江苏专版2019高考物理一轮复习课时跟踪检测四十四机械波201805233118.wps

课时跟踪检测（四十四） 机械波 对点训练：机械波的传播与图像 1(2017·天津高考)手持较长软绳端点 O 以周期 T 在竖直方向上做简谐运动，带动绳上 的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一质点 P，且 O、P 的平衡位 置间距为 L。t0 时，O 位于最高点，P 的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确 的是( ) A该简谐波是纵波 B该简谐波的最大波长为 2L T Ct 时，P 在平衡位置上方 8 3T Dt 时，P 的速度方向竖直向上 8 解析：选 C 振动方向与传播方向垂直，故该简谐波是横波，A 错误；根据“下坡上”判 1 1 断，P 距离 O 的最近距离 L ，所以最大波长等于 4L，B 错误；经过 T，P 位于波峰，所以 4 4 1 3 T 时，P 在平衡位置上方，C 正 确；在 T 时，P 正在从波峰向平衡位置运动，速度方向竖直向 8 8 下，D 错误。 2.多选如图为一列横波在某一时刻的波形，这时位于平衡 位 置的质点A正向y方向运动，且经0.2 s 质点A再一次经过平衡位 置 并向y 方向运动，则这列横波( ) A向左传播 B波长为 8 m C周期 0.2 s D波速为 20 m/s 解析：选 BD 图示时刻 A “点的振动方向向下，根据 上下坡法”，可知波向右传播，故 A 错误；由题图读出，波长 8 m，故 B 正确；位于平衡位置的质点 A 正向y 方向运动，且 经 0.2s 质点 A 再一次经过平衡位置并向y 方向运动，得到 A 的振动周期为 0.4 s，即波的周 8 期为 0.4 s，故 C 错误；根据波速公式可知，波速 v m/s20 m/s，故 D 正确。 T 0.4 3.多选(2018·台江期中)一列简谐横波在 x 轴上传播，某时 刻的波形图如图所示图，中每小格代表 1 m，a、b、c 为三个质点，a 正向 上运动。由此可知( ) A该波沿 x 轴正方向传播 Bc 正向上运动 1 C该时刻以后，b 比 c 先到达平衡位置 D该时刻以后，b 比 c 先到达离平衡位置最远处 解析：选 AC a 点正向上运动，根据“同侧法”，故波向右传播，即该波沿 x 轴正方向传 播，故 A 正确；根据波形的平移规律，c 点正向下运动，故 B 错误；此时 b 向上运动，c 向下 运动，所以 b 比 c 先到达平衡位置，故 C 正确，D 错误。 4.(2018·南京一模)一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴正 方向传播，波源位于坐标原在点，t0 时刻波源开始振动，在t3 s 时刻的波形如图所示。求： (1)该波沿 x 方向传播的速度； (2)7 s 内 x2 m 处质点运动的路程。 x 3 m 解析：(1)根据 v 1 m/s。 t 3 s 3 (2)由图 3 m，得 4 m 4 4 周期 T s4 s v 1 经 2 s 位于 x2 m 处质点开始起振 T 实际振动时间 t5 sT 4 所以 x2 m 处质点运动的路程：s4AA5A50 cm。 答案：(1)1 m/s (2)50 cm 对点训练：振动图像与波动图像的综合应用 5多选(2018·邯郸期中)图甲为一列简谐横波在 t2 s 时的波形图，图乙为介质中平 衡位置在 x1.5 m 处的质点的振动图像，P 是平衡位置为 x2 m 的质点。下列说法正确的是 ( ) A波速为 0.5 m/s B波的传播方向向右 C02 s 时间内，P 运动的路程为 8 cm D当 t7 s 时，P 恰好回到平衡位置 解 析： 选 ACD 由题图甲可知该简谐横波波长为 2 m，由题图乙知周期为 4 s，则波速为 v T 2 2 m/s0.5 m/s，故 A 正确；根据题图乙的振动图像可知，在 x1.5 m 处的质点在 t2 s 时 4 振动方向向下，所以该波向左传播，故 B 错误 ；由 于 t2 s 时，质点 P 在波谷，且 2s0.5T，所 1 以质点 P 的路程为 2A8 cm，故 C 正 确； 当 t7 s 时，t5s1 T，P 恰好回到平衡位置， 4 故 D 正确。 6多选(2018·常州一中月考)一列沿着 x 轴正方向传播的横波，在 t0 时刻的波形如 图甲所示，图甲中某质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( ) A图乙表示质点 L 的振动图像 B该波的波速为 0.5 m/s Ct8 s 时质点 M 的位移为零 D在 4 s 内质点 K 所经过的路程为 3.2 m 解 析：选 ABD 由题图甲及波沿 x 轴正方向传播可知，t0 时刻质点 L 经过平衡位置向上 振动，故 A 正确；由题图甲读出波长 2 m，由题图乙读出周期 T4 s，则该波的波速 v 2 m/s0.5 m/s，故 B 正 确；t8s2T，所以 t8 s 时质点 M 的位移与开始时的位移相 T 4 同，为负的最大值，故 C 错误；由于 T4 s，所以在 4 s 内 K 质点所经过的路程为 4 倍的振 幅，为 3.2 m，故 D 正确。 7多选图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点 P 以此时刻为计时起点 的振动图像。由图可知( ) A质点振动的周期 T4 s B波速 v20 m/s C因为一个周期质点运动 0.8 m，所以波长 0.8 m D从该时刻起经过 0.15 s，波沿 x 轴正方向传播了 3 m 解 析： 选 BD 由题图甲读出波长 4 m，由图乙读出周期 T0.2 s，则波速为 v T 4 0.2 m/s20 m/s，故 A 错误，B 正确；质点 P 在一个周期内运动的路程为 4A4×0.2 m0.8 3 m，横波的波长等于振动在一个周期内传播的距离，不等于质点 P 在一个周期内通过的路程， 故 C 错误；由题图乙可知质点 P 在 t0 时刻向下振动，结合甲图知简谐波沿 x 轴正方向传播， 从该时刻起经过 0.15 s，波沿 x 轴正方向传播的距离 xvt20×0.15 m3 m，故 D 正确。 8多选(2018·大连模拟)图甲为一列简谐横波在 t0.10 s 时刻的波形图，P 是平衡位 置在 x1.0 m 处的一个质点，Q 是平衡位置在 x4.0 m 处的另一个质点，图乙为质点 Q 的振 动图像，下列说法正确的是( ) A该列简谐横波向 x 轴正方向传播 B在 t0.25 s 时，质点 P 的加速度方向与 y 轴正方向相同 C从 t0.10 s 到 t0.25 s，该波沿 x 轴负方向传播了 6 m D从 t0.10 s 到 t0.25 s，质点 P 通过的路程为 30 m 解 析：选 BC 由题图乙知，在 t0.10 s 时，质点 Q 正向下运动，根据波形平移法可知该 波沿 x 轴负方向传播，故 A 错误；波沿 x 轴负方向传播，由图甲所示波形图可知，t0.10 s 时，质点 P 的振动方向沿 y 轴正方向，由图乙可知，周期：T0.20 s，从 t0.10 s 到 t 3 0.25 s，经历时间 t0.15 s T，则知在 t0.25 s 时，质点 P 位于 x 轴下方，其加速度 4 8 方向沿 y 轴正方向，故 B 正确；由甲图知波长 8 m，则波速为：v m/s40 T 0.2 m/s，从 t0.10 s 到 t0.25 s，该波沿 x 轴负方向传播距离 xvt40×0.15 m6m，故 C 3 正确；从 t0.10 s 到 t0.25 s 经过的时间为 t0.15 s T，由于t0.10 s时刻质点P不 4 在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点 P 通过的路程不是 3A30 cm，故 D 错误。 9.(2018·苏州模拟)如图所示，一列波沿 x 轴传播，t0 时刻 的 波形如图中实线所示，t0.5 s 时的波形如图中虚线所示t，0 时刻 处 于 x4 m 处的质点 P 正沿 y 轴正向运动若。3T0.5 s4T，则这列 波 的波速为多少？ 解析：t0 时刻处于 x4 m 处的质点 P 正沿 y 轴正向运动，由波形平移法判断知该波沿 x 轴正方向传播。设 t0.5 s 内波传播的距离为 x，根据 3T0.5 s4T，波传播的距离 x 的 1 13 范围为 3x4，由于沿 x 轴正方向传播，则得 x3 ×8 m26 m，所以波速为 v 4 4 x 26 m/s52 m/s。 t 0.5 答案：52 m/s 4 对点训练：波的多解问题 10某质点在 y 方向做简谐运动，平衡位置在坐标原点 O 处，其振幅为 0.05 m，振动周期 为 0.4 s，振动在介质中沿 x 轴正方向传播，传播速度为 1 m/s。当它由平衡位置 O 开始向上振 动，经过 0.2 s 后立即停止振动，由此振动在介质中形成一个脉冲波。那么，在停止振动后经 过 0.2 s 的波形可能是图中的( ) 解 析：选 B 波源 O 向上振动 0.20 s 后立即停止振动，形成半个波长的波形，O 点起振方 向向上，则介质中各质点的起振方向也向上。波沿 x 轴正向传播，由波形的平移可知，B 图中 x0.4 m 处质点起振方向向上，而 A 图中 x0.4 m 处质点起振方向向下，故 B 正确，A 错误。 由 xvt 得 x1×0.02 m0.02 m，则经过 0.20 s 的时刻该波应传到 x0.04 m 处，故 C、D 错误。 11多选一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，图(a)是 t0 时刻的波形图，图(b)和图(c) 分别是 x 轴上某两处质点的振动图像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是( ) 1 2 4 A. m B. m C1 m D. m 3 3 3 解析：选 BD 题图(b)所示质点在 t0 时在正向最大位移处，题图(c)所示质点在 t0 时，x0.05 m(振幅的一半)，运动方向沿 y 轴负方向，结合波形图找到对应的点，若图(c) 所示质点在图(b)所示质点的左侧，有 n n，当 n0 时，B 正确；若图(c) 12 4 3 2 所示质点在图(b)所示质点的右侧，有 n n，当 n0 时，D 正确。 6 2 3 12多选一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 x2 m 处的质点的振动图像如图甲所示， 在 x8 m 处的质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( ) 5