2018届高三物理二轮复习练习：波与相对论（选修3-4） 提能增分练（一） Word版含解析.docVIP

提能增分练(一)　机械波的三类典型问题 [A级夺高分] 1．(2015·北京高考)周期为2.0 s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波(　　) A．沿x轴正方向传播，波速v＝20 m/s B．沿x轴正方向传播，波速v＝10 m/s C．沿x轴负方向传播，波速v＝20 m/s D．沿x轴负方向传播，波速v＝10 m/s 解析：选B　质点P沿y轴负方向运动，根据振动方向与波的传播方向的关系，可判定该波沿x轴正方向传播。由波的图像可知λ＝20 m，根据v＝得波速v＝10 m/s。选项B正确。 2．(多选)(2014·全国卷Ⅱ)图(a)为一列简谐横波在t＝0.10 s 时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图像。下列说法正确的是(　　) A．在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动 B．在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm E．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin 10πt(国际单位制) 解析：选BCE　由振动图像可知，在t＝0.10 s时，质点Q向y轴负方向运动，A项错误；结合波形图及质点运动方向与波的传播方向的“上坡下、下坡上”规律可知，波沿x轴负方向传播，由题图(b)可知，波的周期T＝0.2 s，题图(a)中质点P经Δt＝0.25 s－0.10 s＝0.15 s＝T时间，位移变为负值，则此时质点P的加速度方向沿y轴正方向，B项正确；由题图(a)知λ＝8 m，波在0.15 s＝T时间内沿x轴负方向传播λ＝6 m，C项正确；任意质点在半个周期内通过的路程为2倍振幅，即20 cm，从平衡位置或最大位移处开始，T时间内通过的路程等于振幅，而题图(a)中质点P在半个周期后，已经过平衡位置并向负方向运动，再过T时间通过的路程小于振幅，所以D项错误；由振动图像，质点Q的振幅A＝10 cm＝0.10 m，周期为0.2 s，ω＝＝10π rad/s，所以其运动表达式为y＝Asin ωt＝0.10sin 10πt m，E项正确。 3．(2014·北京高考)一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是(　　) A．t＝0时质点a的速度比质点b的大 B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小 C．图乙可以表示质点a的振动 D．图乙可以表示质点b的振动 解析：选D　根据题图甲所示的波动图像，由于波沿x轴正方向传播，t＝0时刻a点速度为零，b点速度最大，即t＝0时刻质点a的速度比质点b的速度小，选项A错误；由于t＝0 时刻质点a位移最大，所受回复力最大，加速度最大，质点b处于平衡位置，位移为零，回复力为零，加速度为零，所以t＝0时刻质点a的加速度比质点b的大，选项B错误；根据题图甲所示的波的图像，由于波沿x轴正方向传播，t＝0 时刻，质点a从正的最大位移处向下运动，质点b从平衡位置向下运动，所以题图乙可以表示质点b的振动，选项C错误，D正确。 4．一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为(　　) A．4 m、6 m和8 m　　　　　B．6 m、8 m和12 m C．4 m、6 m和12 m D．4 m、8 m和12 m 解析：选C　画出符合条件的所有可能波形，如图所示。 分别有＝6 m、λ＝6 m、λ＝6 m，则λ可能为4 m、6 m和12 m，C正确。 5．(2014·四川高考)如图所示，甲为t＝1 s时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点Δx＝0.5 m处质点的振动图像可能是(　　) 解析：选A　方法一：若波沿＋x 方向传播，则t＝0时的波形图如图(a)虚线所示，则质点P的振动图像为题图乙所示。距P点0.5 m的质点的位移y＞0，且向下运动，或y＜0，且向上运动；若波沿－x方向传播，则t＝0时的波形图如图(a)虚线所示，则质点Q的振动图像为题图乙所示。距Q点0.5 m的质点的位移y＜0，且向上运动，或y＞0，且向下运动。所以选项A正确。 方法二：根据波形图像可得波长λ＝2 m，根据振动图像可得周期T＝2 s。两质点之间的距离Δx＝0.5 m＝λ。根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟T，如图(b)所示，或者提前T，如图(c)所示。符合条件的只有选项A。 6．(多选)一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置