高三物理总复习 选修部分同步练习 选342机械波.docx

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高三物理总复习选修部分同步练习选342机械波

选3-4-2机械波

一、选择题

1．声波属于机械波，下列有关声波的描述中正确的是（　　）

A．同一列声波在各种介质中的波长是相同的

B．声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快

C．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射

D．人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉

[答案]　C

[解析]　声波在不同介质中其波长不同，在同一介质中传播速度相同，则A、B均错误；干涉、衍射是波特有的现象，C正确，D错误。

2．（2012·浙江卷）用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。

某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。

下列说法正确的是（　　）

A．a、b两点之间的距离为半个波长

B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期

C．b点完成全振动次数比a点多一次

D．b点完成全振动次数比a点少一次

[答案]　D

[解析]　由图知a、b两点之间的距离为一个波长，a、b两点振动开始时刻相差一个周期，选项AB错误；由波是向右传播的，知选项C错误，D正确。

3．（2012·山西四校联考）如图所示，一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。

某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的是（　　）

A．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响

B．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响

C．假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响

D．假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船明显受到波浪影响

[答案]　AD

[解析]　A、B两处小船受到明显的影响是因为水波发生明显的衍射，波浪能传播到A、B处。

当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候，会发生明显的衍射现象。

4．（2012·厦门质检）一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离x＝3m，如图甲所示。

若t＝0时波刚传到质点A，且A从平衡位置开始向上振动，其振动图象如图乙所示，则B点的振动图象为（　　）

[答案]　B

[解析]　介质中各质点的起振方向和波源的起振方向一致，即从平衡位置向上振动，且B点的起振时间要落后于A点，选项A、C、D错误，B正确。

5.

（2012·南平适应性检测）一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ。

若在x＝0处质点的振动图象如图所示，则该波在t＝3T/4时刻的波形曲线为（　　）

[答案]　C

[解析]　由振动图象，在t＝

时刻，x＝0处的质点在负的最大位移处，即波谷位置，C选项正确。

6．（2012·青岛质检）振源以原点O为平衡位置，沿y轴做简谐运动，它产生的简谐波以v＝2m/s速度沿x轴正方向传播，在某一时刻的波形如图所示：

在原点的右方有一质元P从图示时刻开始，经过0.5s后位于x轴下方且沿y轴正方向运动，则质元P所在的位置可能是（　　）

A．0.5mB．1.5m

C．2.5mD．3.5m

[答案]　C

[解析]　由v＝

可得，T＝2s；由于该简谐波沿x轴正方向传播，根据质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧，经过0.5s，即

T,0.5m处的质元位于x轴上方且沿y轴负方向运动，1.5m处的质元位于x轴上方且沿y轴正方向运动，2.5m处的质元位于x轴下方且沿y轴正方向运动，3.5m处的质元位于x轴下方且沿y轴负方向运动，故应选C项。

7．（2012·泉州质检）一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，图中质点A的振动图象如图乙所示，则（　　）

A．这列波的波速是16m/s

B．这列波沿x轴正方向传播

C．从该时刻起经0.4s，质点A通过的路程是16cm

D．从该时刻起，质点P将比质点Q先回到平衡位置

[答案]　C

[解析]　由题图甲可得该波的波长为20m，由题图乙可得该波的周期为0.8s，所以这列波的波速为25m/s，选项A错误；开始计时时刻，由题图乙知质点A沿y轴正方向振动，故这列波沿x轴负方向传播，选项B错误；从该时刻起经0.4s，质点A由平衡位置运动到正向最大位移处，再回到平衡位置，通过的路程为振幅的2倍，即16cm，选项C正确；从该时刻起，质点Q经过

＝0.2s运动到平衡位置，质点P先向上运动到最大位移处，再向下运动0.2s至平衡位置，时间大于0.2s，选项D错误。

8．（2012·黑龙江质检）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝0与x＝2m的两质点振动图线分别如图中实线与虚线所示，由此可得出（　　）

A．该波的波长可能是4m

B．该波的周期是5s

C．波的传播速度可能是2m/s

D．在t＝2s时刻，x＝2m处的质点正向上运动

[答案]　C

[解析]　x＝2m处质点比x＝0处质点振动晚（

＋n）个周期，所以有（n＋

）λ＝2m，波长可能为8m,1.6m，…故A错；由图象知波的周期为4s，B错；λ＝

m（n＝0,1,2…），所以波速v＝

m/s（n＝0.1,2，…），n＝0时，v＝2m/s，C正确；t＝2s时，x＝2m处质点向下振动，D错。

二、非选择题

9．一列简谐横波，沿x轴正方向传播，位于原点的质点的振动图象如图（甲）所示。

①该振动的振幅是________cm；②振动的周期是______s；③在t等于

周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是________cm。

图（乙）为该波在某一时刻的波形图，A点位于x＝0.5m处。

④该波的传播速度是______m/s；⑤经过

周期后，A点离开平衡位置的位移是________cm。

[答案]　①8　②0.2　③0　④10　⑤－8

[解析]　由振动图象可以看出该振动的振幅为8cm，振动周期为0.2s，在t＝

周期时，原点的质点刚好回到平衡位置，因而位移为零。

由图（乙）可以看出，该波的波长为2m，则波速v＝

＝

m/s＝10m/s。

经过

周期后，A点刚好到达负的最大位移处，因而位移为－8cm。

10.

（2012·保定调研）有一种沙漠蝎子既没有眼睛，也没有耳朵。

它捕食猎物靠的是一种地震仪式的本领。

它有八条腿，趴伏时大致对称地放置在躯体四周如图所示。

不远处的小虫一有骚动，就会在沙面上引起一阵地震波。

蝎子从哪只腿先感到地震波就能判断小虫所在的方向，并从P波和S波到达的时间差就可以“算出”小虫到它的距离。

方位和距离都知道了，它就能扑上去捕获小虫了。

已知P波速度为150m/s，S波速度为50m/s。

如果两波到达沙漠蝎子的时间差为3.5×10－3s，则小虫离它的距离多大？

[答案]　26m

[解析]　从P波和S波到达沙漠蝎子的时间差及其波速即可确定小虫与沙漠蝎子间的距离，根据x＝vt，结合题意有：

－

＝Δt

即：

m/s－

m/s＝3.5×10－3s

解得x＝0.2625m≈26cm。

11．（2012·辽宁大连双基测试）如图为一列简谐横波在t1＝0时刻波的图象，此时质点M正处于平衡位置，沿y轴负方向运动，到t2＝0.55s时质点M恰好第三次到达y轴正方向的最大位移处，求：

（1）该波传播方向和波速大小；

（2）从t1＝0到t3＝1.20s波中质点N经过的路程和相对平衡位置的位移。

[答案]　

（1）沿x轴负方向　20m/s　

（2）120cm　2.5cm

[解析]　

（1）该波沿x轴负方向传播

该波的周期满足：

t2－t1＝

T

解得T＝0.2s

由题图知波长λ＝4.0m

则波速v＝

＝20m/s

（2）质点N完成全振动的次数n＝6，则质点N走过的路程s＝6×20cm＝120cm；位移为2.5cm。

12．（2012·山东卷）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2m、x＝4m处。

从t＝0时刻开始计时，当t＝15s时质点Q刚好第4次到达波峰。

（1）求波速。

（2）写出质点P做简谐运动的表达式（不要求推导过程）。

[答案]　

（1）1m/s　

（2）0.2sin（0.5πt）m

[解析]　

（1）设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，由图象知，λ＝4m。

由题意知

t＝3T＋

T①

v＝

②

联立①②式，代入数据得

v＝1m/s③

（2）质点P做简谐运动的表达式为

y＝0.2sin（0.5πt）m。

13．（2012·湖北襄阳调研）如图所示为波源O振动1.5s时沿波的传播方向上部分质点第一次形成的波形图，已知波源O在t＝0时开始从平衡位置沿x轴负方向振动，求：

（1）波源的振动周期；

（2）从t＝0开始至y＝5.4m的质点第二次到达波峰的这段时间内，波源通过的路程。

[答案]　

（1）1.2s　

（2）1.72m

[解析]　

（1）波源从平衡位置开始沿x轴负方向振动，故波的最前端必然是从平衡位置开始沿x轴负方向振动，由题意结合图可知还有

波形没有画出来，故

T＝1.5s

所以T＝1.2s

（2）由题图可得波长为λ＝0.6m，波速为v＝

＝0.5m/s

波源O振动1.5s时距离y＝5.4m的质点最近的波峰传播到y＝5.4m处需要的时间为t1＝

＝10.2s

y＝5.4m的质点第二次到达波峰需要的时间为t＝1.5s＋t1＋T＝12.9s

故波源O通过的路程为s＝

×4A＝1.72m