2022版高考物理一轮复习 第十四章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第2讲 机械波作业（含解析）新人教版.docx

1、第2讲 机械波A组基础题组一、单项选择题1(2021山东潍坊一中高三检测)关于机械波的特性，下列说法正确的是( )A只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象B火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率低C向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应D只要是性质相同的波，都可以发生干涉解析：只有波长比障碍物的尺寸大或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象，所以A错误；火车鸣笛向我们驶来时，间距变小，则我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，所以B错误；向人体发射频率已知的超声波，超

2、声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应，所以C正确；产生干涉的两个条件是：两列波的频率必须相同，两个波源的相位差必须保持不变，所以D错误。答案：C2(2021上海杨浦一模)如图所示，某时刻的波形图中M点的振动方向向上，则可知( )AA点振动落后于M点，波向右传播BA点振动落后于M点，波向左传播CB点振动落后于M点，波向右传播DB点振动落后于M点，波向左传播解析：M点的振动方向向上，A到B半个波长的范围内的各质点振动方向相同，A点振动落后于M点，则波向左传播，故A错误，B正确。M点的振动方向向上，A到B半个波长的范围内的各质点振动

3、方向相同，B点振动超前于M点，而波向左传播，故C、D错误。答案：B3(2021适应性测试湖北卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为10 m/s，t0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )A00.6 s时间内，质点P运动的路程为18 cmBt0.6 s时刻，质点P相对平衡位置的位移是6 cmCt1.2 s时刻，质点Q加速度最大Dt1.4 s时刻，质点M沿y轴负方向运动解析：机械波的周期为T0.8 s,00.6 s时间内，质点P运动的路程为3A18 cm，选项A正确；t0.6 s时刻，质点P到达平衡位置，则此时相对平衡位置的位移是0，选项B错误；因1.2 s1T，则t1.2 s时质点Q在平

4、衡位置，则此时加速度为零，选项C错误；经过1.4 s波向前传播的距离xvt14 m1，则此时刻，质点M在平衡位置以下沿y轴正方向运动，选项D错误。答案：A4(2021北京海淀北大附中高三模拟)一列简谐横波某时刻的波形图如图甲表示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则下列说法正确的是( )A若波沿x轴正向传播，则图乙表示P点的振动图象B若图乙表示Q点的振动图象，则波沿x轴正向传播C若波速是20 m/s，则图乙的周期是0.02 sD若图乙的频率是20 Hz，则波速是10 m/s解析：若波沿x轴正向传播，此时P点应通过平衡位置向下振动，从图乙中可知，P点是向上运动，A错误；若图乙表示Q点

5、的振动图象，在0时刻Q点向上振动，则根据同侧法可得波沿x轴正向传播，B正确；从甲图中可得1 m，根据公式T可得图乙的周期是0.05 s，C错误；若图乙的频率是20 Hz，即根据公式可得vf20 m/s，D错误。答案：B5(2021河北保定高三检测)甲、乙两列波振幅分别为A、，在同一介质中相向传播，某时刻的波形图如图所示，x4 m处的质点再过1 s将第一次到达波谷，以下说法正确的是( )A这两列波不能产生干涉现象B经过4 s两波会相遇Cx7 m处的质点振幅为ADx6 m处的质点振动加强解析：由图可知，两列波周期和波长相同，因此可以发生干涉，故选项A错误；由x4 m处的质点再过1 s将第一次到达波

6、谷知T4 s，波长4 m，则波速v1 m/s，两波相遇所需时间t，解得t2 s，故选项B错误；因为两列波周期和波长相同，两列波会发生干涉，x3 m和x11 m 的质点到x7 m的距离相等，振动情况相反，两列波相互减弱，因此在x7 m处的振幅为，故选项C错误；x2 m和x10 m的质点到x6 m的距离相等，振动情况相同，因此在x6 m处振动加强，故选项D正确。答案：D二、多项选择题6关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是( )A有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象B产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等C能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长

7、更小D在干涉图样中，振动加强区域中的质点，其位移始终最大，振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小解析：干涉、衍射是波共有的特性，A错误；干涉具备两波频率相同、相位差恒定的条件，B正确；当满足d时产生明显的衍射现象，C正确；在干涉图样中，质点的位移随时间时刻发生变化，D错误。答案：BC7(2021山东泰安二模)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播在t0时刻的波形，从此时刻开始，介质中的质点P、Q回到平衡位置的最短时间分别为0.2 s、0.8 s，下列说法正确的是( )At1.5 s时刻质点P正沿y轴的正方向运动Bt1.5 s时刻质点Q加速度最大C01.5 s内质点Q发生的路程为30 cmD01

8、.5 s内波传播的路程为9 cm解析：根据题述，简谐横波沿x轴正方向传播，根据波动传播规律，质点P沿y轴负方向运动到达平衡位置，质点Q先沿y轴正方向运动到波峰后再沿y轴负方向运动到达平衡位置，质点P回到平衡位置的最短时间为0.2 s，质点Q回到平衡位置的最短时间为0.8 s,0.2 s0.8 s，解得周期T2.0 s，t1.5 s时刻质点P正沿y轴的正方向运动，选项A正确；t1.5 s时刻质点Q正在沿y轴正方向向平衡位置运动，加速度不是最大，选项B错误；由于质点Q不是从最大位移处或平衡位置开始运动，所以01.5 s()内质点Q发生的路程不是三个振幅30 cm，选项C错误；由图示波动图象可知波长

9、12 cm0.12 m，波动传播速度v0.06 m/s,01.5 s内波传播的路程为xvt0.06 m/s1.5 s0.09 m9 cm，选项D正确。答案：AD8(2021北京朝阳八十中高三模拟)如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，M为a波与b波的交点，且a波上的 M 质点正在向上运动，则下列说法正确的是( )A两列波具有相同的波速B此时 b 波上的质点 M 正在向下运动C两列波相遇时可能会产生稳定的干涉现象D在 a 波振源完成6次全振动的时间内b波振源可完成4次全振动解析：两列简谐横波在同一介质中传播，故具有相同的传播波速，A正确；a波上的M质点正在向上运动，则

10、波是向x轴正方向传播，b波上的质点M正在向下运动，B正确；由图知，a、b波的波长之比为23，故周期比为23，两列波相遇时不会产生稳定的干涉现象，C错误；由图知，a、b波的波长之比为23，故周期比为23，在 a 波振源完成6次全振动的时间内b波振源可完成4次全振动，D正确。答案：ABDB组能力题组9(多选)(2021山东潍坊高三检测)一列横波沿水平方向传播，质点A平衡位置位于x0.2 m处，质点P平衡位置位于x1.2 m处，质点A的振动图象如图甲所示，如图乙所示是质点A刚振动了0.1 s时的波形图，以下说法正确的是( )A波速v2 m/sB波源的最初振动方向向上Ct0.4 s时波传到P点D当质点

11、P处于波峰位置时，质点A处于波谷位置解析：由题图甲知T0.2 s，由题图乙知0.4 m，波速v2 m/s，A正确；结合图甲、图乙可判断，该波沿x轴正方向传播，根据题图乙知t0.1 s时，波源的振动传到x0.4 m处，可知波源最初振动方向向下，B错误；波从x0.4 m处传到x1.2 m处需要t0.4 s，此时t0.6 s，C错误；质点A、P平衡位置间距为1 m，等于2.5，去整留零相当于0.5，当质点P点处于波峰位置时，质点A处于波谷位置，D正确。答案：AD10(2020高考全国卷)一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成

12、稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为l。求：(1)波的波长；(2)波的传播速度。解析：(1)如图，设距c点最近的振幅极大的点为d点，a与d的距离为r1，b与d的距离为r2，d与c的距离为s，波长为，则r2r1，由几何关系有r1ls，r(r1sin 60)2(lr1cos 60)2，联立式并代入题给数据得l。(2)波的频率为f，设波的传播速度为v，有vf，联立式得v。答案：(1)l(2)11(2021江西重点中学协作体高三第一次联考)如图甲所示，在某介质的xOy平面内有两个相干波源S1和

13、S2，波源S1的坐标为(0,0.15 m)，其振动图象如图乙所示；波源S2的坐标为(0，0.15 m)，其振动图象如图丙所示。在x0.4 m处有一平行于y轴的直线，与x轴交于N点，直线上M点的坐标为(0.4 m,0.15 m)。两波源发出的波的波长均为0.2 m，求：(1)两波源发出的波传播到M点的时间各为多少。(2)试通过计算说明M处是振动的加强点还是减弱点。解析：(1)根据波速、波长、与周期的关系v可得波速v0.1 m/s。波源S1到M点的距离L10.4 m，波源S1传到M点的时间t14 s。波源S2到M点的距离L20.5 m，波源S2传到M点的时间t25 s。(2)波程差xL2L10.1

14、 m，即x，但由于两波源振动相差相位，所以M点为振动加强点。答案：(1)4 s5 s(2)见解析12(2021山东高三模拟)一列简谐横波沿x轴传播，t0.1 s 时的波形图如图甲所示。图乙为介质中质点A的振动图象。(1)求波的传播方向及波速；(2)t0.1 s时，波刚好传播到坐标原点O，质点B平衡位置的坐标xB2.5 m(图中未画出)，求质点B处于波峰位置的时刻。解析：(1)由乙图可知质点A在t0.1 s时由平衡位置向下振动，所以波的传播方向为沿x轴负方向由甲图可知波长0.1 m由乙图可知周期为T0.2 s则波速为v0.5 m/s。(2)波从O点传播到B点所需时间tOB质点B第一次离开平衡位置是向上运动的，到波峰位置所需时间为t2T(n0,1,2,3，)所以质点B处于波峰位置的时刻t0.1 stOBt2代入数据得t(5.150.2n)s(n0,1,2,3，)。答案：(1)沿x轴负方向0.5 m/s(2)(5.150.2n)s(n0,1,2,3，)