2024版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业31机械波

这是一份2024版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业31机械波，共6页。试卷主要包含了1m/s，0m处的质点刚好起振，5m处等内容，欢迎下载使用。

1.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视图如图所示．现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采用的方法是( )
A．以较低的频率拍打水面
B．以较高的频率拍打水面
C．只要拍打，A就会明显振动
D．无论怎样拍打，A都不会明显振动
2．[2023·山东押题卷]一列简谐波沿绳向右传播，P、Q是绳上两点，振动图像分别如图中实线和虚线所示．t＝5s时，下列P、Q两点间的波形图可能正确的是( )
3．[2021·重庆卷]简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示为某时刻波形图．波源位于x＝0处，其位移随时间变化的关系为y＝sin (2πt)cm，则( )
A．此波的波长为9cm
B．此波的频率为2Hz
C．此波的波速为0.1m/s
D．此时波源沿y轴正方向运动
4.
(多选)如图所示，波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播，图中虚线表示两个波面．t＝0时，离O点5m的A点开始振动；t＝1s时，离O点10m的B点也开始振动，此时A点第五次回到平衡位置，则( )
A．波的周期为0.4s
B．波的波长为2m
C．波速为5eq \r(3)m/s
D．t＝1s时AB连线上有4个点处于最大位移
5．甲、乙两列波振幅分别为A、eq \f(A,2)，在同一介质中相向传播，某时刻的波形图如图所示，x＝4m处的质点再过1s将第一次到达波谷，以下说法正确的是( )
A．这两列波不能产生干涉现象
B．经过4s两波会相遇
C．x＝7m处的质点振幅为A
D．x＝6m处的质点振动加强
6．[2023·广东广州联考](多选)如图甲所示，在同一种均匀介质中的一条直线上，a、b两个振源相距8m．在t＝0时刻，a、b开始振动，它们的振幅相等，且都只振动了一个周期，a、b的振动图像分别如图乙、图丙所示．若a振动形成的横波向右传播，b振动形成的横波向左传播，波速均为10m/s，则下列说法正确的是( )
A．t＝0.4s时两列波相遇
B．若两列波在传播过程中遇到小于1m的障碍物，不能发生明显的衍射现象
C．t＝0.95s时刻，b处质点的加速度沿y轴正方向达到最大
D．在两列波相遇过程中，a、b连线中点c处振动始终加强
7．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播．如图所示是t＝0时刻的波形图，且x＝4.0m处质点刚好起振．若该波的周期为4s，下列说法中正确的是( )
A．从图示时刻起经过2s的时间，x＝6.0m处的质点刚好起振
B．平衡位置在x＝6.0m处的质点，第一次到达波谷的时刻为2.5s
C．E、F两质点同时达到平衡位置和波峰位置
D.平衡位置在x＝1.0m处的质点从图示时刻起经过3.0s，通过的路程为6cm
8．[2023·广东湛江模拟](多选)如图所示，某人双手分别握住两根材料不同的绳子一端，t＝0时刻同时开始以不同频率上下振动，左手振动形成波Ⅰ，右手振动形成波Ⅱ，t＝2s时波Ⅰ、Ⅱ分别传到距手6m的P点和距手8m的Q点，则( )
A．左手起振方向竖直向上
B．波Ⅰ、Ⅱ的波速之比v1∶v2＝1∶1
C．波Ⅰ、Ⅱ的波长之比λ1∶λ2＝3∶8
D．从图示时刻开始P点第4次出现在最大位移处时，波Ⅱ传到距Q点3.5m处
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9．(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻波源从坐标原点开始振动，如图甲所示是简谐横波在t＝0.6s时的部分波动图像，如图乙所示是这列波上x＝0.7m处的质点从t＝0.7s时刻开始振动的图像，下列说法正确的是( )
A．波源的起振方向向上
B．t＝0.6s时，x＝0.1m处的质点在波谷处
C．波的振动频率为f＝0.5Hz
D．波源的振动方程为y＝－15sin5πt(cm)
10.甲、乙两列横波传播速率相同，分别沿x轴负方向和正方向传播，t0时刻两列波的前端刚好分别传播到质点A和质点B，如图所示，以t0时刻为计时起点，已知甲波的频率为5Hz，求：
(1)t0时刻之前，x轴上的质点C振动了多长时间？
(2)在t0时刻之后的0.9s内，x＝0处的质点位移为＋6cm的时刻．
课时分层作业（三十一）
1．解析：拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，以较高的频率拍打水面，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，波速不变，频率增大，根据λ＝eq \f(v,f)可知波长减小，衍射现象不明显；反之以较低的频率拍打水面，波长增大，衍射现象更明显．故以较低的频率拍打水面，可以使衍射现象明显，以带动树叶A明显振动起来，选项A正确，B、C、D错误．
答案：A
2．解析：由振动图像可知，t＝5s时，P处于正向最大位移处，Q处于平衡位置且向y轴正方向运动，波向右传播，结合同侧法可知A正确，B、C、D错误．
答案：A
3．解析：由波形图可知，此波的波长λ＝10cm，A错误；由位移随时间变化的关系得ω＝2πrad/s，由ω＝2πf，可得此波的频率f＝1Hz，B错误；由ω＝eq \f(2π,T)，可得T＝1s．由λ＝vT，可得此波的传播速度v＝0.1m/s，C正确；根据“上下坡”法可知，波源处于上坡过程，则此时波源沿y轴负方向运动，D错误．
答案：C
4．解析：根据题述，t＝0时，离O点5m的A点开始振动，t＝1s时，离O点10m的B点开始振动，则波的传播速度v＝eq \f(10－5,1)m/s＝5m/s，选项C错误；根据题述在这1s时间内A点第五次回到平衡位置，则有eq \f(5,2)T＝1s，可知波的周期为0.4s，选项A正确；由10m－5m＝2.5λ，解得波长λ＝2m，选项B正确；t＝1s时，AB连线上有5个点处于最大位移处，选项D错误．
答案：AB
5．解析：由题图可知，两列波周期和波长相同，因此可以发生干涉，故A错误；根据平移法可知，两列波的波速v＝eq \f(Δx,Δt)＝eq \f(1m,1s)＝1m/s，两波相遇所需时间t＝eq \f(x,2v)，解得t＝2s，故B错误；因为两列波周期和波长相同，两列波会发生干涉，x＝3m和x＝11m的质点到x＝7m的距离相等，振动情况相反，所以在x＝7m处两列波相互减弱，因此在x＝7m处的振幅为eq \f(A,2)，故C错误；x＝1m和x＝11m的质点到x＝6m的距离相等，振动情况相同，因此在x＝6m处是波峰和波峰相遇，是振动加强，故D正确．
答案：D
6．解析：两列波相向匀速传播，t＝eq \f(x,2v)＝0.4s时两列波相遇，A项正确；由振动图像可知波的周期为0.2s，所以波的波长λ＝vT＝2m，所以当其遇到小于1m的障碍物时可以发生明显的衍射现象，B项错误；ab连线中点到两振源的距离相等，但两振源振动情况恰好相反，所以中点处振动始终减弱，D项错误；由于a、b两振源都只振动了一个周期，a振源的振动形式经0.8s到b处，则在t＝0.95s时刻，由a振源引起的振动在b处位于波谷位置，而b振源引起的振动在b处已经停止，故t＝0.95s时刻，b处质点的加速度为正向最大，C项正确．
答案：AC
7．解析：波速v＝eq \f(λ,T)＝1m/s，当横波从x＝4.0m处传到6.0m处时，所用时间为t＝eq \f(Δx,v)＝2s，故A正确；当x＝1m处的波谷传到6.0m处时，6.0m处的质点第一次到达波谷，所用时间为t＝eq \f(Δx′,v)＝eq \f(5,1)s＝5s，故B错误；图示时刻，E质点经过eq \f(T,12)到达平衡位置，F质点经过eq \f(T,6)到达波峰位置，故C错误；3.0s时间为eq \f(3,4)周期，则该波x＝1.0m处的质点从图示时刻起历时3.0s通过的路程是3A＝6cm，故D正确．
答案：AD
8．解析：由P点可以判断，左手的起振方向为竖直向下，A错误；波Ⅰ在2s内形成4个完整波形，λ1＝1.5m，波Ⅱ在2s内形成2个完整波形，λ2＝4m，则λ1∶λ2＝3∶8，C正确；由v＝eq \f(Δx,Δt)知v1＝3m/s，v2＝4m/s，则v1∶v2＝3∶4，B错误；P点出现在第4次最大位移处时经过了eq \f(7,8)s，波Ⅱ传了3.5m，D正确．
答案：CD
9．解析：波上质点的起振方向都与波源的起振方向相同，由图乙可知，x＝0.7m处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向向下，A错误；把图甲的波动图像补充完整，可看出t＝0.6s时，x＝0.1m处的质点在波谷处，B正确；根据题意可知0到0.7s的时间内，波传播的距离为x＝0.7m，由v＝eq \f(x,t)，解得波速v＝1m/s，由图甲可以看出波长λ＝0.4m，结合波速v＝λf，解得波的振动频率为f＝2.5Hz，C错误；由图像可知波的振幅A＝15cm，波源的起振方向向下，t＝0时刻波源从坐标原点开始振动，所以可设波源振动的方程为y＝－Asin2πft，代入数据可得y＝－15sin5πt（cm），D正确．
答案：BD
10．解析：（1）由题中条件可知，甲波的周期为：T甲＝eq \f(1,f甲)＝0.2s
波速为：v＝λ甲f甲＝20m/s
乙波的周期为：T乙＝eq \f(λ乙,v)＝0.4s
由图可知，C点振动tC＝eq \f(1,4)T乙后，乙波传到B点
得质点C已振动时间：tC＝0.1s.
（2）x＝0处的质点位移为＋6cm，表明两列波的波峰同时到达x＝0处．
甲波的波峰到达x＝0处的时刻为：t甲＝mT甲（m＝0，1，2，3，…）
乙波的波峰到达x＝0处的时刻为：t乙＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n＋\f(1,2)))T乙（n＝0，1，2，3，…）
令t甲＝t乙
解得：m＝2n＋1
n＝0时，m＝1，t＝0.2s
n＝1时，m＝3，t＝0.6s
n＝2时，m＝5，t＝1s
可知，在之后的0.9s内，x＝0处的质点位移为＋6cm的时刻为0.2s和0.6s.
答案：（1）0.1s （2）0.2s和0.6s