高中物理高考 专题10 2 机械波的规律及其应用【练】解析版

这是一份高中物理高考 专题10 2 机械波的规律及其应用【练】解析版，共13页。试卷主要包含了2 机械波的规律及其应用【练】，一列周期为0等内容，欢迎下载使用。
目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc25292" 一．练经典题型 PAGEREF _Tc25292 \h 1
\l "_Tc31575" 二、练创新情景 PAGEREF _Tc31575 \h 3
\l "_Tc10639" 三．练规范解答 PAGEREF _Tc10639 \h 6
一．练经典题型
1.(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
【答案】 BD
【解析】不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，则增大波长或减小障碍物的长度可能使波发生较为明显的衍射，选项C错误，D正确；由λ＝eq \f(v,f)知，v不变，减小f，λ增大，选项A错误，B正确.
2.(2021·山东等级考模拟卷)某一列沿x轴传播的简谐横波，在t＝eq \f(T,4)时刻的波形图如图所示，P、Q为介质中的两质点，质点P正在向动能增大的方向运动.下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.t＝eq \f(T,4)时刻，Q比P的速度大
C.t＝eq \f(3T,4)时刻，Q到达平衡位置
D.t＝eq \f(3T,4)时刻，P向y轴正方向运动
【答案】 D
【解析】 质点P向动能增大的方向运动，则t＝eq \f(T,4)时刻，质点P向平衡位置运动，即运动方向向下，可得该波沿x轴负方向传播，故A错误；t＝eq \f(T,4)时刻Q点位于波谷，速度为0，小于质点P的速度，故B错误；t＝eq \f(3T,4)时刻，Q点位于波峰，P点在平衡位置下方且向y轴正方向运动，故C错误，D正确.
3.(多选)一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝eq \f(T,2)时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点.图(b)表示介质中某质点的振动图像.下列说法正确的是( )
A.质点Q的振动图像与图(b)相同
B.在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大
C.在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
E.在t＝0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大
【答案】 CDE
【解析】 t＝eq \f(T,2)时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q在t＝eq \f(T,2)时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q的振动图像与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所示，选项A错误，D正确；在t＝0时刻，质点P处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而质点Q运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的小，质点P的加速度比质点Q的大，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大，选项B错误，C、E正确.
4.(多选)如图所示为两列相干波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为0.2 m，波速为1 m/s，在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为1 cm，C点是B、D两点连线的中点，则( )
A.图示时刻A、B两点的高度差为2 cm
B.图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动
C.F点到两波源的路程差为零
D.经0.1 s，A点的位移为零
【答案】 BD
【解析】 A、B两点为振动加强点，两点振幅均为2 cm，两点高度差为4 cm，故A错误；C点为B、D两点连线的中点，所以C点处在平衡位置，根据“上下坡”法，C点正向上运动，故B正确；F点为振动减弱点，它到两波源的路程之差应为半波长的奇数倍，故C错误；因周期T＝eq \f(λ,v)＝eq \f(0.2×2,1) s＝0.4 s，经t＝0.1 s＝eq \f(T,4)，A点由波峰回到平衡位置，位移为零，故D正确.
5.(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6 m处的质点A，如图所示.已知波的传播速度为48 m/s，下列说法中正确的是( )
A.波源的起振方向是向上
B.从t＝0时刻起再经过0.5 s时间质点B第一次出现波峰
C.在t＝0时刻起到质点B第一次出现波峰的时间内，质点A经过的路程是24 cm
D.从t＝0时刻起再经过0.35 s时间质点B开始起振
【答案】 BC
【解析】 由题图知质点A起振方向是向下，故波源的起振方向是向下，故A错误；从t＝0时刻起到质点B第一次出现波峰的时间为t′＝eq \f(24,48) s＝0.5 s，因T＝eq \f(8,48) s＝eq \f(1,6) s，则t′＝3T，质点A在此过程中经过的路程s＝3×4×2 cm＝24 cm，故B、C正确；从t＝0时刻起再经过t″＝eq \f(18,48) s＝0.375 s时间质点B开始起振，故D错误.
6.(多选)(2021·湖南省长沙市长郡中学第五次月考)一列简谐横波在t＝0时刻的图象如图6甲所示，平衡位置位于x＝15 m处的质点A的振动图象如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A.这列波沿x轴负方向传播
B.这列波的波速是eq \f(5,3)m/s
C.从t＝0开始，质点P比质点Q晚0.3 s回到平衡位置
D.从t＝0到t＝0.1 s时间内，质点Q的加速度越来越小
E.从t＝0到t＝0.6 s时间内，质点A的位移为0
【答案】 ADE
【解析】由题图乙可知，质点A开始运动的方向向上，则这列波沿x轴负方向传播，选项A正确；根据波速公式可得：v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(20,1.2) m/s＝eq \f(50,3) m/s，选项B错误；t＝0时刻，质点P向下运动，由题图乙可知，质点运动的周期为1.2 s，由于P点的运动是变速运动，且向下运动的速度越来越小，故质点P运动到最低点的时间大于0.15 s，运动到和Q点等位移的位置时，所用的时间大于0.3 s，所以质点P比质点Q晚回到平衡位置的时间大于0.3 s，选项C错误；从t＝0到t＝0.1 s时间内，质点Q向平衡位置运动，所以质点Q的加速度越来越小，选项D正确；从t＝0到t＝0.6 s时间内，经历了半个周期，质点A刚好又回到平衡位置，因此质点A的位移为0，选项E正确.
7.(多选)(2021·江西南昌市第十中学高三上学期期末)一列周期为0.8 s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2 m、3 m、6 m处，此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s
B.A质点比B质点晚振动0.1 s
C.B质点此时的位移为1 cm
D.由图示时刻经0.2 s，B质点的运动路程为2 cm
E.该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时不会发生明显的衍射现象
【答案】 BCD
【解析】 由题图知，波长λ＝8 m，则波速为v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(8,0.8) m/s＝10 m/s.此时B质点的速度方向为－y方向，由波形的平移法知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；A质点与B质点平衡位置相距x＝1 m，则波从B质点传到A质点的时间t＝eq \f(x,v)＝eq \f(1,10) s＝0.1 s，故B正确；B质点此时的位移为y＝eq \r(2)sin eq \f(3,4)π cm＝1 cm，故C正确；由题图所示时刻经0.2 s＝eq \f(1,4)T，由波形平移法可知，x＝5 m处质点的状态传到B质点，B质点的运动路程为s＝2y＝2 cm，故D正确；因该列波的波长为8 m，则该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时会发生明显的衍射现象，故E错误.
8.(多选)一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1＝1 m和x2＝7 m 处质点的振动图像分别如图甲、乙所示，则此列波的传播速率可能是( )
A.7 m/s B.2 m/s C.1.2 m/s D.1 m/s
【答案】 BC
【解析】 由两质点的振动图像可知，t＝0时刻，x1＝1 m处的质点处于平衡位置向下运动，x2＝7 m处的质点位于波峰处，该波的传播周期为T＝4 s.若该简谐横波沿x轴正方向传播，则两质点间的距离为(n＋eq \f(1,4))λ＝6 m(n＝0、1、2…)，则λ＝eq \f(24,4n＋1) m，由波速的公式得v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(6,4n＋1)m/s(n＝0、1、2…)，n＝0时，v＝6 m/s；n＝1时，v＝1.2 m/s；n＝2时，v＝eq \f(2,3) m/s，C正确；若该简谐横波沿x轴负方向传播，则两质点间的距离为(n＋eq \f(3,4))λ＝6 m(n＝0、1、2…)，则λ＝eq \f(24,4n＋3) m，由波速的公式得v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(6,4n＋3) m/s(n＝0、1、2…)，n＝0时，v＝2 m/s；n＝1时，v＝eq \f(6,7) m/s，B正确，A、D错误.
二、练创新情景
1．(2021·山东省实验中学模拟)水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”的美感，这一过程其实就是机械波的传播.现有一列简谐波某时刻的波形如图8中实线所示.经过0.5 s后的波形如图中的虚线所示.已知波的周期为T，且0.25 s