2021高考物理（全国版）一轮复习考点考法精练：专题十五 考点2 机械波的形成与传播 WORD版含解析.docx

1、考点2 机械波的形成与传播1.2020湖北武汉质量检测,多选一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示.质点A、P的横坐标分别为10 cm、80 cm,此时质点A已振动了0.2 s.下列说法正确的是()A.经过1.5 s,P点第一次到达波峰B.波的传播速度为1 m/sC.P点起振时的速度方向沿y轴负方向D.00.1 s时间内,质点A振动的速度逐渐增大E.x=15 cm处的质点从开始振动到P点开始振动的时间内通过的路程为52 cm2.2020河北唐山摸底,多选如图甲所示为一列简谐横波在t=0.1 s时的波形图,P为平衡位置在x=2 m处的质点,图乙所示为质点P的振动图象,则下列关于该

2、波的说法中正确的是()A.该波的波长为4 mB.该波的传播速度为10 m/sC.该波沿x轴负方向传播D.t=0.15 s时,质点P的速度为零,加速度最大E.从t=0时刻开始计时,P点的振动方程为y=0.1sin(10t+)(m)3.2020四川成都摸底,多选弹性介质中某质点O沿竖直方向做简谐运动的规律如图甲,它完成两次全振动后停在平衡位置,其形成的机械波沿水平方向的x轴匀速传播,波速大小为10 m/s.x轴上有3个质点(如图乙),它们的横坐标分别为xP=-2 m、xQ=1 m、xR=3 m.以质点O开始振动为计时零点,下列说法正确的是()A.该机械波的波长为4 mB.质点P在0.4 s时刻的振

3、动方向沿y轴负方向C.质点Q在0.5 s内通过的路程为10 cmD.质点R在0.4 s时刻第一次位于波峰E.质点R在1.02.0 s时间内通过的路程为20 cm4.2019安徽合肥第二次质量检测,多选如图所示,一列振幅为10 cm的简谐横波,其传播方向上有两个质点P和Q,两者的平衡位置相距3 m.某时刻两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷,再经过0.3 s,Q第一次到达波峰,则下列说法正确的是()A.波的传播方向一定向右B.波长可能为2 mC.周期可能为0.24 sD.波速可能为15 m/sE.0.3 s内质点P的位移大小为10 cm5.2019河北石家庄毕业班教学质量检测,多选如图甲所示

4、,在xOy平面内有两个沿y轴方向做简谐运动的波源S1和S2,两波源相距6 m,同时开始振动,并将该时刻记为计时起点,两波源S1、S2的振动图象分别如图乙和图丙所示,两列波的波速均为1 m/s.A为S2右侧一质点,已知S2A=4 m,下列说法正确的是()A.两列波的波长均为2 mB.两列波从波源传到A点的时间相差4 sC.t=10 s时,A点位移为2 cmD.t=10 s后,A点振动的振幅为2 cmE.在波源S1和S2之间有6处振动加强点,并且加强点的位置是确定的6.2020贵州贵阳摸底,5分如图甲所示,是一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙是图甲中某质点此后一段时间内的振动图象.若波沿x轴负

5、方向传播,则图乙是质点(填“K”“L”“M”或“N”)的振动图象,从t=0时刻起,最先回到平衡位置的质点是(填“K”“L”“M”或“N”),该波的波速为m/s.7.2020吉林长春监测,10分一简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播,如图所示为t=0时刻的部分波形图.已知在t=0.25 s时刻,平衡位置在x=1.5 m处的质点P第一次到达波谷,求:简谐波传播的速度v;质点P的振动方程.考点2机械波的形成与传播1.ACE从波的图象可读取波长 = 0.20 m,振幅A = 4 cm,因质点A已振动了0.2 s,故波速v = 0.100.2 m/s = 0.5 m/s,选项B错误.x = 5 cm处质

6、点的振动形式传播到P点,传播的距离为80 cm-5 cm = 75 cm,历时t = xv=0.750.5 s = 1.5 s,选项A正确.波沿x轴正方向传播,零时刻波的前沿 x = 20 cm处的质点沿y轴负方向振动,所以P点的起振方向与之相同,故选项C正确.质点A已振动了0.2 s,振动向前传播了半个波长,所以波的周期T = 0.4 s,在0 0.1 s内即在14T内质点A沿y轴正方向振动,速度逐渐减小,选项D错误.x=15 cm处的质点已经振动了14T= 0.1 s,而零时刻波的前沿即x = 20 cm处质点的振动形式传播到P点历时t= xv=0.600.5 s = 1.2 s,所以x

7、= 15 cm处的质点从开始振动到P点开始振动共振动了1.3 s,这段时间振动通过的路程s=1.30.444 cm = 52 cm,故选项E正确.2.ACD由题图甲可得波长为4 m,由题图乙可得周期为0.2 s,则传播速度为20 m/s,选项A正确,B错误;由题图乙知,在0.1 s时P质点正在平衡位置向y轴负方向振动,再结合题图甲P点的位置及波形可得波向x轴负方向传播,选项C正确;由题图乙可知,在0.15 s时,质点P正在负的最大位移处,此时速度为零,加速度最大,选项D正确;=2T=10 ,振幅A=0.1 m,从t=0时刻开始计时,P点的振动方程应为y=0.1sin 10t(m),选项E错误.

8、3.ABD由题图甲可得周期T=0.4 s,又波速v=10 m/s,故波长=vT=4 m,A项正确;0.4 s时质点O处的振动向左、右传播了一个周期,波源振动已经传播了一个波长,波传播到P点只需210 s=0.2 s,故0.4 s时点P已经振动了半个周期,依据图甲知起振半个周期后质点正在沿y轴负方向通过平衡位置,B项正确;波传播到R点只需310 s=0.3 s,故0.4 s内质点R已经振动了0.1 s,即从平衡位置沿y轴正向振动了14T第一次到达波峰,D项正确;波传播到Q点只需110 s=0.1 s,故0.5 s内Q已经振动了0.4 s,即一个周期,完成4个振幅,即路程为8 cm,C项错误;因振

9、源质点O完成2次全振动后即停止振动,故振动传播到点R处也只进行2次全振动,波传播到R用时0.3 s,而后再发生2次全振动历时0.8 s,到1.1 s结束振动,故1.02.0 s时间内质点R只振动了0.1 s,通过的路程只有1个振幅2 cm,E项错误.4.BDE根据题述条件,不能判断出波的传播方向,选项A错误;根据题述,某时刻两质点P和Q均在平衡位置且二者之间只有一个波谷,可知P和Q之间可能为半个波长,也可能为1个波长,还可能为1.5个波长,因此波长可能为6 m,可能为3 m,也可能为2 m,选项B正确;再经过0.3 s,Q第一次到达波峰,0.3 s可能为14周期,也可能为34周期,因此周期可能

10、为1.2 s,也可能为0.4 s,选项C错误;根据公式v=T,可得波速的可能值为v=61.2 m/s=5 m/s,v=60.4 m/s=15 m/s,v=31.2 m/s=2.5 m/s,v=30.4 m/s=7.5 m/s,v=21.2 m/s=53 m/s,v=20.4 m/s=5 m/s,选项D正确;0.3 s内质点P可能运动到波峰,也可能运动到波谷,其位移大小为10 cm,选项E正确.5.ADE由题图可知两列波的周期均为T=2 s,可知=vT=12 m=2 m,A正确;两波源之间的距离为6 m,则两列波传到A点的时间差应为t=61 s=6 s,B错误;波源S1形成的波传到A点所用的时间

11、为t1=x1v=101 s=10 s,即t=10 s时波源S1形成的波刚好传到A点,而t=4 s时,波源S2形成的波已传到A点,(10-4) s=3T,则t=10 s时A点处在平衡位置,位移为0,C错误;由题图可知A点到两波源的距离差为6 m,为波长的3倍,又由于两波源的起振方向相反,则A点所在处为振动减弱点,即A点的振幅为2 cm,D正确;质点到两波源的距离差为半波长的奇数倍时,该点为振动加强点,设在S1、S2之间的加强点到S1的距离为x,则6 m-x-x=(2n+1)2(n=0,1,2,),解得x=(2.5-n) m(n=0,1,2,),则距离S1为0.5 m、1.5 m、2.5 m处为振

12、动加强点,同理距离S2为0.5 m、1.5 m、2.5 m处也为振动加强点,即S1、S2之间的加强点有6处,且位置是确定的,E正确.6.N(2分)K(2分)0.5(1分)解析:由振动图象可知,t=0时刻,质点经平衡位置沿y轴正方向运动,在t=0时刻的波形图中,L、N两点在平衡位置处,由波的传播规律可知,波沿x轴负方向传播,N处质点沿y轴正方向运动,图乙是质点N的振动图象. 波沿x轴负方向传播,L、M、N都在远离平衡位置,再次回到平衡位置所需时间都大于14T,而质点K在最大位移处,回到平衡位置仅需14T,所以质点K最先回到平衡位置.由振动图象知质点振动的周期T=4 s,由波形图可知波的波长=2 m,所以波的传播速度v=T=0.5 m/s.7.解析:当t=0时刻x=-1 m处是波谷,传到P点时,P质点恰好第一次运动到波谷,波传播的距离x=2.5 m(2分)则波速v=xt(1分)解得v=10 m/s(1分)设质点P的振动方程为y=Asin (t+)(cm)(1分)根据题图可知A=20 cm(1分)=2T=2v=5 rad/s(1分)质点P在t=0.25 s时刻,第一次到达波谷,代入振动方程得-20 cm=20sin(5 4+) cm,解得=4 (2分)代入可得P的振动方程为y=20sin (5t+4)(cm)(1分)