全国通用版2019版高考物理大一轮复习第十四章振动和波光相对论课时达标38机械波.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时达标 第 38 讲 机械波 解密考纲 主要考查机械波的特点、分类、波的干涉和衍射的条件、多普勒效应、分析波的图象，以及波速、波长和频率的关系 1下列物理现象： (1)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝； (2)闻其声而不见其人； (3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音； (4)当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高分别属于波的 ( A ) A反射、衍射、干涉、多普勒效应 B折射、衍射、多普勒效应、干涉 C反射，折射、干涉、多普勒效应 D衍射、折射、干涉、多普勒 效应 解析 在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波的反

2、射；闻其声而不见其人，属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应选项A 正确 2 (2017 湖北襄阳调研 )(多选 )一列简谐横波沿 x 轴的正方向传播，振幅为 2 cm，周期为 T，已知在 t 0 时刻波上相距 40 cm 的两质点 a、 b 的位移都是 1 cm 但运动方向相反，其中质点 a 沿 y 轴负方向运动如图所示，下列说法正确的是 ( BCD ) A该列简 谐横波波长可能为 150 cm B该列简谐横波波长可能为 12 cm C当质点 b 的位移为 2 cm 时，质点 a

3、的位移为负 D在 t 5T12时刻，质点 b 速度最大 解析 根据题意，质点 a、 b 在波的图象中的位置可能情况如图所示 有 ? ? 2 23 k 0.4 m，可得 1.23k 1 m，其中 k 为大于等于 0 的整数，波长最长为 1.2 m，选项 A 错误；当 k 3 时， 12 cm，选项 B 正 确；质点 b 再经过 16T 时间位移为 2 cm(波峰位置 )，质点 a 再经过 112T 到平衡位置，之后再经过 14T 到波谷位置，选项 C 正确；再经过 512T 质点 b 经过平衡位置，速度最大，选项 D 正确 3一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距 6

4、 m，【 精品教育资源文库 】 且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为 ( C ) A 4 m、 6 m 和 8 m B 6 m、 8 m 和 12 m C 4 m、 6 m 和 12 m D 4 m、 8 m 和 12 m 解析 根据题意，可能的波形有三种，如图所示 则 12 6 m， 1 12 m， 2 6 m， 32 3 6 m， 3 4 m因此选项 C 正确 4 (多选 )一列简谐横波沿 x 轴传播， a、 b 为 x 轴上的两质点，平衡位置分别为 x 0，x xb (xb0) a 点的振动规律如图所示已知波速为 v 10 m/s，在 t 0.1 s 时 b 的位移为

5、0.05 m，则下列判断可能正确的是 ( BC ) A波沿 x 轴正向传播， xb 0.5 m B波沿 x 轴正向传播， xb 1.5 m C波沿 x 轴负向传播， xb 0.5 m D波沿 x 轴负向传播， xb 1.5 m 解析 由振动图象可知，振动周期 T 0.2 s，所以 vT 100.2 m 2 m；由题意可知在 t 0.1 s 时， a 向上振动， b 在最大位移处，这时如果波沿 x 轴正向传播，根据 “ 同侧法 ” ， a、 b 之间的距离为 ? ?n 34 (n 0,1,2,3?) ，所以 xb ? ?n 34 (2n 1.5)m(n 0,1,2,3?) ；这时如果波沿 x 轴

6、负向传播，根据 “ 同侧法 ” ， a、 b 之间的距离为 ? ?n 14 (n 0,1,2,3?) ，所以 xb ? ?n 14 (2n 0.5) m(n 0,1,2,3?) 选项 B、 C 正确 5 (2017 江苏启东模拟 )(多选 )一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距 9 m 的 a、 b 两质点的振动图象如图所示，下列 描述该波的图象可能正确的是 ( AC ) 【 精品教育资源文库 】 解析 由振动图象可知，在 t 0 时，质点 a 处在波峰位置，质点 b 处在平衡位置且向下运动，若简谐横波沿直线由 a 向 b 传播，有 34 n 9 m，解得波长的表达式： 364n 3

7、m(n 0,1,2,3,4?) ，其波长可能值为 12 m,5.14 m? 选项 C 正确；若简谐横波沿直线由 b向 a 传播，有 14 n 9 m，解得波长的表达式： 364n 1m(n 0,1,2,3,4?) ，其波长可能值 为 36 m， 7.2 m,4 m? 选项 A 正确 6介质中坐标原点 O 处的波源在 t 0 时刻开始振动，产生的简谐波沿 x 轴正向传播，t0时刻传到 L 处，波形如图所示下列能描述 x0处质点振动的图象是 ( C ) 解析 由波动图象知， L 处质点的振动方向沿 y 轴负方向，故 x0处质点起振方向沿 y 轴负方向，选项 A、 B 错误；又由波动图象知， t0时

8、刻 x0处质点沿 y 轴负方向运动，选项 C 正确， D 错误 7一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，某一时刻的波形图如图所示，此时质点 P、 S 跟质点 Q、 R 的振动位移大小相等、方向相反由图可知， 在此后的任一时刻 ( D ) A质点 P 和 S 的振动加速度大小和方向总相同 B质点 P 和 Q 的振动位移大小总相同、方向总相反 【 精品教育资源文库 】 C质点 P 和 S 的振动速度大小和方向总相同 D质点 P 和 R 的振动加速度大小总相同、方向总相反 解析 由波动图象可得， P、 R 两点相隔半个波长，所以在振动过程中的位移、加速度总是大小相等、方向相反，故只有选项 D 正确 8

9、如图甲所示，一列机械横波沿 ab 直线向右传播，已知 a、 b 两点间的距离为 1 m， a、b 两点的振动情况如图乙所示，下列说法中正确的是 ( C ) A波速可能是 116 m/s B波速可能大于 1 m/s C波长可能是 411 m D波长可能大于 4 m 解析 由振动图象可知， T 4 s，由题意结合 a、 b 两点的振动情况可得， (34 n) 1 m，解得 44n 3 m(n 0,1,2?) ，选项 C 正确， D 错误；波速可能值 v T 14n 3 m/s(n 0,1,2?) ，选项 A、 B 错误 9如图所示，一束激光频率为 0，传播方向正对卫星飞行 方向，已知真空中光速为

10、c，卫星速度为 u，则卫星上观测到激光的传播速度为 _c_，卫星接收到激光的频率 _大于_(选填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ”) 0 解析 由光速不变原理可知，卫星上观测到激光的传播速度是 c.由多普勒效应可知，卫星与激光靠近时，卫星接收到激光的频率 大于 0 10一列简谐横波在 t 0 时刻的波形图如图所示，波速的大小是 1 m/s，此时 x 1 m处的质点振动方向沿 y 方向，则波的传播方向为 _ x_(选填 “ x” 或 “ x”) 方向； x 0 处的质点在 8 s 内运动的路程是 _0.8_m_ 解析 根据 “ 上坡下坡 ” 法或 “ 波形微平移 ” 法可得出波沿 x

11、轴方向传播；由图可知波长 2 m，根据 T v 21 s 2 s， x 0 处的质点在 8 s 内运动的路程为 s n4 A 82【 精品教育资源文库 】 45 cm 80 cm 0.8 m 11空间中有相距 1 m 的两质点 a、 b，当 a 处于波峰时， b 质点恰处于平衡位置且向上振动，已知振动周期为 2 s，求该波的波速 解析 当波向右传播时，由波的传播方向和质点的振动方向可知， a、 b 之间平衡位置的距离最少相差 14 ，如图 所示， 则有 x 1 m n 14 ， 44n 1 m(n 0,1,2?) ， v T 24n 1 m/s(n 0,1,2?) ， 同理当波向左传播时，

12、x n 34 ， v 24n 3 m/s(n 0,1,2?) 答案 24n 1 m/s 或 24n 3 m/s 12如图所示实线是一列简谐横波在 t1 0 时刻 的波形图，虚线是这列波在 t2 0.5 s时刻的波形图，这列波的周期 T 符合： 3T t2 t1 4T.问： (1)若波速向右，波速多大？ (2)若波速向左，波速多大？ (3)若波速大小为 74 m/s，波速方向如何？ 解析 (1)波向右传播时，传播距离 x 满足 x k 38 (k 0,1,2,3?) ， 由 t xv 知 传播时间满足 t kT 38T， (k 0,1,2,3?) 【 精品教育资源文库 】 由于 3Tt2 t14T， 因此 k 取 3， 故 t 3T 38T 由波形图知 8 m， 波速 v T ， 解得 v 54 m/s (2)波向左传播时，传播距离 x 满足 x k 58 ， (k 0,1,2,3?) 传播时间满足 t kT 58T， (k 0,1,2,3?) 由 3Tt2 t14T 可知 k 取 3， 故 t 3T 58T， 波速 v T ， 解得 v 58 m/s (3)波速大小为 74 m/s 时，波在 t 时间内传播的距离为 x v t 740. 5 m 37 m (4 5)m， 所以波向左传播 答案 (1)54 m/s (2)58 m/s (3)波向左传播