高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題51 機(jī)械波 橫波的圖象測含解析1

1、專題51 機(jī)械波 橫波的圖象（測）【滿分：110分 時(shí)間：90分鐘】一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。填正確答案標(biāo)號，選對一個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)得5分。每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分）1如圖所示為某時(shí)刻的兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中沿相同方向傳播的波形圖，此時(shí)a波上某質(zhì)點(diǎn)p的運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則下列說法正確的是： （ ）a兩列波具有相同的波速b此時(shí)b波上的質(zhì)點(diǎn)q正向上運(yùn)動(dòng)c一個(gè)周期內(nèi)，q質(zhì)點(diǎn)沿x軸前進(jìn)的距離是p質(zhì)點(diǎn)的15倍d在p質(zhì)點(diǎn)完成30次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)q質(zhì)點(diǎn)可完成20次全振動(dòng)ea波和b波在空間相遇處會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣【答案】abd【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于機(jī)械波

2、的傳播問題；要知道波速由介質(zhì)決定；質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置附近上下振動(dòng)，不隨波遷移；只有當(dāng)兩列波的頻率相同時(shí)才能形成穩(wěn)定的干涉圖樣2一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)平衡位置位于x=3m處的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，若a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為，周期為t，則： （ ）a波沿x正方向傳播bt=t/4時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)正向y軸正方向運(yùn)動(dòng)c當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸正方向運(yùn)動(dòng)d在某一時(shí)刻，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同et=3t/4時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)【答案】bce【名師點(diǎn)睛】本題考查識別、理解波動(dòng)圖象的能力，根據(jù)波動(dòng)圖象，分析質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)過程是應(yīng)具備的能力，尤其

3、是判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的方法很多，要對一種方法做到熟練掌握，例如“同側(cè)法”等3如圖為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)的波形圖，當(dāng)q點(diǎn)在t=0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到p點(diǎn)時(shí)，則： （ ）a0cmx2cm范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸的正方向運(yùn)動(dòng)bq處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的加速度沿y軸的正方向cq處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正在波谷位置dq處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)運(yùn)動(dòng)到p處eq處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的速度沿y軸正方向【答案】abc【解析】 當(dāng)q點(diǎn)在t=0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到p點(diǎn)時(shí)，q點(diǎn)在t=0時(shí)的波沿也向左傳到p點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)四分之三周期，所以x=0cm處質(zhì)點(diǎn)在波谷，x=2cm處質(zhì)元在波峰，則0cmx2cm的質(zhì)點(diǎn)向y軸的正方向運(yùn)動(dòng)， a正確；q點(diǎn)振動(dòng)四分之三周期

4、后到達(dá)波谷，速度為零，加速度沿y軸的正方向最大，bc正確，e錯(cuò)誤；機(jī)械波傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動(dòng)，不隨波遷移，故c錯(cuò)誤故選abc【名師點(diǎn)睛】本題是對機(jī)械波的傳播的考查，解題時(shí)畫波形是關(guān)鍵，只要畫出新的波形各點(diǎn)的振動(dòng)即可明確，也可利用平移法可知q點(diǎn)的狀態(tài)傳到p點(diǎn)時(shí)的波形圖，由波形圖可判斷各點(diǎn)的振動(dòng)情況。4是一列機(jī)械波在零時(shí)刻的波形，圖（b）是這列機(jī)械波上p點(diǎn)的振動(dòng)圖像，p點(diǎn)坐標(biāo)20m<<25m，q點(diǎn)坐標(biāo)，下列說法正確的是： （ ）a這列機(jī)械波的波速一定是1m/sb這列機(jī)械波一定是沿x軸正方向傳播cp點(diǎn)一定先于q點(diǎn)回到平衡位置d經(jīng)過，p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程一定為4cmep點(diǎn)的坐

5、標(biāo)一定是=225m【答案】ade【名師點(diǎn)睛】在根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向或者根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷波傳播方向時(shí)，走坡法是一種重要的方法，即下坡路上，上坡路下，簡諧橫波在傳播過程中波上的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相隔波長的整數(shù)倍時(shí)，則這兩個(gè)點(diǎn)為同相點(diǎn)，即振動(dòng)步調(diào)相同，如果兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相隔半波長的奇數(shù)倍時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)為反相點(diǎn)，即振動(dòng)步調(diào)相反。5設(shè)沿x軸方向的一條細(xì)繩上有o、a、b、c、d、e、f、g八個(gè)點(diǎn)，oaabbccddeeffg1 m，質(zhì)點(diǎn)o在垂直于x軸方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，沿x軸方向傳播形成橫波t10 s時(shí)刻，o點(diǎn)開始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.2 s，o點(diǎn)第一次到達(dá)上方最大位

6、移處，這時(shí)a點(diǎn)剛好開始運(yùn)動(dòng)那么在t225 s時(shí)刻，以下說法中正確的是： （ ）ab點(diǎn)位于x軸下方ba點(diǎn)與e點(diǎn)的位移相同cd點(diǎn)的速度最大dc點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng)e這列波的波速為5m/s【答案】abe【名師點(diǎn)睛】本題要會(huì)分析波動(dòng)形成的過程，根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系分析質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是基本能力，要加強(qiáng)訓(xùn)練，熟練掌握。6一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波t時(shí)刻的波形圖象如圖所示，已知該波的周期為t，a、b、c、d 為沿波傳播方向上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)。則下列說法中正確的是： （ ）a在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c的速度達(dá)到最大值b在t+2t時(shí)，質(zhì)點(diǎn)d的加速度達(dá)到最大值c從t到t+2t的時(shí)間間隔內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)d通過的路程為6cmdt時(shí)刻后，質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)

7、a先回到平衡位置e從t時(shí)刻起，在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，a、b、c、d四個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿x軸通過的路程均為一個(gè)波長【答案】bcd【名師點(diǎn)睛】對于波動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)速度、加速度大小的分析，可根據(jù)時(shí)間確定出質(zhì)點(diǎn)的位置判斷。7圖a為一列簡諧橫波在時(shí)刻的波形圖，p是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)，q是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)，圖b為質(zhì)點(diǎn)q的振動(dòng)圖像，則下列說法正確的是： （ ）a該波的周期是b該波的傳播速度為c該波沿軸的負(fù)方向傳播d時(shí)，質(zhì)點(diǎn)q的速度方向向下e從到，質(zhì)點(diǎn)p通過的路程為【答案】bcd【解析】 由圖乙知該波的周期是，故a錯(cuò)誤；由甲圖知波長=8m，則波速為：，故b正確；在時(shí)，由乙圖知質(zhì)點(diǎn)q正向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)波形平移法可知該波沿軸負(fù)

8、方向傳播，故c、d正確；該波沿軸負(fù)方向傳播，此時(shí)p點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng)從到經(jīng)過的時(shí)間為，由于時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)p不在平衡位置或波峰、波谷處，所以質(zhì)點(diǎn)p通過的路程不是，故e錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】本題有一定的綜合性，考察了波動(dòng)和振動(dòng)圖象問題，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)振動(dòng)情況來判斷波的傳播方向，抓住振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象之間的內(nèi)在聯(lián)系要知道質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有在平衡位置或波峰、波谷處的質(zhì)點(diǎn)，在周期內(nèi)振動(dòng)的路程才是。8一列沿x軸傳播的簡諧橫波，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)質(zhì)元p恰在波峰，質(zhì)元q恰在平衡位置且向上振動(dòng)再過0.2s，質(zhì)點(diǎn)q第一次到達(dá)波峰，則下列說法正確的是： （ ）a波沿x軸負(fù)方向傳播b波的傳播速度為30m/sc1s末質(zhì)點(diǎn)

9、p的位移為零d質(zhì)點(diǎn)p的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x=0.2sin（2t+）me00.9s 時(shí)間內(nèi)p點(diǎn)通過的路程為（）m【答案】bce 【名師點(diǎn)睛】本題要能根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)過程確定周期，判斷波的傳播方向是應(yīng)具備的基本功質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程要根據(jù)位移和速度方向由數(shù)學(xué)知識分析函數(shù)特征，寫出振動(dòng)方程。9一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)p的速度為v，經(jīng)過0.2s它的速度大小、方向第一次與v相同，再經(jīng)過10s它的速度大小、方向第二次與v相同，則下列判斷中正確的有： （ ）a波沿x軸正方向傳播，波速為5m/sb波沿x軸負(fù)方向傳播，波速為5m/sc質(zhì)點(diǎn)m與質(zhì)點(diǎn)q的位移大小總是相等、方向總是相反d若某時(shí)

10、刻質(zhì)點(diǎn)m到達(dá)波谷處，則質(zhì)點(diǎn)p一定到達(dá)波峰處e從圖示位置開始計(jì)時(shí)，在22 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)p的位移為20cm【答案】ade【名師點(diǎn)睛】本題在于關(guān)鍵分析質(zhì)點(diǎn)p的振動(dòng)情況，確定p點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向和周期考查把握振動(dòng)與波動(dòng)聯(lián)系的能力10.一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)p的速度為，經(jīng)過它的速度大小、方向第一次與相同，再經(jīng)過它的速度大小、方向第二次與相同，則下列判斷中正確的是： （ ）a波沿軸負(fù)方向傳播，波速為b波沿軸正方向傳播，波速為c若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)m到達(dá)波谷處，則質(zhì)點(diǎn)p一定到達(dá)波峰處d質(zhì)點(diǎn)m與質(zhì)點(diǎn)q的位移大小總是相等、方向總是相反e從圖示位置開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)p的位移為【答案】ace【解析】

11、由圖讀出波長，根據(jù)題意分析得到該波的周期，則波速為而且圖示時(shí)刻p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向沿軸負(fù)方向，則沿軸負(fù)方向傳播，故a正確，b錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)m與p平衡位置間相距半個(gè)波長，振動(dòng)情況總是相反，m質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷處，p質(zhì)點(diǎn)一定到達(dá)波峰處，故c正確；圖示時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)m與質(zhì)點(diǎn)q的位移大小相等、方向相反，但它們平衡位置之間的距離不是半個(gè)波長的奇數(shù)倍，位移不是總是相反，故d錯(cuò)誤；波的周期，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)p正處于波峰位置，故位移為，故e正確?！久麕燑c(diǎn)睛】本題在于關(guān)鍵分析質(zhì)點(diǎn)p的振動(dòng)情況，確定p點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向和周期考查把握振動(dòng)與波動(dòng)聯(lián)系的能力。11兩列簡諧橫波的振幅都是20cm，傳播速度大小相同。實(shí)線波的頻率為2hz

12、，沿x軸正方向傳播；虛線波沿x軸負(fù)方向傳播。某時(shí)刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇，則： （ ）a在相遇區(qū)域會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象b實(shí)線波和虛線波的頻率之比為3:2c平衡位置為x=6m處的質(zhì)點(diǎn)此刻速度為零d平衡位置為x=85m處的質(zhì)點(diǎn)此刻位移y>20cme從圖示時(shí)刻起再經(jīng)過0.25s，平衡位置為x=5m處的質(zhì)點(diǎn)的位移y<0【答案】bde【名師點(diǎn)睛】根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向或者根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷波傳播方向時(shí)，走坡法是一種重要的方法，即下坡路上，上坡路下，簡諧橫波在傳播過程中波上的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相隔波長的整數(shù)倍時(shí)，則這兩個(gè)點(diǎn)為同相點(diǎn)，即振動(dòng)步調(diào)相同

13、，如果兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相隔半波長的奇數(shù)倍時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)為反相點(diǎn)，即振動(dòng)步調(diào)相反。12一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)平衡位置位于x=3m處的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，若a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為，周期為t，則： （ ）a、波沿x負(fù)方向傳播b、t=t/4時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)正向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)c、當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸方向運(yùn)動(dòng)d、在某一時(shí)刻，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同e、t=3t/4時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)【答案】ace【名師點(diǎn)睛】在根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向或者根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷波傳播方向時(shí)，走坡法是一種重要的方法，即下坡路上，上坡路下，簡諧橫波在傳播過

14、程中波上的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相隔波長的整數(shù)倍時(shí)，則這兩個(gè)點(diǎn)為同相點(diǎn)，即振動(dòng)步調(diào)相同，如果兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相隔半波長的奇數(shù)倍時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)為反相點(diǎn)，即振動(dòng)步調(diào)相反。二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分）13（10分）一列橫波在x軸上傳播，在t10時(shí)刻波形如下圖實(shí)線所示，t20.05 s時(shí)刻波形如下圖虛線所示。若周期大于0.025s，則最小波速和最大波速分別是多少？方向如何？ 【答案】最小速度，方向沿x軸正向；最大速度，方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向【解析】當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)，有：，且n0或1 當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，有:，

15、且n0或1 由波速公式可知，當(dāng)速度v最小時(shí)，周期t最大，當(dāng)速度最大時(shí)，周期最小。分析上面兩類情況可知當(dāng)周期最大時(shí)，波沿x軸正方向傳播，且在中取n0，即，則，最小速度，方向沿x軸正向當(dāng)v最大時(shí)，波沿x軸負(fù)方向傳播，且在中取n1，即，則，最大速度，方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要抓住波的周期性和雙向性，根據(jù)波形的平移法確定波傳播距離與波長的關(guān)系，再求解波速的通項(xiàng)，而不是特殊值。14（10分）如圖所示是一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t0.25s時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播速度v=4m/s。（1）（4分）求x25m處的質(zhì)點(diǎn)在045s內(nèi)通過的路程及t45s時(shí)的位移；（2）（6分）此時(shí)a點(diǎn)的橫坐標(biāo)為

16、0.25米，試求從圖示時(shí)刻開始經(jīng)過多少時(shí)間a點(diǎn)第三次出現(xiàn)波峰？ 【答案】（1）s=144mx=-4cm（2）t=14375s 【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于機(jī)械波的傳播問題；解決本題的關(guān)鍵要知道質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)的路程等于4倍的振幅，波形平移法是研究波動(dòng)圖象常用的方法，要能熟練運(yùn)用。15（15分）如圖所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，t=0時(shí)刻傳播到o點(diǎn)，實(shí)線為此時(shí)的波形圖，虛線為t=0.9s時(shí)的波形圖，波的周期t>0.9s，求波的傳播速度；寫出t=0時(shí)刻離開平衡位置-0.2m、離o點(diǎn)最近的質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)；畫出t=0時(shí)刻離開平衡位置-0.2m質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像?！敬鸢浮浚?，-0.2）如圖所示【名師點(diǎn)睛】在根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向或者根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷波傳播方向時(shí)，走坡法是一種重要的方法，即下坡路上，上坡路下，簡諧橫波在傳播過程中波上的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相隔波長的整數(shù)倍時(shí)，則這兩個(gè)點(diǎn)為同相點(diǎn)，即振動(dòng)步調(diào)相同，如果兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相隔半波長的奇數(shù)倍時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)為反相點(diǎn)，即振動(dòng)步調(diào)相反。16（15