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1、第六模塊 第12章 第2單元 一、選擇題圖221(2020年北京卷)一簡諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長為.若在x0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖22所示，則該波在tT/2時(shí)刻的波形曲線為下圖中的()解析：根據(jù)振動(dòng)圖象，可知x0處的質(zhì)點(diǎn)，在tT/2時(shí)刻在平衡位置，向下振動(dòng)，只有選項(xiàng)A中波的圖象在x0處的質(zhì)點(diǎn)滿足條件，故選A.答案：A圖232(2020年江蘇卷)如圖23所示，沿x軸正方向傳播的一列橫波在某時(shí)刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，則有()A圖中質(zhì)點(diǎn)b的加速度在增大B從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)0.01 s質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為4 cm，相對(duì)平衡位置的位移為零C若此波遇到另一列波，并產(chǎn)生穩(wěn)

2、定的干涉現(xiàn)象，則另一列波的頻率為50 HzD若產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，該波所遇到障礙物的尺寸一般不小于200 m解析：判斷A項(xiàng)可先由“上下坡法”得出質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向向下，即正在遠(yuǎn)離平衡位置，回復(fù)力增大，加速度增大，A正確；由圖得波長為4 m，只要障礙物的尺寸不大于4 m或相差不大，就能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以D錯(cuò)誤；根據(jù)波長、波速和頻率的關(guān)系是f50 Hz，所以，若該波遇到另一列波發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，則另一列波的頻率必定與這列波頻率相同，為50 Hz，C正確；另外由頻率得這列波的周期為0.02 s，經(jīng)過0.01 s后，質(zhì)點(diǎn)a應(yīng)運(yùn)動(dòng)到負(fù)方向最大位移處，通過的路程為4 cm，相對(duì)平衡位置的位移為2

3、 cm，B錯(cuò)誤，選AC.答案：AC圖243(2020年浙江卷)一列波長大于1 m的橫波沿著x軸正方向傳播處在x11 m和x22 m的兩質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖象如圖24所示由此可知()A波長為mB波速為1 m/sC3 s末A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D1 s末A點(diǎn)的振動(dòng)速度大于B點(diǎn)的振動(dòng)速度圖25解析：由A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象及傳播可畫出t0時(shí)刻的波動(dòng)圖象如右圖25，由此可得 m，A選項(xiàng)正確；由振動(dòng)圖象得周期T4 s，故v m/sm/s，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖象3 s末A點(diǎn)位移為2 cm，B點(diǎn)位移為0，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖象知1 s末A點(diǎn)處于波峰，振動(dòng)速度為零，1 s末B點(diǎn)處于平衡位置，振動(dòng)速度最大，故D

4、選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：A二、計(jì)算題圖264(2020年上海卷)彈性繩沿x軸放置，左端位于坐標(biāo)原點(diǎn)，用手握住繩的左端，當(dāng)t0時(shí)使其開始沿y軸做振幅8 cm的簡諧振動(dòng)，在t0.25 s時(shí)，繩上形成如圖26所示的波形，則該波的波速為_cm/s；在t_s時(shí)，位于x245 cm處的質(zhì)點(diǎn)N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置解析：由圖象可知，A8 cm，T4t1 s，20 cm，所以波速vcm/s20 cm/s，繩上的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)的方向是沿y軸負(fù)方向，故波傳到N點(diǎn)所用的時(shí)間為：t1 s2.25 s，所以質(zhì)點(diǎn)N第一次沿y軸正向通過平衡位置時(shí)，tt12.75 s.圖27答案：202.755(2020年?duì)I口模擬)如圖

5、27所示，A處放一頻率為40 Hz的音叉，經(jīng)過橡皮管ACB和ADB連通到B處，在B處完全聽不到音叉振動(dòng)的聲音，已知管ACB的長度為0.4 m，聲音在空氣中傳播速度為320 m/s，那么管ADB的長度至少為多少米？解析：聲波的波長為： m8 m.由波的干涉原理知：lADBlACB所以lADBlACB4 m0.4 m4.4 m.答案：4.4 m圖286一列沿x軸正方向傳播的橫波在某一時(shí)刻的波形圖象如圖28所示，已知波的傳播速度是16 m/s.(1)指出這列波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是多少？(2)畫出再經(jīng)過0.125 s時(shí)的波形圖象解析：(1)由圖象可以看出，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移是10 cm，因此振幅是10

6、cm.圖29(2)經(jīng)0.125 s波形沿x軸正方向移動(dòng)的距離為xvt160.125 m2 m，所以經(jīng)過0.125 s后的波形圖象如圖29中的虛線所示答案：(1)10 cm(2)如圖29虛線所示圖307如圖30所示，一列向右傳播的簡諧橫波，波速大小為0.6 m/s，P質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x0.96 m從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，求：(1)P質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)時(shí)振動(dòng)方向如何？(2)P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為多少？(3)經(jīng)過多長時(shí)間P質(zhì)點(diǎn)第二次到達(dá)波峰？解析：(1)波上每一點(diǎn)開始振動(dòng)的方向都與此刻波上最前端質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，即向下振動(dòng)(2)P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期等于振源的振動(dòng)周期，由v/T，可得：T/v0

7、.4 s.(3)P質(zhì)點(diǎn)第二次到達(dá)波峰也就是第二個(gè)波峰傳到P點(diǎn)，第二個(gè)波峰到P點(diǎn)的距離為sx1.14 m，所以t s1.9 s.答案：(1)向下振動(dòng)(2)0.4 s(3)1.9 s圖318如圖31所示為一列簡諧波在t10時(shí)刻的圖象此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，且t20.55 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處試求：(1)此波沿什么方向傳播？(2)波速是多大？(3)從t10至t31.2 s，質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)的路程和相對(duì)于平衡位置的位移分別是多少？解析：(1)此波沿x軸負(fù)方向傳播(2)在t10到t20.55 s這段時(shí)間時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)沿y軸正方向的最大位移處，則有：(2)T0.5

8、5 s，得T0.2 s.由圖象得簡諧波的波長為0.4 m，則波速v2 m/s.(3)在t10至t31.2 s這段時(shí)間，波中質(zhì)點(diǎn)N經(jīng)過了6個(gè)周期，即質(zhì)點(diǎn)N回到始點(diǎn)，所以走過的路程為s654 cm120 cm.相對(duì)于平衡位置的位移為2.5 cm.答案：(1)沿x軸負(fù)方向(2)2 m/s(3)120 cm2.5 cm圖329如圖32所示中實(shí)線是一列簡諧橫波在t10時(shí)刻的波形，虛線是這列波在t20.5 s時(shí)刻的波形，這列波的周期T符合：3Tt2t14T，問：(1)若波速向右，波速多大？(2)若波速向左，波速多大？(3)若波速大小為74 m/s，波速方向如何？解析：由圖象知：8 m，又因?yàn)?Tt2t14

9、T，(1)當(dāng)波向右傳播時(shí)，t2t13TT，所以T s s，由v得vm/s54 m/s.(2)當(dāng)波向左傳播時(shí)t2t13TT，所以T s s，由v得vm/s58 m/s.(3)當(dāng)波速為74 m/s時(shí)，在0.5 s內(nèi)波傳播的距離為s740.5 m37 m4，故此波向左傳播答案：(1)若波向右傳播時(shí)其波速為54 m/s(2)當(dāng)波向左傳播時(shí)其波速為58 m/s(3)當(dāng)波速為74 m/s時(shí)波向左傳播10甲、乙兩列完全相同的橫波分別從波源A、B兩點(diǎn)沿直線Ox相向傳播，t0時(shí)的波形圖象如圖33所示，如果兩列波的波速都是10 m/s，求：圖33(1)甲、乙兩列波的頻率各是多少？(2)第幾秒末兩列波相遇，相遇時(shí)C

10、、D兩點(diǎn)間有哪些點(diǎn)位移最大？解析：(1)由圖知：4 m，又因v10 m/s，所以由f得f Hz2.5 Hz，故甲、乙兩列波的頻率均為2.5 Hz.圖34(2)設(shè)經(jīng)t時(shí)間兩波相遇，則2vt4 m，所以t s0.2 s，又因T s0.4 s，故波分別向前傳播相遇，此時(shí)兩列波的波形如圖34中的虛線所示故CD間有x5m和x7m處的點(diǎn)位移最大答案：(1)2.5 Hz2.5 Hz(2)x5 m和x7 m11質(zhì)量為m的均勻方形木塊在平靜的水面上處于平衡狀態(tài)，用力F向下壓木塊使之向下移動(dòng)距離d，然后松開手，不計(jì)水的粘滯作用，木塊做簡諧振動(dòng)(1)當(dāng)木塊正好經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，某同學(xué)開始觀察木塊的振動(dòng)過程，該

11、同學(xué)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過0.5 s后木塊第一次回到平衡位置已知d2 cm，取豎直向上為正方向，請(qǐng)將該同學(xué)觀察到的木塊的振動(dòng)過程用振動(dòng)圖象描述出來(在圖35甲中畫出)另一位同學(xué)在該同學(xué)觀察3.5 s后開始計(jì)時(shí)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出后一位同學(xué)觀察的振動(dòng)圖象圖35(2)如果由于該木塊的振動(dòng)，在水面形成機(jī)械波，3.5 s內(nèi)傳播了3.5 m，則該波的波長是多少？(3)畫出該同學(xué)在3.5 s時(shí)觀察到的某一方向的波形圖(至少畫出一個(gè)周期)解析：(1)圖象如圖36所示(2)因?yàn)樗?.5 s內(nèi)傳播了3.5 m，所以波速為v1 m/s，又由圖象得T1 s，根據(jù)v，所以1 m.(3)如圖37所示答案：(1)圖象如下圖36圖36(2)

12、1 m(3)如圖37所示圖3712一列簡諧波沿x軸方向傳播，已知x軸上x10和x21 m兩處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線分別如圖38(a)(b)所示，求此波的傳播速度圖38解析：(a)由所給出的振動(dòng)的題圖知周期T4103s.(b)由題圖可知，t0時(shí)刻，x0的質(zhì)點(diǎn)P其振動(dòng)圖象即為(a)在正最大位移處，x1的質(zhì)點(diǎn)Q其振動(dòng)圖象即為(b)在平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)簡諧波沿x軸正向傳播時(shí)PQ間距離為(n11)，當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)PQ間距離為(n22)因?yàn)?n)11，所以1m因?yàn)?n)21，所以2m波沿x軸正向傳播時(shí)的波速v1 m/s(n0,1,2)波沿x軸負(fù)向傳播時(shí)的波速v2 m/s(n0,1,2)答案：沿x軸正向傳播時(shí)，v1 m/s(n0,1,2)沿x軸負(fù)向傳播時(shí)：v2 m/s(n0,1,2)