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第2讲机械波A组2014—2015年模拟·基础题组时间:30分钟分值:40分一、选择题(每题6分,共24分)1.(2015湖北八市联考)(多选)在t=0时刻向平静水面的O处投下一块石头,水波向东西南北各个方向传播开去,当t=1s时水波向西刚刚只传到M点(图中只画了东西方向,南北方向没画出),OM的距离为1m,振动的最低点N距原水平面15cm,如图,则以下分析正确的是()A.t=1s时O点的运动方向向上B.该水波的波长为2mC.振动后原来水面上的M点和N点永远不可能同时出现在同一水平线上D.t=1.25s时刻M点和O点的速度大小相等方向相反E.t=2s时刻N点处于平衡位置2.(2014辽宁大连模拟)一列简谐横波以1m/s的速率沿绳子由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,质点A刚从平衡位置开始向上振动,其振动图象如图乙所示,则B点的振动图象为下面四个图中的()3.(2014浙江丽水中学月考)如图甲所示,S点为波源,P点距S的距离为r,t=0时刻S点由平衡位置开始振动,产生沿直线向右传播的简谐横波,图乙为P点从t1时刻开始振动的振动图象,则以下说法正确的是()甲乙A.t=0时刻波源S的振动方向沿y轴负方向B.t2时刻P点振动速度最大,方向沿y轴负方向C.该简谐波的波长为D.若波源停止振动,则P点也马上停止振动4.(2014山东淄博一模)(多选)如图所示,沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200m/s,下列说法中正确的是()A.图示时刻质点b的加速度正在减小B.从图示时刻开始,经过0.01s,质点a通过的路程为20cmC.若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为50HzD.若该波传播中遇到宽约4m的障碍物,能发生明显的衍射现象二、非选择题(共16分)5.(2015江苏苏北四市二次调研)(6分)如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。a、b、c、d四点中振动减弱的点为,经四分之一周期,不在平衡位置的点为。6.(2015河南三市联考)(10分)如图所示,一列水平向右传播的简谐横波,波速大小为v=0.6m/s,P质点的平衡位置坐标为x=0.96m。从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距O点0.24m的位置),求:①经过多长时间,P质点第一次到达波峰?②经过多长时间,P质点第二次到达波谷?P质点第二次到达波谷时,P质点通过的路程及该时刻的位移为多少?B组2014—2015年模拟·提升题组时间:35分钟分值:50分一、选择题(每题6分,共24分)1.(2015湖北八市联考)(多选)如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图象,乙图是x=2m处质点P的振动图象,下列判断正确的是()A.该波的传播速率为4m/sB.该波沿x轴正方向传播C.经过0.5s,质点P沿波的传播方向移动2mD.若遇到3m的障碍物,该波能发生明显的衍射现象2.(2015天津十二区县重点学校联考)(多选)a、b、c是某弹性绳上的三个质点,沿绳建立x坐标轴。一简谐横波正在沿x轴的正方向传播,振源的周期T=0.4s,t=0.2s时的波形如图所示,则()A.波速为10m/sB.质点b开始振动时,速度方向沿y轴正方向C.t=0.6s时,质点b处于波峰D.0到0.5s内,质点c通过的路程为0.3m3.(2015山东泰安质检)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.1s时刻的波形如图中的虚线所示。波源不在坐标原点O,P是传播介质中离坐标原点2.5m处的一个质点。则以下说法正确的是()A.波的频率可能为7.5HzB.波的传播速度可能为50m/sC.质点P的振幅为0.1mD.在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点也一定向上振动4.(2014江西景德镇第一次质检)(多选)如图所示是一列简谐横波t=0时刻的图象,经过Δt=1.2s时,恰好第三次重复出现图示的波形。根据以上信息,下面各项能确定的是()A.波的传播速度的大小B.经过Δt=0.3s时间,质点P通过的路程C.t=0.6s时刻质点P的速度方向D.t=0.9s时刻的波形图二、非选择题(共26分)5.(2014陕西五校联考)(12分)一列简谐横波由质点A向质点B传播,已知A、B两点相距4m,这列波的波长大于2m而小于20m。如图甲、乙表示在波的传播过程中A、B两质点的振动图象,求波的传播速度。6.(2015河南洛阳五校联考)(14分)一列简谐横波沿x方向传播,如图所示,其中实线和虚线分别为t=0和t=0.5s两时刻的波形图,坐标为x=8m处的质点在t=0时刻运动方向沿y轴负方向。(1)判断这列波的传播方向;(2)如果T0.5s,求波速;(3)如果T0.5s,求波速的所有可能值。第2讲机械波A组2014—2015年模拟·基础题组一、选择题1.ABDt=1s时O点向上运动,A正确;由OM=1m知波长为2m,B正确;t=1s时,M点向下振动,N点向上振动,当两者的位移向下且相等时,处于同一水平线上,C错误;O点和M点相距半个波长,振动情况相反,D正确;2s内点N振动1.5s,其位置在正向最大位移处,E错误。2.B该波由A传到B所需时间为t==3s,所以质点B在t=3s时才开始振动,且振动情况为重复质点A的振动,即起振方向为由平衡位置向上振动,故选B。3.C据题意,当机械波在t1时刻刚传到P点时,P点的起振方向向上,说明t=0时,波源的振动方向沿y轴正方向,A选项错误;据图可知,t2时刻质点P处于平衡位置向上振动,即此时质点P具有正向的最大速度,B选项错误;这列波从波源S传到距离r的P点时所用的时间为t1,则这列波的传播速度为v=r/t1,那么由图可得这列波的波长为λ=vT=,则C选项正确;如果波源停止振动,则P点需要经过t1时间才会停止振动,所用D选项错误。4.CD已知波沿x轴正方向传播,则b质点在图示时刻振动方向沿y轴负方向,位移增大,加速度增大,选项A错误;波的周期T==s=0.02s,从图示时刻,经0.01s,a从波峰到达波谷,通过的路程为2A=40cm,选项B错误;产生稳定干涉的条件是两列波频率相同,而该列波的频率f==50Hz,因此选项C正确;发生明显衍射的条件是波的波长大于障碍物的尺寸,或与障碍物的尺寸相差不多,因该波波长为4m,故传播过程中遇到宽约4m的障碍物时可发生明显的衍射现象,选项D正确。二、非选择题5.答案ad解析波峰与波谷相遇叠加,振动减弱,波峰与波峰或波谷与波谷相遇时,振动加强,且加强与减弱的区域相互间隔。由图可知,a点为振动减弱的点,b、c、d点均为振动加强的点。经四分之一周期后,a、b、c三点均到达平衡位置,但d点不在平衡位置。6.答案①1.5s②1.7s0.25m-5cm解析由波形图可知,波长λ=0.24m,波上质点振动的振幅为A=5cm,波上质点振动的周期为:T===0.4s①P质点第一次到达波峰所需的时间,就是初始时刻x=0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间,由图可知:Δx1=0.96m-0.06m=0.90m则t1==s=1.5s②为了求P质点第二次到达波谷所需的时间,可选取初始时刻x=0.18m处的质点的振动状态作为研究对象,该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间,则:Δx2=0.96m-0.18m=0.78mt2=+T=s+0.4s=1.7s设波最右端传到P处所需时间为t3,有:t3=s=1.2s所以从质点P起振到第二次到达波谷历时Δt=t2-t3=1.7s-1.2s=0.5s,相当于1T所以P通过的路程为5A=0.25m此时刻质点P的位移为-5cmB组2014—2015年模拟·提升题组一、选择题1.AD由题图可知,机械波的波长为λ=4m,周期为T=1s,则v==4m/s,该波的传播速率为4m/s,选项A正确;由乙图可知,t=0时刻质点P经平衡位置往下振动,由甲图可知,该波沿x轴负方向传播,选项B错误;质点P只在平衡位置附近振动,不沿波的传播方向移动,选项C错误;由于波长大于障碍物尺寸,该波能发生明显的衍射现象,选项D正确。2.ACD由题图可以看出:λ=4m、A=0.3m,由v==10m/s知A正确;质点b开始振动时的速度方向即波源的起振方向向下,故B错误;t=0.2s时波传播到a,再经过Δt==0.1s,质点b开始向下振动,当t=0.6s时,质点b恰好振动了个周期处于波峰,C正确;从图示时刻开始,再经过Δt'==0.2s,质点c开始振动,t=0.5s时质点c恰好从平衡位置第一次运动到波谷,故通过的路程为一个振幅,D正确。3.BC从题图中可以看出从实线传播到虚线的时间为:t=T(n=0,1,2…),波的频率为f===Hz=2.5(4n+1)Hz(n=0,1,2…),A错误;从图中得出波长为:λ=4m,波的传播速度为v=λf=10(4n+1)m/s(n=0,1,2…),当n=1时,v=50m/s,B正确;从图中可以看出质点P的振幅为0.1m,C正确;从图中可知t=0.1s时,质点P向上振动,与P相距5m的质点与质点P相距1个波长,若该质点在P点左侧,它正在向下振动,若该质点在P点右侧,它正在向上振动,D错误。4.ABD由题知该波的周期为0.6s,波长为8m,求得波速为m/s,A正确,经过0.3s,即半个周期,质点P运动路程为振幅的2倍,则路程为20cm,B正确;简谐横波传播方向未知,无法确定0.6s时质点P的振动方向,C错误;经历0.9s,即1T,则其波形与图示波形相反,D正确。二、非选择题5.答案见解析解析由振动图象可知周期T=0.4s。分析图象可知:t=0时,质点A位于+y方向最大位移处,而质点B则经过平衡位置向-y方向运动。所以A、B间距4m=(n+)λ,则λ=m,其中n=0,1,2,…。因为这列波的波长大于2m而小于20m,所以n有0、1两个可能的取值。则当n=0时,有λ1=m当n=1时,有λ2=m。又由v=,得v1=m/s或m/s。6.答案(1)沿x轴正方向(2)4m/s(3)4(4n+1)m/s(n=1,2,3…)解析(1)根据x=8m处的质点在t=0时刻的运动方向可判定,该简谐横波的传播方向沿x轴正方向。(2)设该简谐横波中质点的振动周期为T(T0.5s),该波的波长λ=8m,根据题目所给信息可得T=0.5s根据公式v=可得v=4m/s(3)若T0.5s,则(+n)T=t=0.5s(n=1,2,3…),解得T=s(n=1,2,3…)因v=则波速的所有可能值为v=4(4n+1)m/s(n=1,2,3…)。