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课时作业(三十三)机械波1.如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，则()A．1cmx3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时正在波峰位置D．Q处的质点此时运动到P处2.(2012·天津卷)沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t＝140s时()A．质点M对平衡位置的位移一定为负值B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反3.如图所示，简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10m/s，振动方向都平行于y轴，t＝0时刻，这两列波的波形如图所示．下图画出的是平衡位置在x＝2m处的质点从t＝0开始在一个周期内的振动图象，其中正确的是()4.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()5．如图所示，波源P从平衡位置y＝0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T＝0.01s．产生的简谐波向右传播，波速为v＝80m/s.经过一段时间后，S、Q两点开始振动，已知距离SP＝0.4m、SQ＝1.0m．若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则下列说法正确的是()A．图乙能正确描述Q点的振动情况B．图甲能正确描述S点的振动情况C．图丙能正确描述t＝0时刻的波形图D．若在Q点也存在一个波源，振动情况同波源P，则S为振动加强点6．(2013·唐山模拟)如图甲所示，在水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC的顶点上，已知AB＝6m，AC＝8m．t0＝0时刻A、B开始振动，波动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t＝4s时C点开始振动．则()A．该机械波的传播速度大小为4m/sB．两列波相遇后，C点振动加强C．该两列波的波长是2mD．该两列波的周期T＝1s7.沿x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C四点，OA＝AB，BC＝5AB，质点O在垂直于x轴方向做简谐运动，沿x轴传播形成横波．t＝0时刻，O点开始向上运动，经t＝0.2s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开始运动．那么在t＝2.5s时刻，关于质点B和C的运动情况，以下描述中正确的是()A．B点位于x轴下方B．C点位于x轴下方C．B点正向上运动D．C点正向上运动8．图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象．则波传播的速度为________m/s，t＝0.15s时质点P的运动方向沿y轴________方向(选填“正”或“负”)．9．(1)下列说法正确的是()A．摆钟走时快了必须调短摆长，才可能使其走时准确B．火车过桥要减速慢行是为了防止火车因共振而倾覆C．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频D．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象(2)如图所示，实线为一列简谐波在t＝0时刻的波形，a点振动方向沿y轴正向，经t＝1s波形为图中虚线，求波的传播速度．答案10．两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示．当t＝2.5s时，M点的位移为________cm，N点的位移为________cm.11．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波传播到x＝5m的M点时的波形图，图乙是质点N(x＝3m)从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于x＝10m处的质点，则：(1)Q点开始振动时，振动方向如何？(2)经过多长时间，Q点第一次到达波峰？12.(1)如图为一列简谐横波的图象，质点P此时的速度为v，经过0.2s，质点P的速度大小和方向都不变，再经过0.2s，质点P的速度大小不变，方向改变，下列叙述正确的是________．A．波向左传播，波速为5m/sB．波向右传播，波速为5m/sC．该波与一个频率为1.25Hz的波可能发生干涉现象D．该波与一个频率为1.25Hz的波不可能发生干涉现象(2)公路巡警开车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时①巡警车接收到的电磁波频率比发出时低．②巡警车接收到的电磁波频率比发出时高．以上两种情况说明了什么问题？课时作业(三十三)1．B由波沿x轴负方向传播知，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，波形如图中虚线所示，所以此时1cm＜x＜2cm范围内的质点正在向y轴正方向运动，因此选项A错误；Q处质点此时正在波谷位置，加速度沿y轴的正方向，故选项B正确，选项C错误；波传播的是振动的形式和能量，质点并不随波迁移，故选项D错误．2．CD当t＝140s时，波传播的距离Δx＝vt＝40×140m＝1m，所以当t＝140s时波的图象如图所示，由图可知，M对平衡位置的位移为正值，且沿y轴负方向运动，故选项A、B错误；根据F＝－kx及a＝－kmx知，加速度方向与位移方向相反，沿y轴负方向，与速度方向相同，选项C、D正确．3．B沿着波的传播方向，“上坡下，下坡上”，则两列波在t＝0时刻都沿y轴正向振动，由T＝λv可知两列波的周期相同，两列波的波峰同时到达x＝2m处的位置，此时x＝2m处的质点的位移为3cm，由图可知，选项B正确．4．C由波动图象可知t0时x0处质点正向下振动，下一时刻质点纵坐标将减小，排除B、D选项．x0处质点开始振动时的振动方向向下，故选项A错误，选项C正确．5．C该简谐波的波长λ＝vT＝0.8m，SP＝12λ，PQ＝74λ，分析各图象可知选项A、B错误，C正确；若在Q点也存在一个波源，SQ＝54λ，Δx＝SQ－SP＝34λ，因此S不是振动加强点，选项D错误．6．BCD由图可知，两列波的波长λ＝2m，由题意可知，波速v＝xt＝84m/s＝2m/s；BC＝AC2＋AB2＝10m，两振源到C点的距离差为Δx＝2m＝λ，因此C点为加强点；波的周期T＝λ/v＝1s．故B、C、D均正确．7．A由t＝0时刻，O点开始向上运动，经t＝0.2s，O点第一次到达上方最大位移处，这时A点刚好开始运动，可知该波的周期T＝0.8s；设OA＝x，则14λ＝x，λ＝4x；波速为v，则v＝x0.2；则波从O点传到B点所需时间t′＝OBv＝2xv＝0.4s，则质点B振动了2.1s，即2T＋58T，即从平衡位置向上振动了2T＋58T，而12T＜58T＜34T，此时质点B在平衡位置下方，沿y轴负向运动；从O点传到C，t′＝OCv＝7xv＝1.4s，则质点C振动了1.1s，即T＋38T，即从平衡位置向上振动了T＋38T，而14T＜38T＜12T，此时质点C在平衡位置上方，沿y轴负向运动．选项A正确．8．解析：从乙图可得周期为T＝0.2s，从甲图可得波长λ＝8m，波速为v＝λT＝40m/s.t＝0.1s时，Q质点在平衡位置且向y轴负方向振动，可根据甲图判断出波向x轴负方向传播，质点P向y轴正方向运动，再过T4时，P质点的运动方向沿y轴负方向．答案：40负9．解析：(1)摆钟走快，说明摆钟的周期变小，根据T＝2πLg可知增大摆长L可以增大摆钟周期，选项A错误；火车过桥要减速慢行是为了防止桥梁发生共振，选项B错误；在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是受迫振动，选项D错误．(2)由于a点振动方向为沿y轴正向，故波的传播方向为沿x轴负向．0～1s时间段内波向x轴负向传播的距离为Δx＝4n＋3(m)(其中n＝0、1、2…)故波的传播速度为v＝Δxt＝4n＋31＝(4n＋3)m/s(其中n＝0、1、2…)，方向为沿x轴负向．答案：(1)C(2)(4n＋3)m/s方向沿x轴负向10．解析：由图可知，两列波的波长分别为λA＝0.2m，λB＝0.4m，波源的起振方向都沿y轴负方向，可知两波的周期分别为TA＝λAv＝0.5s，TB＝λBv＝1s．由于t＝0时M点距A波波前0.5m，距B波波前0.3m，故两波传播到M点时经历的时间分别为ΔtA＝1.25s，ΔtB＝0.75s．当t＝2.5s时，A波使M点已振动的时间为t－ΔtA＝1.25s＝52TA，引起质点M的位移xA＝0；B波使M点已振动的时间为t－ΔtB＝1.75s＝134TB，引起质点M位移xB＝2.0cm，由波的叠加可知此时质点M的位移x＝xA＋xB＝2.0cm.N点位移可用同样方法判定．答案：2011．解析：(1)在如图甲所示的时刻，处于波前的质点M振动方向向下，故Q点开始振动时，振动方向也向下．(2)由图甲可以看出波长λ＝4m，由图乙可以看出周期T＝4s，所以波速v＝λT＝1m/s.由图甲还可以看出，最前面的波峰距Q点的距离Δx＝8m，故最前面的波峰传播到Q点，也就是Q点第一次出现波峰的时间为t＝Δxv＝81s＝8s.答案：(1)向下(2)8s12．解析：(1)波向左传播当P质点向下振动到x轴下方与原位置对称点，两者速度相等；再经0.2s质点继续向下振动到最大位置处再返回到该点，速度大小相等、方向相反．此过程经过T2，由此可知，波向左传播，T＝0.8s，λ＝4m，则v＝λT＝40.8m/s＝5m/s，波向右传播，32T＝0.4T＝0.83s，r＝λT＝15m/s，故A正确，B错误；而f＝1T＝1.25Hz，该波与一个频率为1.25Hz的波相遇可能发生干涉现象，C正确，D错误．(2)①如果警车接收到的电磁波频率比发出时低，由多普勒效应可知，警车与轿车在相互远离．又由于警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100km/h.②如果警车接收到的电磁波频率比发出时高．由多普勒效应可知，警车与轿车在相互靠近，同理可知，轿车的速度小于100km/h.答案：(1)AC(2)①轿车的速度大于100km/h②轿车的速度小于100km/h