第43課時(shí)機(jī)械波課時(shí)精練[A](分值：60分)1~6題每小題5分，共30分1.“水袖功”是中國(guó)古典舞中用于表達(dá)情感的常用技巧，舞者通過(guò)手把有規(guī)律的抖動(dòng)傳導(dǎo)至袖子上，營(yíng)造出一種“行云流水”的美感。這一過(guò)程其實(shí)就是機(jī)械波的傳播。下列關(guān)于機(jī)械波中橫波的說(shuō)法正確的是()A.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向移動(dòng)B.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度等于波速C.橫波是傳遞能量的一種方式D.橫波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率發(fā)生變化答案C解析介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)不會(huì)沿波的傳播方向移動(dòng)，只在自己平衡位置附近振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度不等于波速，波速與介質(zhì)有關(guān)，振動(dòng)的速度與距平衡位置的遠(yuǎn)近有關(guān)，故B錯(cuò)誤；橫波和縱波都能傳遞能量，故橫波是傳遞能量的一種方式，故C正確；頻率由波源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，故橫波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤。2.(2024·江蘇卷·7)如圖所示，水面上有O、A、B三點(diǎn)共線(xiàn)，OA=2AB，t=0時(shí)刻在O點(diǎn)的水面給一個(gè)擾動(dòng)，t1時(shí)刻A開(kāi)始振動(dòng)，則B開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻為()A.t1 B.3t12 C.2t1答案B解析機(jī)械波的波速v不變，設(shè)OA=2AB=2L，可得t1=2Lv，tAB=Lv=12t1，故B開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻為t=t1+tAB=323.(2023·北京卷·4)位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的波源發(fā)出一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波。t=0時(shí)波源開(kāi)始振動(dòng)，其位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為y=Asin(2πTt)，則t=T答案D解析由于t=0時(shí)波源從平衡位置開(kāi)始振動(dòng)，由振動(dòng)方程可知，波源起振方向沿y軸正方向，且t=T時(shí)波源處質(zhì)點(diǎn)的位移和振動(dòng)方向應(yīng)與t=0時(shí)相同，根據(jù)“上坡下，下坡上”可知t=T時(shí)的波形圖為選項(xiàng)D圖，故選D。4.(2024·安徽卷·3)某儀器發(fā)射甲、乙兩列橫波，在同一均勻介質(zhì)中相向傳播，波速v大小相等。某時(shí)刻的波形圖如圖所示，則這兩列橫波()A.在x=9.0m處開(kāi)始相遇B.在x=10.0m處開(kāi)始相遇C.波峰在x=10.5m處相遇D.波峰在x=11.5m處相遇答案C解析由題意可知兩列波的波速相同，所以相同時(shí)間內(nèi)傳播的距離相同，故兩列橫波在x=11.0m處開(kāi)始相遇，故A、B錯(cuò)誤；甲波峰的橫坐標(biāo)為x1=5.0m，乙波峰的橫坐標(biāo)為x2=16.0m，由于兩列波的波速相同，所以波峰在x'=5.0m+16.0?5.02m=10.5m處相遇，故C正確，D5.(2024·湖南卷·2)如圖，健身者在公園以每分鐘60次的頻率上下抖動(dòng)長(zhǎng)繩的一端，長(zhǎng)繩自右向左呈現(xiàn)波浪狀起伏，可近似為單向傳播的簡(jiǎn)諧橫波。長(zhǎng)繩上A、B兩點(diǎn)平衡位置相距6m，t0時(shí)刻A點(diǎn)位于波谷，B點(diǎn)位于波峰，兩者之間還有一個(gè)波谷。下列說(shuō)法正確的是()A.波長(zhǎng)為3mB.波速為12m/sC.t0+0.25s時(shí)刻，B點(diǎn)速度為0D.t0+0.50s時(shí)刻，A點(diǎn)速度為0答案D解析由題可知xAB=32λ=6解得λ=4m，A錯(cuò)誤；波源的振動(dòng)頻率為f=6060Hz=1故波速為v=λf=4m/s，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T(mén)=1f=1s，因?yàn)?.25s=T4，故B點(diǎn)在t0+0.25s時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到平衡位置，速度最大，0.50s=T2，故A點(diǎn)在t0+0.50s運(yùn)動(dòng)到波峰，速度為0，D6.(多選)(2023·全國(guó)乙卷·34(1)改編)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，圖(a)是t=0時(shí)刻的波形圖；P是介質(zhì)中位于x=2m處的質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)圖像如圖(b)所示。下列說(shuō)法正確的是()A.波速為2m/sB.波向左傳播C.x=3m處的質(zhì)點(diǎn)在t=7s時(shí)位于平衡位置D.質(zhì)點(diǎn)P在0~7s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為70cm答案ABD解析由題圖(a)可知波長(zhǎng)為4m，由題圖(b)可知波的周期為2s，則波速為v=λT=42m/s=2m/s，故A正確；由題圖(b)可知t=0時(shí)，P點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)“上下坡”法結(jié)合題圖(a)可知波向左傳播，故B正確；根據(jù)題圖(a)可知t=0時(shí)x=3m處的質(zhì)點(diǎn)位于波谷處，由于t=7s=3T+12T，可知在t=7s時(shí)x=3m處的質(zhì)點(diǎn)位于波峰處；質(zhì)點(diǎn)P在0~7s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為s=3×4A+12×4A=70cm，故7、8題每小題6分，9題11分，共23分7.(2022·北京卷·6)在如圖所示的xOy坐標(biāo)系中，一條彈性繩沿x軸放置，圖中小黑點(diǎn)代表繩上的質(zhì)點(diǎn)，相鄰質(zhì)點(diǎn)的間距為a，t=0時(shí)，x=0處的質(zhì)點(diǎn)P0開(kāi)始沿y軸做周期為T(mén)、振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。t=34TA.t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P0沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B.t=34T時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P4C.t=34T時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P3和P5D.該列繩波的波速為8答案D解析由t=34T時(shí)的波形圖可知，波剛好傳到質(zhì)點(diǎn)P6，根據(jù)“上下坡”法，可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P6沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故波源起振的方向也沿y軸正方向，則t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P0沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，在t=34T時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P4處于正的最大位移處，速度為零，故B錯(cuò)誤；由題圖可知，在t=34T時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P3沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)P5沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的相位不相同，故C錯(cuò)誤；由題圖可知λ4=2a，解得λ=8a，故該列繩波的波速為v=λT8.(多選)如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，其波速為0.4m/s，其中P質(zhì)點(diǎn)的平衡位置坐標(biāo)x=0.6m。從圖中狀態(tài)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是()A.這列簡(jiǎn)諧橫波的周期為0.4sB.0.5s時(shí)刻，P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向沿y軸正方向C.1.0s時(shí)刻，P質(zhì)點(diǎn)受到的回復(fù)力為零D.在0~1.0s這段時(shí)間內(nèi)，P質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為4cm答案BCD解析由題圖可知，波長(zhǎng)λ=0.4m，周期T=λv=0.40.4s=1.0s，故A錯(cuò)誤；由t=0.5s=12T，可知0.5s時(shí)刻，波形向右平移的距離為12λ=0.2m，所以0.5s時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)正要開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)的方向沿y軸正方向，故B正確；1.0s時(shí)刻，P質(zhì)點(diǎn)恰好回到平衡位置，向y軸負(fù)方向振動(dòng)，受到的回復(fù)力為零，故C正確；在0~1.0s這段時(shí)間內(nèi)，P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間為12T，經(jīng)過(guò)的路程為s=2A=49.(11分)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，t1=0時(shí)刻恰好傳播到x=-2m處，此時(shí)波形如圖所示。a、b兩質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(3m，0)和(7m，0)，已知t2=3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a第一次出現(xiàn)在波峰位置。(1)(5分)求這列波的傳播速度和周期；(2)(6分)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b第二次出現(xiàn)在波谷位置時(shí)，求質(zhì)點(diǎn)a通過(guò)的路程。答案(1)2m/s2s(2)55cm解析(1)根據(jù)題圖可知，該波的波長(zhǎng)為λ=4m質(zhì)點(diǎn)a與t1=0時(shí)刻的最近波峰的水平距離為Δx=6m當(dāng)該波峰傳到質(zhì)點(diǎn)a時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)第一次出現(xiàn)在波峰位置，則該波的傳播速度為v=Δxt2=63這列波的周期為T(mén)=λv=42s=2(2)質(zhì)點(diǎn)a開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻為t3=3+22s=2.5質(zhì)點(diǎn)b開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻為t4=7+22s=4.5簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，根據(jù)同側(cè)法可知質(zhì)點(diǎn)b向上起振，從開(kāi)始振動(dòng)到第二次出現(xiàn)在波谷位置時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為t5=74T=3.5則當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b第二次出現(xiàn)在波谷位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)的時(shí)間為Δt=t4+t5-t3=5.5s=114質(zhì)點(diǎn)a通過(guò)的路程為s=114×4A=11A=55cm(7分)10.(多選)(八省聯(lián)考·河南·9)某簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示。x=0處質(zhì)點(diǎn)的位移為y=-4cm，x=0.7m處的質(zhì)點(diǎn)P位于平衡位置且振動(dòng)方向向下。已知該波的周期為1.2s，則()A.該波的波長(zhǎng)為1.2mB.該波的波速為2m/sC.該波沿x軸正方向傳播D.t=0.1s時(shí)刻，x=0處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置答案AD解析設(shè)該簡(jiǎn)諧橫波的波動(dòng)方程為y=Asin(2πλx+φ將A=8cm和坐標(biāo)(0，-4cm)代入，解得φ=-π所以該簡(jiǎn)諧橫波的波動(dòng)方程為y=8sin(2πλx-π6將(0.7m，0)代入波動(dòng)方程，解得該波的波長(zhǎng)為λ=