新高考物理一轮复习考点课时练第8章第41练　机械波[A]（含答案解析）

这是一份新高考物理一轮复习考点课时练第8章第41练　机械波[A]（含答案解析），共24页。试卷主要包含了一列简谐横波沿x轴正方向传播，1 m等内容，欢迎下载使用。

1~7题每小题5分，共35分
1.(九省联考·安徽·3)“水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。这一过程其实就是机械波的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是( )
A.介质中质点沿波的传播方向移动
B.介质中质点的振动速度等于波速
C.横波是传递能量的一种方式
D.横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化
2.(2024·江苏卷·7)如图所示，水面上有O、A、B三点共线，OA＝2AB，t＝0时刻在O点的水面给一个扰动，t1时刻A开始振动，则B开始振动的时刻为( )
A.t1B.3t12C.2t1D.5t12
3.(2023·北京卷·4)位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t＝0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为y＝Asin(2πTt)，则t＝T时的波形图为( )
4.(2024·广东卷·3)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1 m/s，t＝0时的波形如图所示。t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点相对平衡位置的位移为( )
A.0B.0.1 m
C.－0.1 mD.0.2 m
5.(2024·湖南卷·2)如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6 m，t0时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
A.波长为3 m
B.波速为12 m/s
C.t0＋0.25 s时刻，B点速度为0
D.t0＋0.50 s时刻，A点速度为0
6.(多选)(2023·全国乙卷·34(1)改编)一列简谐横波沿x轴传播，图(a)是t＝0时刻的波形图；P是介质中位于x＝2 m处的质点，其振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A.波速为2 m/s
B.波向左传播
C.x＝3 m处的质点在t＝7 s时位于平衡位置
D.质点P在0~7 s时间内运动的路程为70 cm
7.(2022·北京卷·6)在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a，t＝0时，x＝0处的质点P0开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。t＝34T时的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.t＝0时，质点P0沿y轴负方向运动
B.t＝34T时，质点P4的速度最大
C.t＝34T时，质点P3和P5相位相同
D.该列绳波的波速为8aT
8、9题每小题6分，10题13分，共25分
8.(多选)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为0.4 m/s，其中P质点的平衡位置坐标x＝0.6 m。从图中状态开始计时，则下列说法正确的是( )
A.这列简谐横波的周期为0.4 s
B.0.5 s时刻，P质点振动的方向沿y轴正方向
C.1.0 s时刻，P质点受到的回复力为零
D.在0~1.0 s这段时间内，P质点经过的路程为4 cm
9.(多选)(2024·重庆卷·10)一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则( )
A.最小波长为103 m
B.频率为512 Hz
C.最大波速为154 m/s
D.从该时刻开始2 s内该质点运动的路程为(4-32) cm
10.(13分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t1＝0时刻恰好传播到x＝－2 m处，此时波形如图所示。a、b两质点的坐标分别为(3 m，0)和(7 m，0)，已知t2＝3 s时，质点a第一次出现在波峰位置。
(1)(6分)求这列波的传播速度和周期；
(2)(7分)当质点b第二次出现在波谷位置时，求质点a通过的路程。
答案精析
1.C 2.B
3.D [由于t＝0时波源从平衡位置开始振动，由振动方程可知，波源起振方向沿y轴正方向，且t＝T时波源处质点的位移和振动方向应与t＝0时相同，根据“上坡下，下坡上”可知t＝T时的波形图为选项D图，故选D。]
4.B [解法一 平移法
在t＝1 s时间内波传播的距离Δx＝vt＝1 m，将t＝0时刻的波形向右平移1 m，则x＝1.5 m处的质点处于波峰，即位移为0.1 m，故选B。
解法二 由题图可知该简谐横波的波长为λ＝2 m，所以周期为T＝λv＝2m1m/s＝2 s
当t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点运动半个周期到达波峰处，相对平衡位置的位移为0.1 m。
故选B。]
5.D [由题可知xAB＝32λ＝6 m
解得λ＝4 m，A错误；
波源的振动频率为f＝6060 Hz＝1 Hz
故波速为v＝λf＝4 m/s，B错误；
质点的振动周期为T＝1f＝1 s，因为0.25 s＝T4，故B点在t0+0.25 s时刻运动到平衡位置，速度最大，C错误；
0.50 s＝T2，故A点在t0+0.50 s运动到波峰，速度为0，D正确。]
6.ABD [由题图(a)可知波长为4 m，由题图(b)可知波的周期为2 s，则波速为v＝λT＝42 m/s＝2 m/s，故A正确；由题图(b)可知t＝0时，P点向下运动，根据“上下坡”法结合题图(a)可知波向左传播，故B正确；根据题图(a)可知t＝0时x＝3 m处的质点位于波谷处，由于t＝7 s＝3T+12T，可知在t＝7 s时x＝3 m处的质点位于波峰处；质点P在0~7 s内运动的路程为s＝3×4A+12×4A＝70 cm，故C错误，D正确。]
7.D [由t＝34T时的波形图可知，波刚好传到质点P6，根据“上下坡”法，可知此时质点P6沿y轴正方向运动，故波源起振的方向也沿y轴正方向，则t＝0时，质点P0沿y轴正方向运动，故A错误；由题图可知，在t＝34T时，质点P4处于正的最大位移处，速度为零，故B错误；由题图可知，在t＝34T时，质点P3沿y轴负方向运动，质点P5沿y轴正方向运动，故两个质点的相位不相同，故C错误；由题图可知λ4＝2a，解得λ＝8a，故该列绳波的波速为v＝λT＝8aT，故D正确。]
8.BCD [由题图可知，波长λ＝0.4 m，周期T＝λv＝0.40.4 s＝1.0 s，故A错误；由t＝0.5 s＝12T，可知0.5 s时刻，波形向右平移的距离为12λ＝0.2 m，所以0.5 s时刻P质点正要开始振动，振动的方向沿y轴正方向，故B正确；1.0 s时刻，P质点恰好回到平衡位置，向y轴负方向振动，受到的回复力为零，故C正确；在0~1.0 s这段时间内，P质点振动的时间为12T，经过的路程为s＝2A＝4 cm，故D正确。]
9. BD [根据题图乙写出平衡位置与坐标原点距离为3米的质点的振动方程y=Asin (ωt+φ)，A=1.0 cm，代入点(0，32)和(2，0)，解得φ=π3，ω=5π6 rad/s，可得T=2.4 s，f=512 Hz，故B正确；在题图甲中标出位移为32 cm的质点，如图所示，若波沿x轴正方向传播则该质点为Q点，沿x轴负方向传播则该质点为P点，则波长可能为16λ=3 m，即λ=18 m，或13λ'=3 m，即λ'=9 m，故A错误；根据v=λT，可得v=7.5 m/s，v'=3.75 m/s，故C错误；根据题图乙计算该质点在2 s内运动的路程为s=(1+1+1+1-32) cm=(4-32) cm，故D正确。
]
10.(1)2 m/s 2 s (2)55 cm
解析 (1)根据题图可知，该波的波长为λ＝4 m
质点a与t1＝0时刻的最近波峰的水平距离为Δx＝6 m
当该波峰传到质点a时，a质点第一次出现在波峰位置，则该波的传播速度为v＝Δxt2＝63 m/s＝2 m/s
这列波的周期为T＝λv＝42 s＝2 s
(2)质点a开始振动的时刻为t3＝3+22 s＝2.5 s
质点b开始振动的时刻为t4＝7+22 s＝4.5 s
简谐横波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知质点b向上起振，从开始振动到第二次出现在波谷位置时，经历的时间为t5＝74T＝3.5 s
则当质点b第二次出现在波谷位置时，质点a振动的时间为Δt＝t4+t5－t3＝5.5 s＝114T
质点a通过的路程为s＝114×4A＝11A＝55 cm。