備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第八章機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波第2講機(jī)械波

第2講機(jī)械波1.[2024新課標(biāo)]船上的人和水下的潛水員都能聽(tīng)見(jiàn)輪船的鳴笛聲.聲波在空氣中和在水中傳播時(shí)的（A）A.波速和波長(zhǎng)均不同 B.頻率和波速均不同C.波長(zhǎng)和周期均不同 D.周期和頻率均不同解析由于聲波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變、波速變更，又T＝1f，故周期也不變，結(jié)合λ＝vT可知波長(zhǎng)發(fā)生變更2.[情境創(chuàng)新]如圖所示為海洋生態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，可用于監(jiān)測(cè)水質(zhì)和氣象等參數(shù).一列水波（視為橫波）沿海面?zhèn)鞑?，在波的傳播方向上相?.5m的兩處分別有甲、乙兩浮標(biāo)，兩浮標(biāo)隨波上下運(yùn)動(dòng).當(dāng)甲運(yùn)動(dòng)到波峰時(shí)，乙恰好運(yùn)動(dòng)到波谷，此時(shí)甲、乙之間只有一個(gè)波峰.視察到甲從第1次到達(dá)波峰與第11次到達(dá)波峰的時(shí)間間隔為20s，則該水波（B）A.振幅為4.5m B.波長(zhǎng)為3mC.頻率為2Hz D.波速為2.25m/s解析依據(jù)題給條件無(wú)法得知浮標(biāo)離開(kāi)平衡位置的最大距離，故A錯(cuò)誤；設(shè)波長(zhǎng)為λ，則由題意可知32λ＝4.5m，解得λ＝3m，故B正確；設(shè)周期為T(mén)，則由題意可知10T＝20s，解得T＝2s，所以頻率為f＝1T＝0.5Hz，故C錯(cuò)誤；波速為v＝3.[2024北京高校附屬中學(xué)月考]如圖是某繩波形成過(guò)程的示意圖.質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2，3，4，…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端，相鄰編號(hào)的質(zhì)點(diǎn)間距離為2cm.已知t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1起先向上運(yùn)動(dòng)；t＝0.4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1第一次到達(dá)上方最大位移處，質(zhì)點(diǎn)5起先向上運(yùn)動(dòng).則（C）A.這列波傳播的速度為0.5m/sB.t＝0.8s時(shí)，振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)8C.t＝1.2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)12加速度方向向下D.t＝1.6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)16正在向下運(yùn)動(dòng)解析t＝0.4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1第一次到達(dá)上方最大位移處，質(zhì)點(diǎn)5起先向上運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)周期為T(mén)＝4t＝1.6s，相鄰編號(hào)的質(zhì)點(diǎn)間距離為2cm，則波長(zhǎng)為λ＝4×8cm＝0.32m，這列波傳播的速度為v＝λT＝0.321.6m/s＝0.2m/s，故A錯(cuò)誤；t＝0.8s時(shí)，波傳播的距離為x＝vt＝0.2×0.8m＝0.16m，振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)9，故B錯(cuò)誤；t＝1.2s時(shí)，波傳播的距離為x＝vt＝0.2×1.2m＝0.24m，振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)13，則質(zhì)點(diǎn)12在平衡位置上方，其加速度方向向下，故C正確；4.[2024浙江強(qiáng)基聯(lián)盟聯(lián)考]振動(dòng)方向相同的兩波源，頻率均為4Hz，振幅均為2cm，置于勻整介質(zhì)中，兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波在紙面內(nèi)傳播.圖為相遇時(shí)某時(shí)刻的狀況，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，P是波峰與波峰相遇的點(diǎn)，是凸起最高的位置之一.則下列說(shuō)法正確的是（D）A.這個(gè)凸起最高的位置在向y軸負(fù)方向移動(dòng)B.P質(zhì)點(diǎn)正在向y軸正方向遷移C.此刻圖中M點(diǎn)是凹下最低的位置D.從圖中時(shí)刻經(jīng)過(guò)0.75s后，N點(diǎn)的路程為0解析凸起最高的位置應(yīng)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，故B錯(cuò)誤；此刻M點(diǎn)處于平衡位置，Q點(diǎn)是凹下最低的位置，故C錯(cuò)誤；N點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，其振幅為零，所以經(jīng)過(guò)0.75s后，N點(diǎn)的路程為0，故D正確.5.[2024山東/多選]一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標(biāo)原點(diǎn)O的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖所示.當(dāng)t＝7s時(shí)，簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)圖像可能正確的是（AC）ABCD解析由振動(dòng)圖像可知波的振幅A＝20cm，波的周期T＝12s，從振動(dòng)圖像上可以看出t＝7s時(shí)平衡位置位于原點(diǎn)O的質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移為y7＝－32A，且沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，B、D錯(cuò)誤.A圖中該質(zhì)點(diǎn)位移符合條件，且當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，符合題意，A正確；C圖中該質(zhì)點(diǎn)位移符合條件，且當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)質(zhì)點(diǎn)沿y光速解法通過(guò)振動(dòng)圖像可以看出，t＝7s時(shí)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)位于y軸負(fù)半軸且相對(duì)平衡位置的位移大于半個(gè)振幅小于一個(gè)振幅，只有A、C項(xiàng)符合，又本題為多選題，故A、C正確.6.[三列波的疊加/2024湖南]如圖（a），在勻整介質(zhì)中有A、B、C和D四點(diǎn)，其中A、B、C三點(diǎn)位于同始終線上，AC＝BC＝4m，DC＝3m，DC垂直于AB.t＝0時(shí)，位于A、B、C處的三個(gè)完全相同的橫波波源同時(shí)起先振動(dòng)，振動(dòng)圖像均如圖（b）所示，振動(dòng)方向與平面ABD垂直，已知波長(zhǎng)為4m.下列說(shuō)法正確的是（C） 圖（a）圖（b）A.這三列波的波速均為2m/sB.t＝2s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)起先振動(dòng)C.t＝4.5s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D.t＝6s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)與平衡位置的距離是6cm解析波的基本信息波速v＝λT＝1m/s，A錯(cuò)各波源的振動(dòng)傳至D點(diǎn)用時(shí)A、B處波源：t＝4.5s時(shí)t＝6s時(shí)A、B處形成的波在D點(diǎn)已振動(dòng)1s＝17.[多選]一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示，此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn)，t＋0.6s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是（ACD）A.這列波的波速可能為50m/sB.質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程確定小于30cmC.質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程可能為60cmD.若周期T＝0.8s，則在t＋0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b、P的位移相同解析由波形圖可知波長(zhǎng)λ＝40m，且0.6s＝nT＋34T（n＝0，1，2，…），解得周期T＝2.44n+3s（n＝0，1，2，…）.當(dāng)n＝0時(shí)，T＝0.8s，波速v＝λT＝50m/s，A正確.由波沿x軸正方向傳播可知質(zhì)點(diǎn)a在t時(shí)刻沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)n＝0時(shí)，T＝0.8s，則質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程小于30cm；當(dāng)n＝1時(shí)，T＝2470s，質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程大于30cm，B錯(cuò)誤.若n＝1，則T＝2470s，波傳播到c點(diǎn)所用時(shí)間為14T，0.6s＝74T，質(zhì)點(diǎn)c振動(dòng)的時(shí)間為74T－14T＝8.[波的圖像與振動(dòng)圖像的綜合/2024山東菏澤明德學(xué)校?？?多選]如圖甲，“戰(zhàn)繩訓(xùn)練”是當(dāng)下常見(jiàn)的健身方式，健身愛(ài)好者甩動(dòng)戰(zhàn)繩令其在豎直平面內(nèi)形成簡(jiǎn)諧波.圖乙是某次訓(xùn)練中t＝0時(shí)刻戰(zhàn)繩的波形圖，繩上質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖丙所示.下列說(shuō)法正確的是（AD） 圖甲圖乙圖丙A.從t＝0到t＝0.3s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為300cmB.該波沿x軸正方向傳播C.該波的傳播速度為20m/sD.若增大抖動(dòng)的幅度，波速不變解析由圖乙可知，周期T＝0.2s，由于Δt＝0.3s＝32T，可知從t＝0到t＝0.3s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為s＝6A＝6×50cm＝300cm，故A正確；由圖乙可知，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向振動(dòng)，依據(jù)“上下坡”法可知，該波沿x軸負(fù)方向傳播，故B錯(cuò)誤；由圖甲可知波長(zhǎng)λ＝2m，則該波的傳播速度為v＝λT＝209.[不同介質(zhì)中波的傳播/2024浙江名校協(xié)作體聯(lián)考/多選]如圖所示，坐標(biāo)原點(diǎn)O左右兩邊的介質(zhì)不同，P、Q為兩列波的波源，兩波源同時(shí)起振，某時(shí)刻，兩列波分別沿x軸傳播到點(diǎn)M（－9，0）、點(diǎn)N（3，0），則下列說(shuō)法正確的是（BC）A.兩波源的起振方向相反B.兩列波的頻率不同C.兩列波在x＝－3.5cm處相遇D.兩列波在x軸負(fù)半軸疊加能形成穩(wěn)定的干涉圖樣解析由圖可知，M點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向，N點(diǎn)的起振方向也沿y軸正方向，而且M、N點(diǎn)與各自波源的起振方向相同，故兩波源的起振方向相同，故A錯(cuò)誤；兩列波在不同介質(zhì)中波速不同，由圖知兩列波的波長(zhǎng)相等，依據(jù)f＝vλ可知，兩列波的頻率不同，故B正確；在相同時(shí)間內(nèi)，兩列波分別傳播了一個(gè)波長(zhǎng)和一個(gè)半波長(zhǎng)，故在不同介質(zhì)中的波速之比為v1v2＝23，當(dāng)Q波傳到O點(diǎn)時(shí)，P波傳到（－7，0）處，等Q波傳播到x軸負(fù)半軸后速度與P10.[2024云南昆明檢測(cè)]如圖所示，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的波源，其周期T＝0.4s，振幅A＝10cm.t＝0時(shí)刻波源從平衡位置沿y軸負(fù)方向起先振動(dòng)，產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的橫波.已知當(dāng)這列波剛傳播到質(zhì)點(diǎn)P（12m，0）時(shí)，波源恰好位于波峰位置.（1）求質(zhì)點(diǎn)P起先振動(dòng)后經(jīng)Δt＝0.7s時(shí)的位移.（2）求這列波的波速大小.（3）若這列波的波速大小為8m/s，請(qǐng)寫(xiě)出以t＝1.8s時(shí)刻為新的計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程.答案（1）10cm，方向沿y軸正方向（2）1204n+3m/s（n＝0，1，2，3，…）（3）yP＝10sin（5πt＋解析（1）因?yàn)棣＝0.7s＝134T，質(zhì)點(diǎn)P的起振方向沿y軸負(fù)方向，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于y軸正方向最大位移處，故位移大小為yP＝A＝10cm，方向沿y（2）由題意知nλ＋34λ＝12m，則波長(zhǎng)為λ＝484n+3m（n＝0，1，波速大小為v＝λT＝1204n+3m/s（n＝0，1，（3）這列波從波源傳播到質(zhì)點(diǎn)P的時(shí)間tOP＝xOPv＝而t＝1.8s＝tOP＋0.3s＝tOP＋34此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于y軸正方向最大位移處，故以t＝1.8s時(shí)刻為新的計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為yP＝Asin（2πTt＋π2）＝10sin（5πt＋π11.[利用波的干涉原理消退噪聲/2024貴州貴陽(yáng)摸底考試]汽車發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作排氣時(shí)，常伴隨很大的噪聲.利用干涉型消聲器可以降低此類噪聲，其設(shè)計(jì)圖如圖所示.當(dāng)沿水平管道自左向右傳播到達(dá)a處時(shí)，聲波分成兩列波，它們分別通過(guò)長(zhǎng)度為r1和r2的彎管和直管，最終在排氣管內(nèi)b處相遇.假設(shè)排氣管內(nèi)的主要噪聲波長(zhǎng)為1.7m，要能最有效地降低此類噪聲，r1與r2之差應(yīng)為（D） 解析為了有效地降低此類噪聲，則b處應(yīng)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，又通過(guò)彎管和直管的兩列波頻率相同、振動(dòng)步調(diào)一樣，所以依據(jù)波的疊加可知r1與r2之差應(yīng)為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即Δr＝2n+12λ（n學(xué)問(wèn)總結(jié)兩列頻率相同、振動(dòng)步調(diào)一樣的波在相遇時(shí)發(fā)生干涉，推斷某點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)還是振動(dòng)減弱點(diǎn)，須要看該點(diǎn)到兩波源的波程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍還是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍.假如波程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，則該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；假如波程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則該點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)【留意：若振動(dòng)步調(diào)相反，則結(jié)論相反】.12.[利用無(wú)人駕駛技術(shù)考查多普勒效應(yīng)]汽車無(wú)人駕駛技術(shù)已漸漸成熟，最常用的是自適應(yīng)巡航限制系統(tǒng)（ACC），它可以限制無(wú)人車在前車減速時(shí)自動(dòng)減速，以保持與前車的平安距離.其運(yùn)用的傳感器主要是毫米波雷達(dá)，該雷達(dá)會(huì)放射和接收調(diào)制過(guò)的無(wú)線電波，再通過(guò)回波的時(shí)間差和多普勒效應(yīng)造成的頻率變更來(lái)測(cè)量目標(biāo)的相對(duì)距離和相對(duì)速度.若該雷達(dá)放射的無(wú)線電波的頻率為f，接收到的波的頻率為f'，則（A）A.當(dāng)f'＝f時(shí)，表明前車與無(wú)人車速度相同B.當(dāng)f'＝f時(shí)，表明