高考物理一輪復(fù)習(xí)課時分層作業(yè)（二十三）機械波含答案

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課時分層作業(yè)(二十三)　機械波 基礎(chǔ)性題組1．[2022·德州模擬]小河中有一個實心橋墩P，A為靠近橋墩浮在平靜水面上的一片樹葉，俯視圖如圖所示．現(xiàn)在S處以某一頻率拍打水面，使形成的水波能帶動樹葉A明顯振動起來，可以采用的方法是(　　)A．以較低的頻率拍打水面B．以較高的頻率拍打水面C．只要拍打，A就會明顯振動D．無論怎樣拍打，A都不會明顯振動2.兩列振動情況完全相同的水波某時刻的波峰和波谷位置如圖所示，實線表示波峰，虛線表示波谷，相鄰實線與虛線間的距離為0.2 m，波速為1 m/s，兩列波的振幅均為1 cm，C點是相鄰實線與虛線間的中點，則(　　)A．圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為2 cmB．圖示時刻C點正處于平衡位置且向水面下運動C．經(jīng)0.2 s，A點偏離平衡位置的位移為－2 cmD．F點到兩波源的路程差為零3．一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸負方向傳播，已知x＝λ處質(zhì)點的振動方程為y＝A cos ，則t＝T時刻的波形圖正確的是(　　)4．[2022·山東威海統(tǒng)考](多選)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t＝0時，波剛好傳播到M點，波形如圖實線所示，t＝0.3 s時，波剛好傳播到N點，波形如圖虛線所示．則以下說法正確的是(　　)A.波的周期為0.6 sB．波的波速為20 m/sC．c點在0～0.3 s內(nèi)通過的路程等于24 cmD．t＝ s時，b點到達平衡位置5.如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播，P、Q兩質(zhì)點平衡位置相距0.15 m．當(dāng)P運動到上方最大位移處時，Q剛好運動到下方最大位移處，則這列波的波長可能是(　　)A．0.60 m    B．0.30 mC．0.20 m    D．0.15 m6．甲、乙兩列波振幅分別為A、，在同一介質(zhì)中相向傳播，某時刻的波形圖如圖所示，x＝4 m處的質(zhì)點再過1 s將第一次到達波谷，以下說法正確的是(　　)A．這兩列波不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象B．經(jīng)過4 s兩波會相遇C．x＝7 m處的質(zhì)點振幅為AD．x＝6 m處的質(zhì)點振動加強7．[2022·濟南模擬]如圖所示，圖甲是t＝5 s時刻一簡諧橫波沿x軸正方向傳播的波形圖，圖乙為這列波上某質(zhì)點的振動圖像，則(　　)A．該列波的波速為4 m/sB．圖乙可能是質(zhì)點b的振動圖像C．質(zhì)點c的振動方程為y＝6sin  cmD．t＝10 s時，a點的振動方向向上8．[2022·山東濱州模擬](多選)取一較長的輕質(zhì)軟繩，用手握住一端O，將繩拉平后在豎直平面內(nèi)連續(xù)向上、向下抖動長繩，手上下振動的周期是T，可以看到一列波產(chǎn)生和傳播的情形，如圖所示．在繩上作個標(biāo)記P(圖中未標(biāo)出)，且O、P的平衡位置間距為L.t＝0時，O位于最高點，P離開平衡位置的位移恰好為零，振動方向豎直向上．若該波可以看作是簡諧波，下列判斷正確的是(　　)A．該波是縱波B．該波的最大波長為4LC．t＝3T/8時，P的振動方向豎直向下D．若手上下振動加快，該簡諧波的波長將變大9．[2022·廣東廣州二模]頻率恒定且同步振動的兩個聲源S1、S2相距12 m放置．一觀測者在S1、S2之間的連線上移動，聽到音量大小起伏變化，且其中一個音量最小的位置與S1相距5 m．若聲速為340 m/s，求聲源振動的最小頻率．          綜合性題組10．(多選)如圖，有頻率相同、步調(diào)一致的兩個振源S1與S2分別做簡諧運動，形成的簡諧波在空間中沿介質(zhì)傳播，S1的振幅為3A，S2的振幅為A，在兩列波疊加的區(qū)域內(nèi)有P、Q兩質(zhì)點，P質(zhì)點是振動加強點，Q質(zhì)點是振動減弱點，關(guān)于這兩質(zhì)點，下列說法正確的是(不考慮波傳播過程中的能量損失)(　　)A．P質(zhì)點的位移一定比Q質(zhì)點的位移大B．P質(zhì)點振動的振幅為4AC．P質(zhì)點位置可能在S1與S2連線的中垂線上D．Q質(zhì)點到兩波源S1與S2的波程差一定是波長的整數(shù)倍11．(多選)均勻介質(zhì)中，波源位于O點的簡諧橫波在xOy水平面內(nèi)傳播，波面為圓．t＝0時刻，波面分布如圖(a)所示，其中實線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷．A處質(zhì)點的振動圖像如圖(b)所示，z軸正方向豎直向上．下列說法正確的是(　　)A．該波從A點傳播到B點，所需時間為4 sB．t＝6 s時，B處質(zhì)點位于波峰C．t＝8 s時，C處質(zhì)點振動速度方向豎直向上D．t＝10 s時，D處質(zhì)點所受回復(fù)力方向豎直向上12．[2022·山東菏澤一模]水波是常見的機械波，水面上水波的速度跟水深度有關(guān)，其關(guān)系式為v＝，式中h為水的深度，g為重力加速度．如圖甲所示是某水域的剖面圖，兩部分深度不同，圖乙是從上往下俯視點O處于兩部分水面分界線上方，M和N分別處在A和B兩區(qū)域水面上的兩點．t＝0時刻O點從平衡位置向上振動，形成以O點為波源向左和向右傳播的水波(可看作是簡諧橫波).t＝1.25 s時，O點第二次到達波峰，此時M點第一次到達波峰．已知B區(qū)域水波振幅為A＝6 cm，水深為hB＝0.90 m，OM間距離為2.0 m，ON間距離為3.0 m，g＝10 m/s2，求：(1)A區(qū)域的水深hA；(2)N點在t＝2 s時的振動方向及它在t＝0至t＝2 s時間內(nèi)通過的路程．         課時分層作業(yè)(二十三)　機械波1．解析：拍打水面時，水波中的質(zhì)點上下振動，形成的波向前傳播，以較高的頻率拍打水面，則質(zhì)點振動的頻率增加，波的頻率與振動的頻率相等，波速不變，頻率增大，根據(jù)λ＝可知波長減小，衍射現(xiàn)象不明顯；反之以較低的頻率拍打水面，波長增大，衍射現(xiàn)象更明顯．故以較低的頻率拍打水面，可以使衍射現(xiàn)象明顯，以帶動樹葉A明顯振動起來，選項A正確，B、C、D錯誤．答案：A2．解析：由于振幅均為1 cm，A點是波峰與波峰相遇，則A點相對平衡位置高2 cm，而B點是波谷與波谷相遇，則B點相對平衡位置低2 cm.所以A、B兩點的豎直高度差為4 cm，故A錯誤；圖示時刻C點是處于平衡位置，因下一個波峰經(jīng)過C點，所以向水面上運動，故B錯誤；因周期T＝＝ s＝0.4 s，所以經(jīng)0.2 s，A點處于波谷，位移為－2 cm，故C正確；F點是波峰與波谷相遇的點，是振動減弱點，故到兩波源的路程差是半波長的奇數(shù)倍，故D錯誤．答案：C3．解析：根據(jù)題意可知，t＝T時，在λ＝λ＋λ處的質(zhì)點處于y＝A cos ＝A cos ＝A cos ＝0，即此時該質(zhì)點位于平衡位置，A、B均錯誤；下一時刻，y>0，即該質(zhì)點處于平衡位置且向上振動，由題意知橫波沿x軸負方向傳播，根據(jù)同側(cè)法原理判斷波形可知C錯誤、D正確．答案：D4．解析：根據(jù)波的圖像可知，波長λ＝8 m，從M點傳到N點位移Δx＝(10－4) m＝6 m＝λ，所以所需時間Δt＝0.3 s＝T，所以周期T＝0.4 s，選項A錯誤；波速v＝＝ m/s＝20 m/s，選項B正確；波傳到c點需要時間Δt′＝＝ s＝0.1 s，在0～0.3 s內(nèi)，c點只運動了0.2 s，即T通過路程s＝2A＝2×8 cm＝16 cm，選項C錯誤；此時b點對應(yīng)的縱坐標(biāo)為4 cm，對應(yīng)角度為150度，所以b點對應(yīng)的橫坐標(biāo)為x＝λ＝ m，當(dāng)原點的振動形式傳到b點時，b點處于平衡位置，時間t＝＝ s，選項D正確．答案：BD5．解析：可以畫出P、Q之間的最簡單的波形，如圖所示．同時由于P、Q之間可以含有多個完整的波形，則：xPQ＝λ(n＝0，1，2，…)，整理可以得到：λ＝(n＝0，1，2，…)，當(dāng)n＝0時，λ＝0.3 m，當(dāng)n＝1時，λ＝0.1 m，故選項B正確，A、C、D錯誤．答案：B6．解析：由題圖可知，兩列波周期和波長相同，因此可以發(fā)生干涉，故A錯誤；根據(jù)平移法可知，兩列波的波速v＝＝＝1 m/s，兩波相遇所需時間t＝，解得t＝2 s，故B錯誤；因為兩列波周期和波長相同，兩列波會發(fā)生干涉，x＝3 m和x＝11 m的質(zhì)點到x＝7 m的距離相等，振動情況相反，所以在x＝7 m處兩列波相互減弱，因此在x＝7 m處的振幅為，故C錯誤；x＝1 m和x＝11 m的質(zhì)點到x＝6 m的距離相等，振動情況相同，因此在x＝6 m處是波峰和波峰相遇，是振動加強，故D正確．答案：D7．解析：由題圖可得λ＝8 m，T＝4 s，所以波速為v＝＝2 m/s，故A錯誤；根據(jù)題圖甲可知，t＝5 s時刻，b質(zhì)點在平衡位置，但由題圖乙可知，5 s時質(zhì)點處于波峰位置，故B錯誤；因為t＝5 s＝1T，所以0時刻c質(zhì)點在平衡位置且向下振動，其初相位為π，所以質(zhì)點c的振動方程為y＝A sin ＝6sin cm，故C正確；t＝10 s是在t＝5 s時刻又經(jīng)過了5 s的時間，而5 s＝1T，所以質(zhì)點a振動到平衡位置且向下振動，故D錯誤．答案：C8．解析：由圖可知，繩波是沿水平方向向右傳播的，而繩上各點的振動方向是豎直方向，所以波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向垂直，所以該波是橫波，選項A錯誤；由圖可知，現(xiàn)在O點在最上方，P點在平衡位置，且向上振動，根據(jù)同側(cè)法可知，P點在如圖所示的1/4波長的位置，也可以是5/4波長的位置，…，故λ＝L，或者λ＝L，…，所以波長λ＝4L，或者λ＝L，…，可見所以波的最大波長是4L，選項B正確；在t＝T時，因為T>T，說明質(zhì)點P向上運動到最大位置后又向下運動了，故此時P的振動方向是豎直向下的，選項C正確；若手上下的振動加快，則說明周期變小，而波速是不變的，而根據(jù)λ＝vT可知，波長將變小，選項D錯誤．答案：BC9．解析：設(shè)聲波的波長為λ，聲源振動的頻率為f，聲波的波速為v，p為其中一個音量最小的位置．觀察者與S1、S2之間的路程差Δl＝pS2－pS1＝(12－5) m－5 m＝2 mp處音量最小，必須滿足Δl＝(2n＋1)(n＝0、1、2、3…)又v＝λf聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得f＝＝85(2n＋1) Hz(n＝0、1、2、3…)當(dāng)n＝0時，聲源振動的最小頻率為85 Hz答案：85 Hz10．解析：P質(zhì)點是振動加強點，振幅為兩列波的振幅之和，為4A，Q質(zhì)點的振幅是兩列波的振幅之差，為2A，P質(zhì)點比Q質(zhì)點的振幅大，但P質(zhì)點的位移不一定比Q質(zhì)點的大，故A錯誤，B正確．S1與S2連線的中垂線上任一點到S1與S2的波程差Δd＝0，都是振動加強點，所以P可能在S1與S2連線的中垂線上，故C正確．Q點是振動減弱點，所以Q點到兩波源的距離差Δd＝(2n＋1)，n為整數(shù)，故D錯誤．答案：BC11．解析：由圖a、b可看出，該波的波長、周期分別為λ＝10 m，T＝4 s則根據(jù)波速公式v＝＝2.5 m/s，A、B間距為一個波長，則該波從A點傳播到B點，所需時間為t＝＝ s＝4 s，A正確；由選項A可知，則該波從A點傳播到B點，所需時間為4 s，則在t＝6 s時，B點運動了2 s，即，則B處質(zhì)點位于波谷，B錯誤；波從AE波面?zhèn)鞑サ?/span>C的距離為x＝(10－10) m，則波從AE波面?zhèn)鞑サ?/span>C的時間為t＝≈4.9 s則t＝8 s時，C處質(zhì)點動了3.1 s，則此時質(zhì)點速度方向向上，C正確；波從AE波面?zhèn)鞑サ?/span>D的距離為x＝(10－10) m，則波從AE波面?zhèn)鞑サ?/span>C的時間為t＝≈1.7 s，則t＝10 s時，C處質(zhì)點動了8.3 s，則此時質(zhì)點位于z軸上方，回復(fù)力方向向下，D錯誤．答案：AC12．解析：(1)對O點的振動分析，知t＝T＝1.25 s對M點的振動分析，知A區(qū)域水波波長為λA＝OM＝2 m則有：vA＝＝2 m/s由v＝代入數(shù)據(jù)求得：hA＝0.40 m(2)由v＝，代入數(shù)據(jù)求得vB＝＝ m/s＝3 m/s波傳到N點的時間t1＝＝ s＝1 s所以t＝2 s時，N點剛好完成一個全振動，可知其在平衡位置向上振動，路程x＝4A＝24 cm答案：(1)0.40 m　(2)向上振動　24 cm