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备考2020年高考物理一轮复习测试：机械波和波动图象
一、单选题
1.（2019•北京）一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（ ）
A. 此刻a的加速度最小 B. 此刻b的速度最小
C. 若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动 D. 若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置
2.一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2. 0m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，t=0. 9s时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是（ ）
A. 波速为0. 5m/s
B. 经1. 4s质点P运动的路程为35cm
C. t=1. 6s时，x=4. 5m处的质点Q第三次到达波谷
D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率可能为5Hz
3.已知在某时刻的波的图像如图所示，且M点的振动方向向上，下述说法正确的是：（ ）
A. A点振动落后于M点，波向右传播 B. A点振动落后于M点，波向左传播
C. B点振动落后于M点，波向右传播 D. B点振动落后于M点，波向左传播
4.一弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知：（ ）
A. 质点的振动频率是4Hz B. t=2s时，质点的加速度最大
C. 质点的振幅为5cm D. t=3s时，质点所受合力为正向最大
5.如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，若波速为 ，则下列说法中正确的是（ ）
A. 从图示时刻开始，质点b的加速度将减小
B. 图示时刻，质点b的振动方向沿y轴正方向
C. 若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50Hz
D. 从图示时刻开始，经过 ，质点a沿波传播方向迁移了2m
6.一列沿x轴负方向传播的简谐机械横波,波速为2m/s.某时刻波形如图所示,下列说法正确的是( )
A. 这列波的周期为2s
B. 这列波的振幅为6cm
C. 此时x=4m处的质点速度为零
D. 此时x=8m处的质点沿y轴正方向运动
二、多选题
7.下列说法中正确的是：（ ）
A. 一切波都能发生干涉、衍射现象
B. 只有两列横波相遇时才能发生干涉
C. 在障碍物的后面可以听到前面人说话的声音是衍射现象
D. 发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化，是波源的频率变化的缘故
8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是介质中某质点P的振动图象，图乙是t=1 s时的波形图，下列判断中正确的是（ ）
A. 该简谐横波的波速为1 m/s B. 质点P在t=2 s时的速度最大
C. 质点P的平衡位置坐标可能是x=4 m D. 质点P在t=3 s时沿y轴正方向振动
9.一机械波相隔时间t的两个时刻的波形图像分别为图中实线和虚线所示，如波速为1m/s，那么t的值可能是：（ ）
A. 1s B. 2s C. 3s D. 4s
10.如图所示，甲图是一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波在t=2s时的波动图象，乙图是该波传播方向上介质中某质点从t=0时刻起的振动图象，a、b是介质中平衡位置为x1=3m和x2=5m的两个质点，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速是2m/s
B. t=2s时a、b两质点的速度相同
C. 在0～4s内，a质点运动的路程为25cm
D. 若该波在传播过程中遇到频率为0.25Hz的另一波时，可能发生稳定的干涉现象
11.B超成像的基本原理就是向人体发射一组超声波,而遇到人体组织会产生不同程度的反射(类似回声),通过探头发送和接收超声波信号,经过电子电路和计算机的处理,形成了我们今天的B超图像(如图所示)。图为仪器检测到发送和接收的超声波图象,其中实线为沿x轴正方向发送的超声波,虚线为一段时间后遇到人体组织沿x轴负方向返回的超声波。已知超声波在人体内传播速度约为1 500 m/s,下列说法正确的是( )
A. 根据题意可知此超声波的频率约为1.25×105 Hz
B. 图中质点A在此后的1 s内运动的路程为1 500 m
C. 图中质点B此时沿y轴正方向运动
D. 图中质点A,B两点加速度大小相等,方向相反
12.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，x=1.0m处的M质点从该时刻开始经0.6s第一次到达波谷位置。已知质点P的平衡位置坐标为x=2.0m，质点Q的平衡位置坐标为x=3.5m，则（ ）
A. 该简谐波的波速为5m/s
B. 图示时刻质点Q正在沿y轴正方向运动
C. 从图示时刻开始，质点Q经过0.7s第一次到达波峰位置
D. 在某时刻，质点P和Q的速度、加速度可能都相同
13.图甲中O点为振源，t＝0时O点开始振动，图乙为P点的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A. 波的传播速度为50m/s
B. t＝0.3s时，Q点开始沿y轴负方向运动
C. t＝0.4s时，Q点向右移动5m
D. t＝0.5s时，P点经过的路程为20cm
14.两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时（ ）
A. a,b连线中点振动加强 B. a,b连线中点速度为零
C. a,b,c,d四点速度均为零 D. 再经过半个周期a,b两点振动减弱
15.一简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则( )
A. 波的周期为1s B. x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动
C. x=0处的质点在t= s时速度为0 D. x=0处的质点在t= s时速度值最大
三、综合题
16.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t = 0时刻的波形如图所示，已知该简谐横波的传播速度大小为48 m/s。求：
（i）介质质点的振动周期；
（ii）介质中平衡位置为x=10 m处的质点P做简谐运动的表达式。
17.如图1所示是一列简谐横波在t＝0时刻的图像，P点是此时处在平衡位置的一个质点。如图2所示是质点P的振动图像。
（1）判断这列波的传播方向；
（2）求经过时间t1=2s，波传播的距离x；
（3）求经过时间t2=4s，质点P通过的路程s。
18.一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时波形如图甲所示，已知在0.6 s末，A点恰第四次(圈中为第一次)出现波峰，求：
（1）该简谐波的波长、波速分别为多少？
（2）经过多少时间x＝5 m处的质点P第一次出现波峰？
（3）如果以该机械波传到质点P开始计时，请在图乙中画出P点的振动图象，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象．
19.如图所示，甲图为某波源的振动图象，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波形图的O点表示波源．问：
（1）这列波的波速多大？
（2）若波向右传播，当乙图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，从乙图图示时刻开始质点P已经经过了多少路程？
20.一列简谐横波沿x轴正方向传播，0时刻，波刚好传到E点，波形如图甲所示若从该时刻开始计时，已知P点振动周期为0.5s，则
（1）判断此时刻P点振动方向和加速度方向;
（2）经过多少时间x＝11m处的Q点第二次到达波峰?
（3）在图乙中画出Q质点开始振动后的振动图象。
21.如图所示，实线为简谐波在t时刻的图线，虚线为波在(t+0.01)s时刻的图线．
（1）若波向左传播，求它可能传播的距离．
（2）若波向右传播，求它的最大周期．
（3）若波速为500m/s，指出简谐波的传播方向．
参考答案
一、单选题
1. C 2. C 3. B 4. C 5. C 6. A
二、多选题
7. A,C 8. A,D 9. A,C 10. A,D 11. A,C 12. A,C 13. A,D 14. A,C 15. A,B
三、综合题
16. 解：（i）由波形图可知：
（ii）简谐运动表达式通式，
由波形图及正弦函数的规律，可知：
由图可知 时，
将以上数据带入
可得： 或
由波向右传播可知， 时，质点P在向上振动，取
则质点P做简谐运动的表达式为：
17. （1）解：P质点在t=0时刻向上振动，可知波沿x轴正方向传播
（2）解：从图甲可知波长λ=0.8m，从图乙可知振动周期T=0.4s
根据波速公式
波向前传播的距离x=vt1
代入数据解得x=4m
（3）解：一个周期内质点通过的路程为20cm
在t2=4s的时间内质点通过的路程
代入数据解得s=200cm=2m
18. （1）解：波长λ＝2 m
周期T＝ s＝0.2 s
波速v＝ ＝10 m/s
（2）解：波峰传到P点：t＝ ＝ s＝0.45 s
（3）解：如图所示
19. （1）解：由振动图象可知周期T＝0.2 s，由波动图象可知波长λ＝0.2 m
则由波速公式可得
v＝ ＝ m/s＝1 m/s
（2）解：P点振动了t＝ ＝ s＝0.4 s=2T
可得P点经过的路程为2×4A＝2×4×0.05m＝0.4m．
20. （1）解：波沿x轴正方向传播，根据波动规律可知，质点P沿y轴正方向振动，加速度沿y轴正方向
（2）解：波长λ=4m，周期T=0.5s，则波速 ，振动传播到Q点的时间为1s，质点Q第二次到达波峰经历了 个周期为0.875s，共1.875s
（3）解：质点Q起振方向向下，振动图象如下所示：
21. （1）解：若波向左传播时，
解得： (n=0，1，2，…)
（2）解：向右传播时，传播的时间
解得： (n=0，1，2，…)
当n=0时，T有最大值0.04s
（3）解：若波速为500m/s，则传播的距离
所以波向右传播
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