《【原创】（新教材）2020-2021学年上学期高二寒假巩固练习5 机械波 学生版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【原创】（新教材）2020-2021学年上学期高二寒假巩固练习5 机械波 学生版.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、作业 5机械波典题遍故1. 一列简谐横波在均匀介质中沿X轴负方向传播，x=处质点的振动方程为y=4cos（申3。，那么时刻的波形图正确的选项是（）【答案】D【解析】根据题意可知，/=%时，在x=2+3处的质点处于产/cos洋为=0,即此时质 点位于平衡位置；下一时刻，该质点向上运动，原理平衡位置，根据题意，横波沿x轴负方 向传播，根据同侧法判断可知，ABC错误，D正确。2. 一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2 cm,周期为7,在，=0时刻波上相距40 cm 的两质点。、方的位移都是1 cm,但运动方向相反，其中质点“沿轴负向运动。如下列图, 以下说法正确的选项是（）y/cm2 -I-卜0-
2、2060 x/rmA.该列简谐横波波长可能为12 cmB.当质点方的位移为+2 cm时，质点。的位移为负STC.在1=五时刻，质点b速度最大D.质点、质点6的速度始终大小相等，方向相反【答案】AB【解析】根据题意，质点。、b在波的图象中的位置可能情况如下列图，有管+H）= 0.4m,1 2可得=六7 m,其中攵为大于等于0的整数，波长最长为1.2m，当=3时，2= 12cm, A正确;质点方再经过上7时间位移为+2 cm（波峰位置），质点。再经过7到平衡位置，之后再经过;r到波谷位置，b正确；再经过七丁质点/）经过平衡位置，速度最大，c正确；两 质点平衡位置间的距离等于半个波长的奇数倍时才会总
3、是速度等大反向，而。、力两质点平 衡位置间的距离不等于半个波长的奇数倍，D错误。 00 QD31.手持较长软绳端点o以周期r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。、尸的平衡位置间距为/=0 时，。位于最高点，尸的位移恰好为零，速度方向竖直向上，以下判断正确的选项是（）A.该简谐波是纵波B.该简谐波的最大波长为时，P在平衡位置上方 OC. f=系时，P的速度方向竖直向上2.在平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s,振幅为人 ”、N是 平衡位置相距2m的两个质点，如下列图。在7=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动
4、， N位于其平衡位置上方最大位移处。该波的周期大于1 so那么以下说法正确的选项是（）y/mA.该波的周期为? s4B.该波的周期烤sC.在r=1 s时，N的速度一定为2 m/sD.从f=0至h=ls, M向右移动了 2 m3.周期为2.0s的简谐横波沿x釉传播，该波在某时刻的图象如下列图，此时质点尸沿y釉负方向运动，那么该波（）A.沿x轴正方向传播，波速v=20m/sB.沿x轴正方向传播，波速y=10m/sC.沿x轴负方向传播，波速i，=20m/sD.沿x轴负方向传播，波速i，=10in/s4 .（多项选择）如下列图，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。以下
5、措施可能使波发生较为明显衍射的是（）I 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5 .（多项选择）在均匀介质中坐标原点。处有一波源做简谐运动，其表达式为y=5sin&（m）, 它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x= 12 m处，波形图象A.此后再经6 s该波传播到x=24m处B. M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C.波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D.此后用点第一次到达y= -3 m处所需时间是2 s.（多项选择）警车向路上的车辆发射频率的超声波，同时探测反射波的频率。以下说法正确 的选项是（）A.车辆匀速驶向
6、停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高B.车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低C.警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低D.警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射波频率不变6 .（多项选择）一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.8 m的圆周（圆心为。点）做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如下列图，那么观察者接收到（）A.声源在力点时发出声音的频率大于600 Hz7 .声源在8点时发出声音的频率等于600 HzC.声源在C点时发出声音的频率等于600 HzD.声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz.简
7、谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为人假设某时刻在波的传播方向 上，位于平衡位置的两质点。、力相距为s，。、力之间只存在一个波谷，那么从该时刻起， 以下四幅波形图中质点。最早到达波谷的是（）8 .（多项选择）一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。1=0时振子的位移为-0.1 m, /= 1 s时位移为0.1 m,那么（）2A.假设振幅为0.1m,振子的周期可能为。sB.假设振幅为0.1m,振子的周期可能为1sC.假设振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 sD.假设振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s10.（多项选择）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在=0时刻的波形如下列图，质
8、点尸的x坐 标为3m。任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s,以下说法正确的选项是 （）y/cmi5/mpA.波速为4m/sB.波的频率为1.25 HzC. x坐标为15 m的质点在1=0.6 s时恰好位于波谷x坐标为22 m的质点在7=0.2 s时恰好位于波峰11.（多项选择）一列简谐横波，某时刻的波形图如图甲所示，从该时刻计时，波上质点4的 振动图象如图乙所示，那么（）)月A.假设此波传播过程中遇到频率为1.25 Hz的同类波，一定会发生干预，产生稳定的干预图样B.假设此波传播过程中遇到波长为20 m的同类波，一定会发生干预，产生稳定的干预图 样C.假设此波传播过程中遇到的障
9、碍物的尺寸为2 000 m,可能发生明显衍射现象D.该波的传播速度为2.5m/s12.实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在力=0和/2=0.06s时刻的波形图。在/ =0时刻，x= 1.5 m处的质点向y轴正方向运动。(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；假设3TV0.06SV47,求该波的波速大小。答察AS析1.【答案】C【解析】由题意知绳上的质点在竖直方向上振动，波水平向右传播，故该波为横波，A错误； 在，=0时刻，P点在如下列图位置时，波长最大，那么有%=, 4=43 B错误；1=0时，P 在平衡位置且向上振动，当/=和，P在平衡位置上方，C正确；当尸白时，P处于从最
10、高点向平衡位置运动过程中，故速度方向向下，D错误。【解析】此题宜先画出一个正弦波形图，再根据题意，结合周期性标明适宜的、N点，如 下列图。由上图可知M、N两点平衡位置相距d=(+D(=0, 1, 2, 3,)，又因为7=(,444联立解得T=; so由于周期大于1 s,即有sl s,所以=0,解得F=t s, A错 4 十 34 十 33误，B正确；Z=| s,即/=波形应该右移/N将处于平衡位置，其振动速度到达最大， 但大小未知，质点振动速度与波速不是同一个概念，此振动速度与传播速度2 m/s无关，C 错误；机械波传播的是振动的形式和能量，质点本身并不会随波迁移，D错误。【解析】质点P沿歹轴
11、负方向运动，根据振动方向与波的传播方向的关系，可判定该波沿x 轴正方向传播。由波的图象可知i=20 m,根据y=彳得波速y=l() m/s, B正确。4 .【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，只要增大波长可满足题目要求。由知，v不变，减小/； 2增大，故A、C错，B、D对。5 .【答案】AB【解析】由图象可知，该波的波长2=8 m,由波源简谐运动的表达式y=5sin1(m)可知，=? rad/s,周期7=f=4s,波速丫=彳=2 m/s。此后再经6 s,该波再向前传播的距离s=2CD1vt=2 m,即再经6 s,该波传播到x=12 m+12 m=24 m处，A正
12、确；题中波的图象上此 时M点向下振动，在此后的第3 s末（即经过芋）的振动方向沿y轴正方向，B正确；由题图 为某时刻波刚好传播到x= 12 m时的波的图象可知，波源开始振动时的方向沿y轴正方向， C错误；题图中M点振动方向向下，此后M点第一次到达歹=-3 m处所需的时间小于半 个周期，即小于2 s, D错误。6 .【答案】AB【解析】根据多普勒效应，靠近时高，远离时低，选AB。7 .【答案】ABD【解析】根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率大于声源的频 率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，将声源运动至4 B、。、。四个点时相对于观察者的速度方
13、向标出来，4点有接近观察者的趋势，C点有远离 观察者的趋势，声源在B、D两点的速度方向垂直0点与观察者的连线，故A、B正确，C、 D错误。8 .【答案】D【解析】根据机械波传播方向与质点振动方向之间的关系可知，A、C选项中的质点止匕时 刻沿y轴正方向振动，。点要到达波谷至少还需彳个周期，B、D选项中的质点。此时刻沿y 轴负方向振动，只需再经过;个周期即可第一次到达波谷。、方两质点间的距离为s,那么 22A选项中4=2s, B、C选项中，=s, D选项中因波速均为v,那么由可知，A 选项中a点到达波谷最少用时B选项中a点到达波谷最少用时为37I ； ic v33 13s=甘=昔=a，C选项中。点
14、到达波谷最少用时为#=昔=言,D选项中点到达波谷最 少用时*7=（彳=/今=2，经比较可知，D选项中质点。最早到达波谷。9 .【答案】ADI2【解析】假设振幅为01m,由题意知，A/=（+5）r, =0, 1, 2,解得丁=：77 s, =0, 1, 2, A正确，B错误；假设振幅为0.2 m, /=0时，由质点简谐运动表达式=220.2sin（货+网）m 可知，0.2sin 00m= -0.1 m, f=ls 时，有 0.2sin（半+网）m=0.1 m,解得 3o=一5或仰=一知；将T=6s代入0.2sin（申+8o）m=O.l m可得，D正确：将T=4s代入 0.2sin（午+仰）m=0
15、.1 m,得7=4 s不满足题意，C错误。10.【答案】BD【解析】任意振动质点连续两次通过平衡位置的时间间隔为0.4s,那么r=0.4s,解得7= 0.8 s, /=y=1.25 Hz, B正确；由题图知波长2=4m,波速v=4=5m/s,故A错误；画出 /=0.6 s时的波形图如下列图，因15 m=32+/,故x坐标为15 m的质点与x=3 in处的质点 振动情况一样，即在平衡位置向下振动，C错误；画U=0.2s时的波形图如下列图，因22m =52+6，故x=22m处的质点与x=2m处的质点振动情况一样，即在波峰位置，D正确。11.【答案】AB【解析】由题图甲可知，该波的波长2=20 m,
16、由题图乙可知，周期7=0.8 s,频率为= 1.25 Hzo该波的传播速度v=彳=25m/s, D错误；根据干预的产生条件可知，假设此波传 播过程中遇到频率为1.25 Hz的同类波，一定会发生干预，产生稳定的干预图样，而遇到波 长为20 m的同类波，也一定会发生干预，产生稳定的干预图样，A、B正确；根据产生明显 衍射现象的条件，假设此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为2000 m,不可能发生明显衍 射现象，C错误。12【解析】（1）由题意可知该波向x轴正方向传播。（2）因波的传播具有周期性，设波的周期为7, E2=0.06s时刻，那么有（以下各式中=0, 1, 2.)得r 得 一4 + 3.1 4+ 3那4/= 0 24血当=0时，/最小为启口=总 Hz=12.5 Hzo(3)由 3F0.06s4r,(3)由 3F0.06s4r,+0=0.06 s 得:=3, 7=0.016 s/ 2所以 y=/=0 06 m/s=75 m/s。