2020年高考物理《机械振动、机械波》专题训练卷及答案解析
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1、20202020 年高考物理年高考物理专题专题训练训练卷卷 机械振动、机械波机械振动、机械波 一一、选择题选择题 1.一简谐横波沿x轴正方向传播,在tT 2时刻,该波的波形图如图(a)所示,P、Q 是介 质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是_。 A质点Q的振动图象与图(b)相同 B在t0 时刻,质点P的速率比质点Q的大 C在t0 时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大 D平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示 E在t0 时刻,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大 解析 tT 2时刻, 题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动, 而题图(a)中质点
2、 Q在tT 2时刻从平衡位置向上振动, 平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动, 所以 质点Q的振动图象与题图(b)不同,平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如题图(b)所示, 选项 A 错误,D 正确;在t0 时刻,质点P处在波谷位置,速率为零,与其平衡位置的距 离最大,加速度最大,而质点Q运动到平衡位置,速率最大,加速度为零,即在t0 时刻, 质点P的速率比质点Q的小, 质点P的加速度比质点Q的大, 质点P与其平衡位置的距离比 质点Q的大,选项 B 错误,CE 正确。 答案 CDE 2.一列机械波上的A、B两质点在 00.8 s 内的振动图象分别如图(甲)、(乙)所示,A、 B相距 0.
3、7 m,则_。 A该机械波的周期一定为 0.8 s B该机械波的波速可能为 0.2 m/s C该机械波的波速可能为 1 m/s D该机械波只能从A向B传播 E该机械波的波长最长为 5.6 m 解析 由题图(甲)、(乙)可知,各质点振动周期和机械波周期相同,都是 0.8 s,A 正 确;由题可知有两种情况,若如图 1 所示,则有 n 8 1 0.7 m,解得 5.6 18n m,v T 7 18n m/s(n0,1,2,);若如图 2 所示,则有 n 8 1 0.7 m,解得 5.6 78n m,v T 7 78n m/s(n0,1,2,),将 0.2 m/s 和 1 m/s 分别代入以上两速度
4、表达式,n 能取大于等于 0 的整数时符合题意,反之不符合题意,B 错误,C 正确;若如图 1 所示,波 由B向A传播,若如图 2 所示,从A向B传播,故 D 错误;由以上分析可知当n0 时,得 出两种情况下的最长波长分别为 5.6 m 和 0.8 m,故 E 正确。 答案 ACE 3.某时刻O处质点沿y轴开始做简谐振动,形成沿x轴正方向传播的简谐横波,经过 0.8 s 形成的波的图象如图所示。P点是x轴上距O点 96 cm 处的质点。下列判断正确的是 _。 AO处质点开始振动的方向沿y轴向上 BO处质点振动的周期是 0.8 s C从O处质点振动开始计时,经过 3.2 s,P处质点开始振动 D
5、该波的波速是 30 m/s E从P处质点振动开始计时,再经 0.6 s,P处质点第一次到达波峰 解析 根据波的图象可知O处质点开始振动的方向沿y轴负方向, 选项 A 错误; 该波的 波长为24 cm,经过 0.8 s 波恰好传播了一个周期,则O处质点振动的周期T0.8 s, 选项 B 正确;该波的波速v T 0.3 m/s,选项 D 错误;从O处质点振动开始计时,经过 3.2 s,波传播的距离为xvt0.33.2 m0.96 m,P处质点开始振动,选项 C 正确;从 P处质点振动开始计时,再经3T 4 0.6 s,P处质点第一次到达波峰,选项 E 正确。 答案 (1)BCE 4.一列简谐横波沿
6、x轴正方向传播,在t0 和t0.20 s 时的波形分别如图中实线和 虚线所示。已知该波的周期T0.20 s。下列说法正确的是_。 A波速为 0.40 m/s B波长为 0.08 m Cx0.08 m 的质点在t0.70 s 时位于波谷 Dx0.08 m 的质点在t0.12 s 时位于波谷 E若此波传入另一介质中其波速变为 0.80 m/s,则它在该介质中的波长为 0.32 m 解析 本题考查机械振动和机械波的综合应用。由图象可知,该波的波长 16 cm 0.16 m,选项 B 错误;tnT1 2T(n0,1,2,),可得 T t n1 2 0.20 s,即0.20 s n1 2 0.20 s,
7、解得n0,T0.40 s,波速v T 0.16 0.40 m/s0.40 m/s,选项 A 正确;t 1 0.70 sT3 4T,即从 t0 时刻开始到t0.70 s 时刻,x0.08 m 的质点振动了T3 4T, 则可知t0.70 s 时,该质点位于波谷,选项 C 正确;t20.12 s 3 10T 1 2T,则 x0.08 m 的质点在t0.12 s 时位于平衡位置和波峰之间的某一位置,选项 D 错误;机械波传入另 一介质中,其周期不变,则波长vT0.32 m,选项 E 正确。 5.波源在坐标原点上下振动,形成沿x轴正、负方向传播的两列简谐横波,t10 时刻 的波形如图中实线所示,t20.
8、5 s 时刻的波形如图中虚线所示,P、Q是此时位于平衡位置 的两个质点。下列说法正确的是_。 At10 时刻波源的振动方向向下 Bt20.5 s 时刻P、Q质点的振动方向相反 C波从波源分别向x轴正、负方向的传播速度之比为 43 Dt35.5 s 时x10 m 处的质点处于波峰位置 E从t2时刻起到x10 m 处的质点第一次到波峰,质点P走过的路程为 40 cm 解析 根据题述和波形图可知,t10 时刻,波源的振动方向向下,选项 A 正确;t2 0.5 s 时刻,P、Q质点的振动方向都向下,选项 B 错误;由波形图可知,沿x轴正方向传播 的简谐横波,波长为 4 m,沿x轴负方向传播的简谐横波,
9、波长为 3 m,周期相等,由 vT可知,波从波源分别沿x轴正、负方向传播的速度之比为 43,选项 C 正确;由 t 0.5 sT 4,可得周期 T2 s,则沿x轴正方向传播的波的波速为 2 m/s,波从 0 时刻传播到 x10 m 处需要 3 s,t35.5 s 时刻,x10 m 处的质点已经振动了5 4T,即 x10 m 处的质 点处在波谷位置,选项 D 错误;t20.5 s 时刻,波峰在x2 m 处,再经过 2 个周期波峰传 播到x10 m 处的质点,即x10 m 处质点第一次到达波峰,则质点P走过的路程为 8 个振 幅,即为 85 cm40 cm,选项 E 正确。 6.关于机械振动与机械
10、波的说法中正确的是_。 A机械波的频率等于振源的振动频率 B机械波的传播速度与振源的振动速度相等 C质点振动的方向总是垂直于波传播的方向 D在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离 E机械波在介质中传播的速度由介质本身决定 解析 机械波的频率是振源的振动频率,A 正确;机械波的传播速度与振源的振动速度 无关,B 错误;波分横波与纵波,纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上,C 错误;由v T 可知,沿波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离,D 正确;机械 波在介质中传播的速度由介质本身决定,E 正确。 7.图甲为一列简谐横波在t0 时刻的波形图,图乙为介质中
11、x2 m 处的质点P的振动 图象。下列说法正确的是_。 A波沿x轴负方向传播 B波速为 20 m/s Ct0.15 s 时刻,质点P的位置坐标为(5 m,0) Dt0.15 s 时刻,质点Q的运动方向沿y轴负方向 Et0.15 s 时刻,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离 解析 由乙图读出,t0 时刻质点P的速度向下,则由波形平移法可知,这列波沿x 轴正方向传播,故 A 错误;由甲图知,这列波的波长4 m,由乙图读出,该波的周期T 0.2 s,则波速为v T 4 0.2 m/s20 m/s,故 B 正确;图示时刻 P点沿y轴负方向运动, t0.15 s3 4T,质点 P恰好到达正
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