新教材高考物理一輪復習課時練22機械波含解析新人教版

一輪復習精品資料(高中)PAGE1-機械波1.(多選)(波的衍射)(2020山東青島三模)如圖所示,波源O傳出一列水波,相鄰實線間的距離等于一個波長,下列說法正確的是()A.波通過孔A,發(fā)生明顯的衍射現象B.波通過孔B,不發(fā)生衍射現象C.波遇到障礙物C,發(fā)生明顯的衍射現象D.波遇到障礙物D,發(fā)生明顯的衍射現象2.(機械波的傳播特點)(2020山東菏澤模擬)關于機械波的特性,下列說法正確的是()A.只有波長比障礙物的尺寸小或相差不多的時候才會發(fā)生明顯的衍射現象B.火車鳴笛向我們駛來,聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)出的頻率低C.向人體內發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血液反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化就能知道血液的速度,這種方法應用的是多普勒效應D.只要是性質相同的波,都可以發(fā)生干涉3.(波長、頻率和波速的關系)(2020山東青島二模)如圖所示,兩種不同材料的彈性細繩在O處連接,t=0時刻開始從平衡位置向上抖動O,形成以O點為波源向左和向右傳播的簡諧橫波①和②,5s時O點第二次到達波峰,此時繩上距離O點5m處的質點A第一次到達波峰,已知波②的傳播速度為1.5m/s,OB間距離為9m,下列說法正確的是()A.B點的振動周期為5sB.波①的傳播速度為1m/sC.波②的波長為9mD.B點起振時,A點處于平衡位置4.(多選)(波的干涉)(2020山東聊城二模)A、B兩個振源在一個周期內的振動情況分別如圖甲、圖乙所示。若它們相距10m,從t=0時刻開始振動,它們產生的簡諧橫波在同一均勻介質中傳播,經過0.5s兩列波相遇。下列說法正確的是()A.在兩振源連線上,兩波相遇的位置距離振源A為6mB.A、B兩列波的波長之比為2∶3C.兩振源連線的中點的位移始終為0D.這兩列波不能產生干涉現象5.(多選)(波的傳播特點)(2020浙江卷)如圖所示,x軸上-2m、12m處有兩個振動周期均為4s、振幅均為1cm的相同的波源S1,S2,t=0時刻同時開始豎直向下振動,產生波長均為4m沿x軸傳播的簡諧橫波。P、M、Q分別是x軸上2m、5m和8.5m的三個點,下列說法正確的是()A.6.0s時P、M、Q三點均已振動B.8.0s后M點的位移始終是2cmC.10.0s后P點的位移始終是0D.10.5s時Q點的振動方向豎直向下6.(多選)(波的傳播特點)(2020山東棗莊二調)兩列分別沿x軸正、負方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,其中a波振幅為2cm,沿x軸正方向傳播;b波振幅為4cm,沿x軸負方向傳播。兩列波的傳播速度大小均為v=2m/s。則下列說法正確的是()A.兩列波的質點的起振方向均沿y軸負方向B.橫波a的周期為2sC.t=1.5s時,質點Q離開平衡位置的位移為2cmD.兩列波從相遇到分離所用的時間為2s7.(波長、頻率和波速的關系)(2020山東德州一模)一列振幅A=20cm的簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時刻恰好傳播到平衡位置為x=6.0cm的質點,波形如圖所示。t=2.25s時,平衡位置為x=6.0cm的質點離開平衡位置的位移第一次為y=20cm。求:(1)該簡諧橫波的傳播速度大小;(2)自t=0至t=3.25s,平衡位置為x=8.0cm的質點經過的路程。8.(波的傳播特點)(2020山東聊城模擬)已知一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖像如圖所示,波沿x軸正方向傳播,再經過0.9s,B點第3次出現波峰。(1)求該簡諧橫波的波速大小及由圖示時刻起,Q點第一次出現波峰所需要的時間;(2)從圖示時刻開始計時,試寫出坐標為x=2m的質點的位移與時間的關系式。素養(yǎng)綜合練9.(多選)(2020山東濰坊五縣聯(lián)考)如圖所示,某均勻介質中有兩列簡諧橫波A和B同時沿x軸正方向傳播,在t=0時刻兩列波的波谷正好在x=0處重合,則下列說法正確的是()A.A、B的周期之比為5∶3B.兩列波的傳播速度相同C.x=0處質點的振動始終加強D.t=0時刻x=0處質點的振動位移為40cm10.(2020山東煙臺二模)如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖中實線是t=0時刻的波形圖,圖中虛線為t=2s時刻的波形圖。由此可知,這列橫波的波速可能為()A.13m/s B.512m/s C.1m/s D.11.(多選)(2020廣東佛山模擬)平靜的水池表面有兩個振源A、B,固有振動周期均為T。某時刻A開始向下振動,相隔半個周期B開始向下振動,二者振動的振幅相同,某時刻在水面上形成如圖所示的水波圖。其中O是振源連線的中點,OH為AB的中垂線,交叉點G、H的中點為D,C點位于波峰和波谷的正中間,實線代表波峰,虛線代表波谷。下列說法正確的是()A.如果在E點有一個小的漂浮物,經半個周期將向左漂到F點B.兩列波疊加后,O點的振動始終減弱C.圖中G、H兩點振幅為零,D點的振幅也為零D.當B引起的波傳到E點后,E點的振動始終處于加強狀態(tài)12.(2020山東四市模擬)一列簡諧橫波沿直線由A向B傳播,A、B相距0.45m,如圖所示為A處質點的振動圖像。當A處質點運動到波峰位置時,B處質點剛好到達平衡位置且向y軸正方向運動,這列波的波速可能是()A.1.5m/s B.3.0m/s C.0.7m/s D.0.9m/s13.(2020山東濟南三模)一列簡諧橫波沿x軸傳播,t=0.1s時的波形圖如圖甲所示。圖乙為介質中質點A的振動圖像。(1)求波速大小;(2)t=0.1s時,波剛好傳播到坐標原點,質點B平衡位置的坐標xB=-2.5m(圖中未畫出),求質點B處于波峰位置的時刻。14.在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上有相距4m的A、B兩點,圖甲、圖乙分別是A、B兩質點的振動圖像。已知該波波長大于2m,求這列波可能的波速。▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁課時規(guī)范練22機械波1.AD觀察題圖,孔B和障礙物C尺寸明顯大于波長,不會發(fā)生明顯的衍射現象,但仍然有衍射現象,孔A和障礙物D尺寸小于或接近波長,會發(fā)生明顯的衍射現象,故A、D正確,B、C錯誤。2.C只有波長比障礙物的尺寸大或相差不多的時候才會發(fā)生明顯的衍射現象,A錯誤;火車鳴笛向我們駛來時,間距變小,則我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高,B錯誤;向人體發(fā)射頻率已知的超聲波,超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化就能知道血液的速度,這種方法應用的是多普勒效應,所以C正確;產生干涉的兩個條件是兩列波的頻率必須相同,兩個波源的相位差必須保持不變,所以D錯誤。3.DB點振動周期和波源振動周期一致,根據題意5s時O點第二次到達波峰可知,波源振動周期為54T=5s,解得T=4s,即B點振動周期為4s,A錯誤;5s時距離O點5m處的質點A第一次到達波峰,即波從O傳播到A用時4s,所以v1=54=1.25m/s,B錯誤;波②的波長為λ2=vT=1.5×4m=6m,C錯誤;波傳播到B點需要用時t=91.5s=6s,此時質點A4.BD簡諧橫波在同一均勻介質中傳播時,兩波的傳播速度大小相等,所以在兩振源連線上,兩波相遇的位置在兩波源連線的中點,也就是距離振源A5m處,故A錯誤;由波速與波長的關系可得λA5.CD波速v=λT=44m/s=1m/s,在6s內傳播的距離x=vt=1×6m=6m,M點離兩個波源的距離都是7m,振動傳不到M點,選項A錯誤;M點離兩個波源的距離都是7m,是振動加強點,振幅是2cm,做簡諧運動,位移是變化的,選項B錯誤;PS1=4m,PS2=10m,PS2-PS1=6m=3λ2,P點是振動減弱區(qū),始終靜止,選項C正確;QS1=10.5m,t1=QS1v=10.5s,波源S1經過10.5s把振動豎直向下傳到Q點,QS2=3.5m,t2=QS2v=3.6.BD根據同一列波各點起振方向均相同,可知a波起振方向向上,b波起振方向向上,故A錯誤;橫波a的波長為4m,則周期T=λv=2s,故B正確;橫波b的波長為4m,則周期也為2s,t=1.5s時經過34T,則質點Q離開平衡位置的位移為-4cm,故C錯誤;兩列波從相遇到分離所用的時間為t1=27.〖答案〗(1)2cm/s(2)60cm〖解析〗(1)由題意可知34T=2.得該簡諧波的周期T=3s由題圖可知,該簡諧波的波長λ=6.0cm,則波速v=λT=(2)波自x=6.0cm傳播到x=8.0cm所需的時間Δt=Δxv自t=0至t=3.25s,平衡位置為x=8.0cm的質點振動的時間間隔Δt'=(3.25-1)s=2.25s=34經過的路程為L=3A=60cm8.〖答案〗(1)10m/s0.4s(2)y=0.5cos5πt(m)〖解析〗(1)由傳播方向判斷,題圖所示時刻B點的振動方向向上,經過t3=94B點第三次到達波峰位置,即94T=0.解得T=0.4s從題中波形圖上可以看出,波長λ=4m所以波速v=λT=由題圖上可以看出波向右傳播,t=0時,離Q點最近的波峰在x=2m處,該點距Q點距離為s=4m因此再經過t1時間,Q點第一次出現波峰,t1=sv=0.(2)根據周期求出角速度ω=2πT=結合題圖可知坐標為x=2m的質點的位移與時間的關系式為y=0.5cos5πt(m)9.BD兩列波在同介質中傳播,波速相等,由v=λT可知當波速一定時,波長與周期成正比,由題圖可知λA∶λB=3∶5,所以A、B的周期之比為TA∶TB=3∶5,故A錯誤,B正確;由于兩列波的周期不同,所以兩列波的頻率不同,不能產生穩(wěn)定的干涉,則知x=0處質點的振動不是始終加強,故C錯誤;t=0時刻x=10.B波在2s內傳播的距離為s=nλ+512λ=2n+56m,則波速v=st=n+512m/s(n=0,1,2,3…),當n=0時,v=51211.BC波在傳播過程中,介質中的質點只在平衡位置附近振動,不會隨著波的傳播向前移動,A錯誤;O點是兩振源的中點,波的傳播路程差等于零,由于相位恰好相反,所以O點以及中垂線上所有質點的振動均為疊加減弱,所以B、C正確;由題圖可以看出,B引起的振動傳到E點時與A引起的振動相位相反,為疊加減弱位置,D錯誤。12.D根據題意,A、B兩點間距離與波長的關系式為n+14λ=0.45m,解得λ=1.84n再由題圖知周期T=0.4s,得波速為v=λT=1.8(4n+1)×0.4m/s=4.54n+1m/s(n=0,1,2…),當n=0時,v=4.54n+1由于n只能取整數,v不可能等于1.5m/s、3.0m/s和0.7m/s。選項D正確,A、B、C錯誤。13.〖答案〗(1)0.5m/s(2)t=(5.15+0.2n)s(n=0,1,2,3…)〖解析〗(1)由題圖甲可知波長λ=0.1m由題圖乙可知周期T=0.2s則波速為v=λT=0.(2)由題意知波沿x軸負方向傳播,波從坐標原點傳播到B點所需時間tB=|質點B第一次離開平衡位置是向上運動的,到波峰位置所需時間為t2=n+14T(n=0,1,2,3…)所以質點B處于波峰位置的時刻t=0.1s+tB+t2代入數據得t=(5.15+0.2n)s(n=0,1,2,3…)14.〖答案〗見〖解析〗〖解析〗由振動圖像得質點振動周期T=0.4s,若波由A向B傳播,B點比A點晚振動的時間Δt=nT+34T(n=所以A、B間的距離為Δs=vΔt=λTΔt=nλ+34λ(則波長為λ=4Δs因為λ>2m,所以n=0或1,當n=0時,λ1=163v1=λ1當n=1時,λ2=167v2=λ2若波由B向A傳播,A點比B點晚振動的時間Δt=nT+14T(n=所以A、B間的距離為Δs=nλ+14λ(n=則波長為λ=4Δs因為λ>2m,所以n=0或1,當n=0時,λ1=16m,v1=40m/s,當n=1時,λ2=165m,v2=機械波1.(多選)(波的衍射)(2020山東青島三模)如圖所示,波源O傳出一列水波,相鄰實線間的距離等于一個波長,下列說法正確的是()A.波通過孔A,發(fā)生明顯的衍射現象B.波通過孔B,不發(fā)生衍射現象C.波遇到障礙物C,發(fā)生明顯的衍射現象D.波遇到障礙物D,發(fā)生明顯的衍射現象2.(機械波的傳播特點)(2020山東菏澤模擬)關于機械波的特性,下列說法正確的是()A.只有波長比障礙物的尺寸小或相差不多的時候才會發(fā)生明顯的衍射現象B.火車鳴笛向我們駛來,聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)出的頻率低C.向人體內發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血液反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化就能知道血液的速度,這種方法應用的是多普勒效應D.只要是性質相同的波,都可以發(fā)生干涉3.(波長、頻率和波速的關系)(2020山東青島二模)如圖所示,兩種不同材料的彈性細繩在O處連接,t=0時刻開始從平衡位置向上抖動O,形成以O點為波源向左和向右傳播的簡諧橫波①和②,5s時O點第二次到達波峰,此時繩上距離O點5m處的質點A第一次到達波峰,已知波②的傳播速度為1.5m/s,OB間距離為9m,下列說法正確的是()A.B點的振動周期為5sB.波①的傳播速度為1m/sC.波②的波長為9mD.B點起振時,A點處于平衡位置4.(多選)(波的干涉)(2020山東聊城二模)A、B兩個振源在一個周期內的振動情況分別如圖甲、圖乙所示。若它們相距10m,從t=0時刻開始振動,它們產生的簡諧橫波在同一均勻介質中傳播,經過0.5s兩列波相遇。下列說法正確的是()A.在兩振源連線上,兩波相遇的位置距離振源A為6mB.A、B兩列波的波長之比為2∶3C.兩振源連線的中點的位移始終為0D.這兩列波不能產生干涉現象5.(多選)(波的傳播特點)(2020浙江卷)如圖所示,x軸上-2m、12m處有兩個振動周期均為4s、振幅均為1cm的相同的波源S1,S2,t=0時刻同時開始豎直向下振動,產生波長均為4m沿x軸傳播的簡諧橫波。P、M、Q分別是x軸上2m、5m和8.5m的三個點,下列說法正確的是()A.6.0s時P、M、Q三點均已振動B.8.0s后M點的位移始終是2cmC.10.0s后P點的位移始終是0D.10.5s時Q點的振動方向豎直向下6.(多選)(波的傳播特點)(2020山東棗莊二調)兩列分別沿x軸正、負方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,其中a波振幅為2cm,沿x軸正方向傳播;b波振幅為4cm,沿x軸負方向傳播。兩列波的傳播速度大小均為v=2m/s。則下列說法正確的是()A.兩列波的質點的起振方向均沿y軸負方向B.橫波a的周期為2sC.t=1.5s時,質點Q離開平衡位置的位移為2cmD.兩列波從相遇到分離所用的時間為2s7.(波長、頻率和波速的關系)(2020山東德州一模)一列振幅A=20cm的簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時刻恰好傳播到平衡位置為x=6.0cm的質點,波形如圖所示。t=2.25s時,平衡位置為x=6.0cm的質點離開平衡位置的位移第一次為y=20cm。求:(1)該簡諧橫波的傳播速度大小;(2)自t=0至t=3.25s,平衡位置為x=8.0cm的質點經過的路程。8.(波的傳播特點)(2020山東聊城模擬)已知一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖像如圖所示,波沿x軸正方向傳播,再經過0.9s,B點第3次出現波峰。(1)求該簡諧橫波的波速大小及由圖示時刻起,Q點第一次出現波峰所需要的時間;(2)從圖示時刻開始計時,試寫出坐標為x=2m的質點的位移與時間的關系式。素養(yǎng)綜合練9.(多選)(2020山東濰坊五縣聯(lián)考)如圖所示,某均勻介質中有兩列簡諧橫波A和B同時沿x軸正方向傳播,在t=0時刻兩列波的波谷正好在x=0處重合,則下列說法正確的是()A.A、B的周期之比為5∶3B.兩列波的傳播速度相同C.x=0處質點的振動始終加強D.t=0時刻x=0處質點的振動位移為40cm10.(2020山東煙臺二模)如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖中實線是t=0時刻的波形圖,圖中虛線為t=2s時刻的波形圖。由此可知,這列橫波的波速可能為()A.13m/s B.512m/s C.1m/s D.11.(多選)(2020廣東佛山模擬)平靜的水池表面有兩個振源A、B,固有振動周期均為T。某時刻A開始向下振動,相隔半個周期B開始向下振動,二者振動的振幅相同,某時刻在水面上形成如圖所示的水波圖。其中O是振源連線的中點,OH為AB的中垂線,交叉點G、H的中點為D,C點位于波峰和波谷的正中間,實線代表波峰,虛線代表波谷。下列說法正確的是()A.如果在E點有一個小的漂浮物,經半個周期將向左漂到F點B.兩列波疊加后,O點的振動始終減弱C.圖中G、H兩點振幅為零,D點的振幅也為零D.當B引起的波傳到E點后,E點的振動始終處于加強狀態(tài)12.(2020山東四市模擬)一列簡諧橫波沿直線由A向B傳播,A、B相距0.45m,如圖所示為A處質點的振動圖像。當A處質點運動到波峰位置時,B處質點剛好到達平衡位置且向y軸正方向運動,這列波的波速可能是()A.1.5m/s B.3.0m/s C.0.7m/s D.0.9m/s13.(2020山東濟南三模)一列簡諧橫波沿x軸傳播,t=0.1s時的波形圖如圖甲所示。圖乙為介質中質點A的振動圖像。(1)求波速大小;(2)t=0.1s時,波剛好傳播到坐標原點,質點B平衡位置的坐標xB=-2.5m(圖中未畫出),求質點B處于波峰位置的時刻。14.在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上有相距4m的A、B兩點,圖甲、圖乙分別是A、B兩質點的振動圖像。已知該波波長大于2m,求這列波可能的波速。▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁課時規(guī)范練22機械波1.AD觀察題圖,孔B和障礙物C尺寸明顯大于波長,不會發(fā)生明顯的衍射現象,但仍然有衍射現象,孔A和障礙物D尺寸小于或接近波長,會發(fā)生明顯的衍射現象,故A、D正確,B、C錯誤。2.C只有波長比障礙物的尺寸大或相差不多的時候才會發(fā)生明顯的衍射現象,A錯誤;火車鳴笛向我們駛來時,間距變小,則我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高,B錯誤;向人體發(fā)射頻率已知的超聲波,超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化就能知道血液的速度,這種方法應用的是多普勒效應,所以C正確;產生干涉的兩個條件是兩列波的頻率必須相同,兩個波源的相位差必須保持不變,所以D錯誤。3.DB點振動周期和波源振動周期一致,根據題意5s時O點第二次到達波峰可知,波源振動周期為54T=5s,解得T=4s,即B點振動周期為4s,A錯誤;5s時距離O點5m處的質點A第一次到達波峰,即波從O傳播到A用時4s,所以v1=54=1.25m/s,B錯誤;波②的波長為λ2=vT=1.5×4m=6m,C錯誤;波傳播到B點需要用時t=91.5s=6s,此時質點A4.BD簡諧橫波在同一均勻介質中傳播時,兩波的傳播速度大小相等,所以在兩振源連線上,兩波相遇的位置在兩波源連線的中點,也就是距離振源A5m處,故A錯誤;由波速與波長的關系可得λA5.CD波速v=λT=44m/s=1m/s,在6s內傳播的距離x=vt=1×6m=6m,M點離兩個波源的距離都是7m,振動傳不到M點,選項A錯誤;M點離兩個波源的距離都是7m,是振動加強點,振幅是2cm,做簡諧運動,位移是變化的,選項B錯誤;PS1=4m,PS2=10m,PS2-PS1=6m=3λ2,P點是振動減弱區(qū),始終靜止,選項C正確;QS1=10.5m,t1=QS1v=10.5s,波源S1經過10.5s把振動豎直向下傳到Q點,QS2=3.5m,t2=QS2v=3.6.BD根據同一列波各點起振方向均相同,可知a波起振方向向上,b波起振方向向上,故A錯誤;橫波a的波長為4m,則周期T=λv=2s,故B正確;橫波b的波長為4m,則周期也為2s,t=1.5s時經過34T,則質點Q離開平衡位置的位移為-4cm,故C錯誤;兩列波從相遇到分離所用的時間為t1=27.〖答案〗(1)2cm/s(2)60cm〖解析〗(1)由題意可知34T=2.得該簡諧波的周期T=3s由題圖可知,該簡諧波的波長λ=6.0cm,則波速v=λT=(2)波自x=6.0cm傳播到x=8.0cm所需的時間Δt=Δxv自t=0至t=3.25s,平衡位置為x=8.0cm的質點振動的時間間隔Δt'=(3.25-1)s=2.25s=34經過的路程為L=3A=60cm8.〖答案〗(1)10m/s0.4s(2)y=0.5cos5πt(m)〖解析〗(1)由傳播方向判斷,題圖所示時刻B點的振動方向向上,經過t3=94B點第三次到達波峰位置,即94T=0.解得T=0.4s從題中波形圖上可以看出,波長λ=4m所以波速v=λT=由題圖上可以看出波向右傳播,t=0時,離Q點最近的波峰在x=2m處,該點距Q點距離為s=4m因此再經過t1時間,Q點第一次出現波峰,t1=sv=0.(2)根據周期求出角速度ω=2πT=結合題圖可知坐標為x=2m的質點的位移與時間的關系式為y=0.5cos5πt(m)9.BD兩列波在同介質中傳播,波速相等,由v=λT可知當波速一定時,波長與周期成正比,由題圖可知λA∶λB=3∶5,所以A、B的周期之比為TA∶T