衡水万卷2021届高三物理二轮复习作业卷三十一机械波含解析.doc

机械波
一 、单选题（本大题共4小题 。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1. 一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图所示，此时质点P恰在波峰，质点Q恰在平衡位置且向上振动。再过0.2s.质点Q第一次到达波峰，则( )

A.波沿x轴负方向传播
B.波的传播速度为20m/s
C. 1s末质点P的位移为零
D.质点P的振动位移随时间变化的关系式为y=0.2

2. 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为和。一种简易地震仪由竖直弹簧振子和水平弹簧振子组成(如图)。在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则（ ）
A.先开始振动，震源距地震仪约
B.先开始振动，震源距地震仪约
C.先开始振动，震源距地震仪约
D.先开始振动，震源距地震仪约

3. 下列关于两列波相遇时叠加的说法，不正确的是（）
A.相遇后振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强
B.相遇后，两列波各自的波形和传播方向与相遇前完全相同
C.在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和
D.几个人在同一房间说话，相互都听得清楚，说明波的传播具有独立性
4. 有A.B两个音叉，在同一段时间内A音叉振动了50次，B音叉振动了60次。若两音叉发出的声波在空气中的传播速度大小分别为vA.vB，波长分别为λA.λB，则（     ）
A.vA∶vB＝1∶1，λA∶λB＝5∶6
B.vA∶vB＝1∶1，λA∶λB＝6∶5
C.vA∶vB＝5∶6，λA∶λB＝6∶5
D.vA∶vB＝5∶6，λA∶λB＝5∶6 

二 、多选题（本大题共3小题 ）
5. 某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为，振动图象如图所示。下列说法正确的是 ( )
A．弹簧在第1s末与第5s末的长度相同
B．简谐运动的圆频率是
C．第3s末振子的位移大小为
D．从第3s末到第5s末，振子的速度方向发生变化

6. 如图所示为一列简列横波的波形图，其中实线是t1=1.0s时的波形，虚线是t2=2.0s时的波形，已知(t2-t1)小于一个周期，关于这列波，下列说法正确的是( )
A．它的振幅为10cm，波长为8m
B．它一定是向x轴正方向传播
C．它的周期可能是4.0s
D．它的传播速度可能是10m/s

7. 铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动普通钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s。下列说法正确的是 （ ）
A.列车的危险速率为
B.列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象
C.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等
D.增加钢轨的长度有利于列车高速运行

三 、简答题（本大题共2小题 ）
8.【物理—物理3-4】
⑴如图甲所示，在某一均匀介质中，A.B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式为x=0.1πsin(20πt)m，介质中P点与A.B两波源间距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐横波分别沿AP.BP方向传播，波速都是10m/s。

①求简谐横波的波长。
②P点的振动________（填“加强”或“减弱”）
⑵如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60º。
①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。
②第一次的出射点距C_____cm。

9. 一列波沿x轴正方向传播的简谐波，在t=0时刻的波形图如图所示，已知这列波在P出现两次波峰的最短时间是0.4 s，求：

（1）这列波的波速是多少？
（2）再经过多少时间质点R才能第一次到达波峰
（3）这段时间里R通过的路程是多少？
0.2016万卷作业卷（三十一）答案解析
一 、单选题
1. 【答案】C
【解析】A、由题意质点Q恰好在平衡位置且向上振动，则知波形向右平移，波沿x轴正方向传播．故A错误．B、由题得该波的周期为 T=0.8s，波长为 λ=24m，则波速为：v= =30m/s，故B错误．C、t=1s=1 T，可知1s末质点P到达平衡位置，位移为零．故C正确．D、图示时刻质点P的振动位移为y=0.2m，根据数学知识可知其振动方程是余弦方程，即为：y=0.2cos（ t）m=0.2sin（）m=0.2sin（2.5πt+）m，故D错误．故选C
【思路点拨】由题意质点Q恰在平衡位置且向上振动，再过0.2s，质点Q第一次到达波峰，知波沿x轴正方向传播，波的周期为T=0.8s．由图读出波长，确定出求出波速．根据时间与周期的关系，分析1s末质占P的位移．根据P质点的位移和速度方向，确定其振动方程．本题要能根据质点的振动过程确定周期，判断波的传播方向是应具备的基本功．质点的振动方程要根据位移和速度方向由数学知识分析函数特征，写出振动方程．
2.【答案】A

3.【答案】A
4.【答案】B

二 、多选题
5.【答案】BC
【解析】本题考查简谐运动的图象和表达式的综合，难度中等。由振动图象可知，弹簧在第1s末与第5s末的位移大小相同，对应的弹簧伸长的长度等于压缩的长度，A错误；由振动图象得，振动周期为8s，简谐运动的频率是，B正确；第3s振子的位移大小为，C正确；从第3s末到第5s末，振子的速度方向沿负向，速度方向不变，D错误。
6.【答案】AC
【解析】本题考查了简谐波以及波动图象等有关知识。根据波动图象可知它的振幅为10cm，波长为8m，A选项正确；简谐波运动方向不确定，B选项错误；若波向x轴正方向传播，周期是4.0s，传播速度是2m/s，C选项正确；若向x轴负方向传播，周期是，传播速度是6m／s，D选项错误。
7. 【答案】AD

三 、简答题
8. 【答案】①1m，②加强
【解析】（1）解：设简谐波的波速为v，波长为，周期为T，由题意知
T=0.1s
由波速公式
代入数据得
故P点的振动加强
⑵【答案】①从CD边射出，与CD边成45º斜向左下方 ②
【解析】①设发生全反射的临界角为C，由折射定律得

代入数据得

光路图如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°，均发生全反射
设光线在CD边的入射角为，折射角为，由几何关系得，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律得

代入数据得
则距C为cm

9.解：P点两次出现波峰的最短时间是0.4 s，所以这列波的周期T=0.4 s.
（1）由波速公式得 v=x/T=4/0.4 m/s=10 m/s
（2）由t=0时刻到R第一次出现波峰，波移动的距离s=() m=7 m.
则t=s=0.7s
（3）在上述时间内，R实际振动时间t1=0.7 s-0.4 s=0.3 s
因此R通过的路程为s路.

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