2020高考物理专题15振动和波备考强化训练40机械波二新人教版 下载本文

2019年

【解析】由A的振动图像可知,A经过3s开始振动,O、A间距0.9m,波速;振动的周期T=4s,所以波长λ=vT=0.3×4m=1.2m;介质中质点的起振方向和波源的起振方向相同,由A质点的起振方向可以判断波源的起振方向沿y轴的正方向;t=4s时,A距离平衡位置最远,速度最小,动能最小,正确选项为A、B。v==⒉【答案】A。

【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速,A正确;在空气中传播的声波是纵波,B错误;声波的传播需要介质,可以在空气,液体,和固定中传播,C错误;光属于电磁波,其传播不需要介质,可以在真空中传播,D错误

⒊【答案】BCE

【解析】由波形图可知,波长为4 m,A错误;实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s时的波形图,波沿x轴正方向传播,又该波的周期大于0.5 s,则0~0.5 s时间内波传播的距离,,故周期,频率为1.5 Hz,波速,BC正确;由,t=0时,x=1 m处的质点在波峰位置,t=1时,该质点应该在平衡位置向上振动,D错误;由,t=0时,x=2 m处的质点在平衡位置,t=2 s时,该质点同样经过平衡位置,E正确。

?x?3323?T?0.5 sT? sv??f?6 m/s1 s=T2 s?3T 4432x0.9m/s=0.3m/s

t3⒋【答案】【答案】ABD

【解析】据题意,甲波向右传播,起振方向向下,乙波向左传播,起振方向向上,故选项A正确;据图可知甲波波长为4m,甲波周期为:,频率,乙波波长为6m,周期为:,频率为:,故选项B正确;再经过3s,甲波波谷到达x=7m处,乙波是平衡位置与波峰之间某一振动到达x=7m处,所以该质点应该向上振动,选项C错误;此时除了波源还有x=9m处、x=6-7m处、x=6m处、x=5-6m处、x=2-3m处质点位移为零,故选项D正确。T??v?2sf?1?1HzT??3sf?Hz 2v3⒌【答案】【解析】选D。该波分别向两个方向传播,周期T==0.02s,波长为λ=vT=2m,由波形图可确定质点P位移为负,速度向上,质点Q位移为正,速度向上,故D正确。1 f

2019年

答案D [解析]根据波速和频率之间的关系v=fλ 得该波的波长为2 m.可知,当S经过平衡位置向负方向运动时,距离S为1.75个波长的P点从最大的负位移处向平衡位置运动,距离S为1.5个波长的Q点经平衡位置向正方向运动,所以两质点的位移方向相反,速度方向相同,D正确.

⒍【答案】选D。

【解析】据振动图像可知波源O在第一个周期末向-y方向振动,波沿x轴正方向传播,知A、C错误; 由波由质点的振动方向与波的传播方向的关系可知,波的前沿质点振动情况与波源开始振动情况相同,B错误,D正确。

⒎【答案】C

【解析】根据可知,波长越大的波频率越低,故米波的频率比厘米波的频率低,选项C正确;干涉和衍射是波特有的现象,故也能发生干涉和衍射,选项D错误;故选C.f?v?

考点:电磁波的传播;机械波.

⒏【答案】AD

【解析】波峰与波谷相遇处的质点,振动减弱, 合振幅为,其位移大小在0~|A1-A2|之间按正弦规律变化,故选项A正确;波峰与波峰相遇处,质点的振幅最大,合振幅为,但此处质点仍处于振动状态中,其位移随时间在0~A1+A2之间按正弦规律变化,故选项B错误;振动减弱点和加强点的位移皆随时间按正弦规律变化,选项C错误;波峰与波峰相遇时振动加强,波峰与波谷相遇时振动减弱,加强点的振幅必定大于减弱点的振幅,故D 正确。本题选AD.|A1-A2|A1+A2

⒐【答案】D

【解析】A、根据b点该时刻的振动方向是沿y轴正方向,由“上、下坡法”或微平移法可知波向-x轴方向传播,选项A错误.

2019年

B、由乙图可知周期为8s,质点a振动4s,是经过了半个周期,质点运动过的路程为振幅的2倍,即为1m,选项B错误

C、此时刻b的振动方向是向y轴正方向,ab间相隔半个波长,振动步调完全相反,所以此时刻质点a的速度沿-y方向,选项C错误.

D、经过t=2s,质点b向上运动到正的最大位移处,ab两质点的振动步调完全相反,所以质点a在负的最大位移处,此时a的速度为零,选项D正确. 故选:D。

⒑【答案】C

【解析】由题图2可知,该质点在t=0时刻竖直方向的坐标为-0.1m>y

>-0.2m即位移为负,,并且向y轴负方向运动,由题可知波向x轴正方向运动,综上可知,该质点的坐标值可能为2.67m>x>2m之间,故选C。

⒒【答案】D ⒓【答案】C ⒔【答案】BDE ⒕【答案】A

【解析】由于向右为正方向,振子位于N点时开始计时,所以0时刻位移为正,在正向最大位移处,将向左运动,即向负方向运动,故A正确。

㈡填空题

⒖【答案】减弱, 加强。

2019年

【解析】由几何关系可知AS1=10 m,AS2=8 m,所以波程差为2 m;同理可求BS1–BS2=0,为波长整数倍,由振动图象知两振源振动方向相反,故B点为振动减弱点,CS1–CS2=1 m,波长,所以C点振动加强。??vT

⒗【答案】平衡,0.1。

【解析】先判断此时刻Q点的振动方向,结合t=0.3s时,Q点恰好处于波谷位置求出最大周期,从而判断P所处位置,根据波长和频率求出波速.

根据图象可知波长λ=4cm=0.04m,波沿﹣x方向传播,则此时Q向上振动,t=0.3s时,Q点恰好处于波谷位置,则有:,0.3s?(?n)T

此时,P点应处于平衡位置处。

当n=0时,周期最大,波速最小,则最小速度为:v=⒘【答案】 正向, 0.8。

【解析】由(b)图知:x=0.30 m处的质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正向,又由题意可知:0.3 m=+,该波的波长为λ=0.8 m.

㈢计算题

⒙【答案】;P点沿y轴正向振动v?2.5m/s ⒚【答案】4.2 km。

【解析】设P波的传播时间为t,则x=vPt,x =vS(t+Δt) 解得x=Δt,代入数据得x=1260 km 由λ=vST,解得λ=4.2 km

⒛【答案】①v=1 m/s ;②y=0.2 sin(0.5πt) m。

【解析】①设简谐横波的波速为v,波长为λ,周期为T,由图象知λ=4 m.;t=0时刻,质点Q正向下运动;从t=0时刻开始计时,当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰,故知

?Tmax?0.04?0.1m/s 0.434t=3T+T ① v= ②

联立①②式,代入数据得

v=1 m/s ③

②显然,在t=0时刻,质点P正在向上运动,由图可知振幅为,质点P做简谐运动的表达式为A?0.2m

y=0.2 sin(0.5πt) m ④