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    2022三维设计一轮大本高考物理课时跟踪检测(四十四)　机,械,波

    时间：2021-04-28 00:13:04 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

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    　课时跟踪检测( ( 四十四) )

    　机

    　械

    　波

    　 1 ．( 多选)(2020· 全国大联考)图 图 1 为医生正在为病人做 B 超检查，B 超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声成 波信号由计算机处理，从而形成 B 超图象。图 2 为血管探头沿 x 轴正方向发送的简谐超声波图象，t ＝0 时刻波恰好传到质点 M 。已知此超声波的频率为 1 ×10 7

    　Hz 。下列说法正确的是 是(

    　)

    　A ．血为 管探头发出的超声波在血管中的传播速度为 1.4 ×10 3

    　m/s B ．质点 M 开始振动的方向沿 y 轴正方向 C ．t ＝1.25 ×10－ 7

    　s 时质点 M 运动到横坐标 x ＝3.5 ×10－ 4

    　m 处 D ．0 ～1.25 ×10－ 7

    　s 内质点 M 的路程为 2 mm E ．t ＝1.25 s 时质点 N 开始振动，振动方向沿 y 轴负方向 解析：选 选 ADE

    　由题图 2 知波长 λ＝ ＝14 ×10－ 2

    　mm ＝1.4 ×10－ 4 m ，由 v ＝λf 得波速 v ＝1.4 ×10－ 4 ××1 ×10 7

    　m/s ＝1.4×10 3

    　m/s ，选项 A 正确；根据波动与振动方向间的关系，质点M 开始振动的方向沿 沿 y 轴负方向，选项 B 错误；质点 M 只会上下振动，不会随波迁移，选项 项 C 错误；质点 M 振动的周期 T ＝ 1f ＝11 ×10 7

    　s ＝1 ×10－ 7

    　s ，由于 ΔtT ＝ 1.25 ×10－ 71 ×10－ 7 ＝ 54 ，质点M 在 在 0 ～1.25 ×10－ 7 s 内运动的路程 l ＝ 54 ××4A＝ ＝ 54 ××4 ×0.4 mm ＝2 mm ，选项 D 正确；根据点 波动与振动方向间的关系，质点 N 开始振动的方向沿 y 轴负方向，超声波由 M 点传到 N 点为 的时间为 t ＝ MNv＝  35 －17.5  ×10 21.4 ×10 3 s ＝1.25 s ，故 E 正确。

    　2 ．(2020· 山东等级考) 一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴负方向传播，已知 x＝ ＝ 54 λ 处质为 点的振动方程为 y ＝Acos     2πTt ，则 t＝ ＝ 34 T 时刻的波形图正确的是(

    　)

    　 解析：选 选 D

    　根据题述，x ＝ 5λ4程 处质点的振动方程 y ＝Acos     2πTt ，t ＝ 3T4刻 时刻 x ＝ 5λ4处质移 点的位移 y ＝Acos     2πT× 3T4＝ ＝Acos     3π2＝ ＝0 ，再经微小时间 Δt ，位移 y 为正值，可知质点向沿 上运动，根据题述波沿 x 轴负方向传播，知 可知 t ＝ 3T4是 时刻的波形图正确的是 D 。

    　3.( 多选) 一横波在某时刻的波形图如图所示，已知质点 F 此时运动方向为竖直向下，则(

    　) A ．波向左传播 B ．质点 H 与质点 F 的运动方向相同 C ．质点 C 比质点 B 先回到平衡位置 D ．此时质点 C 的加速度为零 E ．此时速度大小最大的质点是 A 、E 、I 解析：选 选 ACE

    　由 由 “ 上下坡法 ”项 可得，选项 A 正确；质点 H 与质点 F 的运动方向相项 反，选项 B 错误；质点 B 运动方向向上，因此质点 C 比质点 B 先回到平衡位置，选项 C 正 正点 确；此时质点 C 的加速度最大，速度为零，选项 D 错误；平衡位 置处质点速度最大，选项E 正确。

    　4.( 多选)(2020· 绵阳模拟) 一频率为600 Hz 的声源以20 rad/s 的角为 速度沿一半径为 0.8 m 的圆周( 圆心为 O 点) 做匀速圆周运动。一观察的 者站在离圆心很远的 P 点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到(

    　) A ．声源在 A 点时发出声音的频率大于 600 Hz B ．声源在 B 点时发出声音的频率等于 600 Hz C ．声源在 C 点时发出声音的频率等于 600 Hz D ．声源在 C 点时发出声音的频率小于 600 Hz E ．声源在 D 点时发出声音的频率小于 600 Hz 解析：选 选 ABD

    　根据多普勒效应，当声源和观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于声源的频率；当声源和观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于声源的频率。将

    　至 声源运动至 A 、B 、C 、D 四个点时相对于观察者的速度方向标出来，可得：声源运动到 A到 点时有靠近观察者的趋势，运动到 C 点时有远离观察者的趋势，声源在 B 、D 两点的速度于 方向垂直于 O 点与观察者的连线，故 A 、B 、D 正确，C 、E 错误。

    　5 ．( 多选) 某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以 1.8 m/s 的速率向着海滩传播，第 但他并不向海滩靠近。该同学发现从第 1 个波峰到第 10 个波峰通过身下为 的时间间隔为 15 s。

    　。下列说法正确的是(

    　) A ．水面波是一种机械波 B ．该水面波的频率为 6 Hz C ．该水面波的波长为 3 m D ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去 E ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 解析：选 选 ACE

    　水面波是一种机械波，选项 A 正确。根据题意得周期 T ＝ 159 s＝ ＝ 53

    　s，，率 频率 f ＝ 1T ＝＝0.6 Hz ，选项 B 错误。波长 λ ＝ vf ＝ 1.80.6

    　m ＝3 m ，选项 C 正确。波传播过程中，项 传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，选项 D 错误，选项 E 。

    　正确。

    　6 ．( 多选) 图甲为一列简谐横波在 t ＝0.20 s 时刻的波形图，P 点是平衡位置在 x ＝1.0 m处的质点，Q 点是平衡位置在 x ＝4.0 m 处的质点，M 点是平衡位置在 x ＝8.0 m 处的质点；点 图乙为质点 Q 的振动图象。下列说法正确的是(

    　)

    　A ．该波向左传播，波速为 40 m/s B ．质点 M 与质点 Q 的运动方向总是相反 C ．t ＝0.75 s 时，Q 点的位移为 10 cm D ．在 0.50 s 时间内，质点 M 通过的路程为 1.0 m E ．质点 P 做简谐运动的表达式为 y ＝10sin     10πt＋ ＋ 3π4cm 解析：选 选 BDE

    　由题图乙可知 Q 点在 0.20 s 时向上运动，故波沿 x 轴正方向传播，波速 速 v ＝ λT ＝80.20

    　m/s ＝40 m/s ，选项 A 错误；质点 M 与质点 Q 相差半个波长，则它们的运项 动方向总是相反，选项 B 正确；t ＝0.75 s ＝3 34 T 时，Q 点的位移为－10 cm ，选项 C 错误；在 在 0.50 s ＝2.5T 时间内，质点 M 通过的路程为 2.5 ×4A ＝100 cm ＝1.0 m ，选项 D 正确；ω

    　＝ 2πT＝10π rad/s ，t ＝0 时，质点 P 沿 沿 y 轴负方向运动，设 P 质点做简谐运动表达式为 y ＝Asin(10πt ＋φ 0 ) ，波形向右平移 1 m 时，质点 P 到达平衡位置，所用时间最短为 t ＝ xv ＝＝0.025 rad ，可知 0 ＝sin(10π ×0.025 rad ＋φ 0 ) ，解得 φ 0 ＝ 34 π ，则点 质点 P 做简谐运动的表达式为 y ＝10sin     10πt ＋ 3π4cm ，选项 E 正确。

    　7 ．如图(a) ，在 xy 平面内有两个沿 z 方向做简谐运动的点波源 S 1 (0,4)和 和 S 2 (0 ，－2) 。两波源的振动图泵分别如图(b) 和图(c) 所示。两列波的波速均为 1.00 m/s 。两列波从波源传播点 到点 A(8 ，－2) 的路程差为________ m点 ，两列波引起的点 B(4,1) 处质点的振动相互________( 选填 “ 加强 ” 或 “ 减弱” ”) ，点 C(0,0.5) 处质点的振动相互 互________( 选填 “ 加强 ”或 “ 减弱” ”) 。

    　解析：源 点波源 S 1 (0,4) 的振动形式传播到点 A(8 ，－2) 的路程为 L 1 ＝ ＝10 m ，点波源 S 2 (0， ，－ －2) 的振动形式传播到点 A(8 ，－2) 的路程为 L 2 ＝ ＝8 m ，两列波从波源传播到点 A(8 ，－2)为 的路程差为 ΔL ＝L 1 －L 2 ＝ ＝2 m 。由于两列波的波源到点 B(4,1) 的路程相等，路程差为零，且t ＝0 时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点 B 时振动方向相反，引起点 B 处为 质点的振动相互减弱。由振动图线可知，波动周期为 T ＝2 s ，波长 λ ＝vT ＝2 m 。由于两列点 波的波源到点 C(0,0.5) 的路程分别为 3.5 m 和 和 2.5 m ，路程差为 1 m ，而 t ＝0 时两列波的波点 源的振动方向相反，所以两列波到达点 C 时振动方向相同，引起点 C 处质点的振动相互加强。

    　答案：2

    　减弱

    　加强

    　8 ．( 多选)(2018· 全国卷Ⅲ Ⅲ) 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t ＝0 和 和 t ＝0.20 s 时的波期 形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期 T ＞0.20 s 。下列 说法正确的是(

    　)

    　A ．波速为 0.40 m/s B ．波长为 0.08 m C ．x ＝0.08 m 的质点在 t ＝0.70 s 时位于波谷

    　D ．x ＝0.08 m 的质点在 t ＝0.12 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：选 选 ACE

    　因周期 T ＞0.20 s ，故波在 t ＝0 到 到 t ＝0.20 s 时间内传播的距离小于波长 长 λ离 ，由题图可知传播距离 Δx ＝0.08 m ，故波速 v ＝ ΔxΔt ＝＝0.40 m/s ，故 A 正确。由题图可知波长 λ＝ ＝0.16 m ，故 B 错误。由 v ＝ λT 期得，波的周期 T ＝ λv ＝＝0.40 s ，根据振动与波动的关系知t ＝0 时，x ＝0.08 m 的质点沿＋y 方向振动，t ＝0.70 s ＝1 34 T ，故此时该质点位于波谷；因为14 T ＜0.12 s＜ ＜ T2 时，此时 x ＝0.08 m 的质点在 x 轴上方沿－y 方向振动，故 C 正确，D 错误。根据 据 λ ＝ vf 为得波速变为 0.80 m/s 时波长 长 λ ＝0.32 m ，故 E 正确。

    　9 ．( 多选) 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t 时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚到 好传到 P 点，t ＋0.6 s 时刻的波形如图中的虚线所示，a 、b 、c 、P 、Q 是介质中的质点。下列说法正确的是(

    　)

    　A ．这列波的波速可能为 50 m/s B ．质点 a 在这段时间内通过的路程一定小于 30 cm C ．质点 c 在这段时间内通过的路程可能为 60 cm D ．若周期 T ＝0.8 s ，则在 t ＋0.5 s 时刻，质点 b 、P 的位移相同 E． ．期 若周期 T ＝0.8 s ，从 t ＋0.4 s 时刻开始计时，则质点 c 的振动方程为 x ＝0.1sin πt(m) 解析：选 选 ACD

    　由题图可知波长 λ＝ ＝40 m ，且 0.6 s ＝nT ＋ 34 T(n ＝0,1,2， ，… …) ，解得周期T ＝2.44n ＋3

    　s(n ＝0,1 ，2， ，… …) 。当 n ＝0 时，T ＝0.8 s ，波速 v ＝ λT ＝＝50 m/s ，选项 A 正确。由沿 传播方向沿 x 轴正方向可知质点 a 在 在 t 时刻向上运动，当 n ＝0 时，T ＝0.8 s ，则质点 a 在这于 段时间内通过的路程小于 30 cm ；当 n ＝1 时 时 ，T ＝ 2470

    　s ，质点 a 在这段时间内通过的路程大于 于 30 cm ，选项 B 错误。若 n ＝1 ，则 T ＝ 2470

    　s ，波传播到 c 点所用时间为 14 T,0.6 s＝＝ 7T4，质点 点 c 振动的时间为 74 T － 14 T ＝ 32 T ，故在这段时间内质点 c 通过的路程则为 6A ＝60 cm ，选项C 正确。若 T ＝0.8 s ，t ＋0.5 s 时刻，质点 b 、P 的位移均为负值，大小相等，选项 D 正确。若 若 T ＝0.8 s ，从 t ＋0.4 s 时刻开始计时，则质点 c 的振动方程为 y ＝0.1·cos 52 πt(m) ，选项 E错误。

    　10.(2018· 北京高考) 如图所示，一列简谐横波向右传播，P 、Q 两质点距 平衡位置相距 0.15 m 。当 P 运动到上方最大位移处时，Q 刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是(

    　) A ．0.60 m

    　 B ．0.30 m C ．0.20 m

    　 D ．0.15 m 解析：选 选 B

    　由题意，P 、Q 两点之间的间距为 λ2 ＋nλ＝ ＝0.15 m(n ＝0,1,2， ，… …) ，故 n ＝0时，λ＝ ＝0.3 m ；n ＝1 时，λ＝ ＝0.1 m 。选项 B 正确。

    　11.(2020· 全国卷Ⅰ Ⅰ) 一振动片以频率 f 做简谐振动时，固定在振动片上 上的两根细杆同步周期性地触动水面上 a 、b 两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c 是水面上的一点，a 、b 、c 间的距离均为 l， ，除 如图所示。已知除 c 点外，在 ac 连线上还有其他振幅极大的点，其中距c 最近的点到 c 的距离为 38 l 。求 (1) 波的波长； (2) 波的传播速度。

    　解析：(1) 如图所示，设距 c 点最近的振幅极大的点为 d 点，a 与 与 d为 的距离为 r 1 ，b 与 与 d 的距离为 为 r 2 ，d 与 与 c 的距离为 s ，波长为 λ 。则 r 2 － －r 1 ＝λ① ① 由几何关系有 r 1 ＝ ＝l －s ② r 2 2 ＝ ＝(r 1 sin 60°) 2 ＋ ＋(l －r 1 cos 60°) 2 ③ ③ 联立 ①②③ 式并代入题给数据得 λ ＝ 14 l 。④ ④ (2) 波的频率为 f ，设波的传播速度为 v ，有 v ＝fλ⑤ ⑤ 联立 ④⑤ 式得 v ＝ fl4 。。

    　答案：(1) 14 l

    　(2)fl4

    　12 ．(2020· 山东省淄博模拟) 简谐横波沿 x 轴传播，M 、N 是 是 x 轴上两质点，如图甲是质点 点 N 的振动图象。图乙中实线是 t ＝3 s 时刻的波形图象，质点 M 位于 x ＝8 m 处，虚线是过 再过 Δt 时间后的波形图象。图中两波峰间距离 Δx ＝7.0 m 。求：

    　 (1) 波速大小和方向； (2) 时间 Δt 。

    　解析：(1) 由题图知 T ＝6 s ，λ＝ ＝8 m 为 则波速大小为 v ＝ λT ＝ 43

    　m/s t ＝3 s 时，质点 N 向下振动，故波沿 x 轴负方向传播。

    　(2) 由题意知，时间 Δt ＝nT ＋ Δxv＝     6n＋ ＋ 214s(n ＝0,1,2,3 …) 。

    　答案：

    　见解析 13 ．一列简谐横波沿 x 轴传播在 t 1 ＝ ＝0( 实线)和 和 t 2 ＝ ＝0.5 s( 虚线) 时刻的波形图如图所示。

    　(1)若 若 t 1 刻 时刻 x ＝2.5 m 处的质点正沿 y 轴负方向振动，求该质点从 t 2 时刻位置第一次回到 到 t 1 时刻的位置所经过的最长时间； (2) 若波动的周期 T ≤0.5 s ≤2T ，则在 1 s 内波形传播的距离为多少？ 解析：(1) 由题图知，在 t 1 刻 时刻 x ＝2.5 m 处的向 质点正向 y 轴负方向运动，所以该波沿 x到 轴的负方向传播。结合题图可知，该质点回到 t 1 为 时刻的位置波形传播的最小距离为 Δx ＝1 m， ，λ＝ ＝4 m ，波传播的速度 v ＝ nλ＋＋3 mΔt(n ＝0,1,2 …) ，n ＝0 时波速最小，x ＝2.5 m 处质点回到t 1 时刻的位置经过的时间最长，t max ＝Δxv min ＝ 16

    　s 。

    　(2) 由于 T ≤0.5 s ≤2T ，若波沿 x 轴正向传播，则 0.5 s 内波传播的距离为 x 1 ＝λ ＋Δx 1 ＝ ＝5 m ，故波在 1 s 内传播的距离为 10 m ；若波沿 x 轴负则 向传播，则 0.5 s 内波传播的距离为 x 2＝λ ＋Δx 2 ＝ ＝7 m ，故波在 1 s 内传播的距离为 14 m 。

    　答案：(1) 16

    　s

    　(2)10 m 或或 14 m

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