时，点B的起振方向竖直向下，包括P点在内的各质点的起振方向均为竖直向下。①波速v＝xBPΔt1＝60.6m/s＝10m/s由v＝λT，得T＝λv＝0.2s。②由t＝0至P点第一次到达波峰止，经历的时间Δt2＝Δt1＋34T＝0.75s＝3＋34T而t＝0时O点的振动方向竖直向上(沿y轴正方向)，故经Δt2时间，O点振动到波谷，即位移：y0＝－2cm，s0＝3＋34×4A＝0.3m。(2)当波速v＝20m/s时，经历0.525s时间，波沿x轴方向传播的距离x＝vt＝10.5m，即x＝5＋14λ分析得波沿x轴负方向传播。[答案](1)①0.2s②－2cm0.3m(2)波沿x轴负方向传播