高考總復(fù)習(xí) 物理12-2第六模塊第12章第2單元一、選擇題圖221一簡(jiǎn)諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長(zhǎng)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)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(zhǎng)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(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系是f v50 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 cm ，B 錯(cuò)誤，選AC.答案：AC 圖243一列波長(zhǎng)大于1 m 的橫波沿著x 軸正方向傳播處在x 11 m 和x 22 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(zhǎng)為43mB 波速為1 m/sC 3 s 末A 、B 兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D 1 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t 0時(shí)刻的波動(dòng)圖象如右圖25，由此可得43 m ，A 選項(xiàng)正確；由振動(dòng)圖象得周期T 4 s ，故v T 434 m/s 13m/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 選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：A 二、計(jì)算題 圖264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)t 0時(shí)使其開始沿y 軸做振幅8 cm 的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，在t 0.25 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x 245 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，A 8 cm ，T 4t 1 s ，20 cm ，所以波速v T 201cm/s 20 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：t 1x 2v 4520 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)，t t 1T22.75 s. 圖27答案：20 2.755如圖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(zhǎng)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(zhǎng)度至少為多少米？解析：聲波的波長(zhǎng)為：v f 32040 m 8 m.由波的干涉原理知：l ADB l ACB 2所以l ADB 2l ACB 4 m 0.4 m 4.4 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 cm. 圖29(2)經(jīng)0.125 s 波形沿x 軸正方向移動(dòng)的距離為x v t 160.125 m 2 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(jiǎn)諧橫波，波速大小為0.6 m/s，P質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x 0.96 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(zhǎng)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/v0.4 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sx341.14 m，所以tsv1.140.6s1.9 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(jiǎn)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：(234)T0.55 s，得T0.2 s.由圖象得簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為0.4 m ，則波速v T2 m/s.(3)在t 10至t 31.2 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s 654 cm 120 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 cm 2.5 cm 圖329如圖32所示中實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t 10時(shí)刻的波形，虛線是這列波在t 20.5 s 時(shí)刻的波形，這列波的周期T 符合：3T t 2t 14T ，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)?T t 2t 14T ， (1)當(dāng)波向右傳播時(shí)，t 2t 13T 38T ，所以T 8(t 2t 1)2780.527s 427 s ，由v T 得v 84/27m/s 54 m/s.(2)當(dāng)波向左傳播時(shí)t 2t 13T 58T ，所以T 8(t 2t 1)2980.529s 429 s ，由v T 得v 84/29m/s 58 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s 740.5 m 37 m 458，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，t 0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 、D 兩點(diǎn)間有哪些點(diǎn)位移最大？解析：(1)由圖知：4 m ，又因v 10 m/s ，所以由f v 得f 104 Hz 2.5 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2v t 4 m ，所以t 4210 s 0.2 s ，又因T 1f 12.5 s 0.4 s ，故波分別向前傳播2相遇，此時(shí)兩列波的波形如圖34中的虛線所示故CD 間有x 5m 和x 7m 處的點(diǎn)位移最大 答案：(1)2.5 Hz 2.5 Hz (2)x 5 m 和x 7 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(jiǎn)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d 2 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(zhǎng)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v st 1 m/s ，又由圖象得T 1 s ，根據(jù)vT，所以1 m. (3)如圖37所示 答案：(1)圖象如下圖36 圖36(2)1 m (3)如圖37所示 圖37 12一列簡(jiǎn)諧波沿x 軸方向傳播，已知x 軸上x 10和x 21 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T 4103s.(b)由題圖可知，t 0時(shí)刻，x 0的質(zhì)點(diǎn)P 其振動(dòng)圖象即為(a)在正最大位移處，x 1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(jiǎn)諧波沿x 軸正向傳播時(shí)PQ 間距離為(n1341)，當(dāng)波沿x 軸負(fù)方向傳播時(shí)PQ 間距離為(n2142)因?yàn)?n 34)11，所以1434n m因?yàn)?n 14)21，所以2414nm波沿x 軸正向傳播時(shí)的波速v 11T 110334n m/s(n 0,1,2)波沿x 軸負(fù)向傳播時(shí)的波速v 22T 210314n m/s(n 0,1,2)答案：沿x 軸正向傳播時(shí)，v 110334n m/s(n 0,1,2)沿x 軸負(fù)向傳播時(shí)：v 210314n m/s(n 0,1,2)