機(jī)械波(解析版)-2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)提升練

一、單選題

1.一條彈性繩子呈水平狀態(tài)，M為繩子中點(diǎn)，兩端P、Q同時(shí)開始上下振動(dòng)，一小段時(shí)間后產(chǎn)生的波形如圖,

對(duì)于其后繩上各點(diǎn)的振動(dòng)情況，以下判斷正確的（）

A.波源Q產(chǎn)生的波將先到達(dá)中點(diǎn)MB.波源P的起振方向是向下的

C.中點(diǎn)M的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的D.M點(diǎn)的位移大小在某時(shí)刻可能為零

【答案】D

【解析】A.同種介質(zhì)波速相同，傳播距離又相同，所以兩波同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)，A不符合題意；

B.由題圖可知，兩波的波前均向上振動(dòng)，故P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，B不符合題意；

CD.由于兩列波的波長(zhǎng)不同，頻率不同，不會(huì)形成穩(wěn)定的干涉，故在M點(diǎn)相遇時(shí)，并不總是加強(qiáng)或減弱,

可能在某一時(shí)刻位移為零，C不符合題意，D符合題意

故答案為：D。

2.一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c,則

A.此刻a的加速度最小

B.此刻b的速度最小

C.若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸正方向運(yùn)動(dòng)

D.若波沿x軸負(fù)方向傳播，a比c先回到平衡位置

【答案】C

【解析】由機(jī)械振動(dòng)特點(diǎn)確定質(zhì)點(diǎn)的加速度和速度大小，由"上下坡法''確定振動(dòng)方向.

由波動(dòng)圖象可知，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a位于波峰處，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)特點(diǎn)可知，質(zhì)點(diǎn)a的加速度最大，A不符合題意,

此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b位于平衡位置，所以速度為最大，B不符合題意，若波沿x軸正方向傳播，由“上下坡法”可知,

質(zhì)點(diǎn)b向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，C符合題意，若波沿x軸負(fù)方向傳播，由“上下坡法”可知，a質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向

運(yùn)動(dòng)，c質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)c比質(zhì)點(diǎn)a先回到平衡位置，D不符合題意.

故答案為：C

3.Si、S2為兩個(gè)相干波源，在同一水平面上它們發(fā)出兩列圓形波，兩列波某時(shí)刻疊加的波形如圖所示，圖中

實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。圖中有a、b、c三個(gè)位置，這三個(gè)位置上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況是（）

A.a、b、c都加強(qiáng)B.a、c加強(qiáng)，b消弱C.b、c加強(qiáng)，a消弱D.a、b加強(qiáng)，c消弱

【答案】D

【解析】因?yàn)閍點(diǎn)是峰峰相遇點(diǎn)，則振動(dòng)加強(qiáng)；b點(diǎn)是谷谷相遇點(diǎn)，則振動(dòng)加強(qiáng)；c點(diǎn)是峰谷相遇點(diǎn)，振動(dòng)

減弱。

故答案為：D。

4.如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖，波中P點(diǎn)在此刻向上振動(dòng)，P點(diǎn)的振動(dòng)周期是2秒，那么對(duì)

于此列波，下列說法正確的是（）

A.該波的傳播速度為v=25cm/s

B.該波沿x軸向左傳播

2

C.該波的波長(zhǎng)為2m

D.該波的頻率為2Hz

【答案】B

【解析】ACD.因?yàn)镻點(diǎn)的振動(dòng)周期是2秒，可知波的周期為T=2s,頻率為f=0.5Hz,波長(zhǎng)為入=100cm=lm,

則波速v=專=(m/s=0.5m/s

ACD不符合題意：

B.在t=()時(shí)波中P點(diǎn)向上振動(dòng)，可知該波沿x軸向左傳播，B符合題意。

故答案為：Bo

5.一條繩子可以分成一個(gè)個(gè)小段，每小段都可以看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，這些質(zhì)點(diǎn)之間存在著相互作用。如圖所示,

1、2、3、4……為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn)，繩處于水平方向。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧

運(yùn)動(dòng)，會(huì)帶動(dòng)2、3、4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳向右端。質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)周期為T。

t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)5開始運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的是

左i一0一0-0一0一0一0一0一0一0一0一0一0一0~0—0—0—10—O-右

123456789101112B14151617181920

A.質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)20間相距一個(gè)波長(zhǎng)

B.質(zhì)點(diǎn)20開始振動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向向下

C.t=^時(shí)質(zhì)點(diǎn)5的加速度方向向上

D.t=斗時(shí)質(zhì)點(diǎn)12的運(yùn)動(dòng)方向向上

【答案】D

【解析】A.由題意可知，第1到第5個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間為:入，則質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)17間相距一個(gè)波長(zhǎng)，A不符合

4

題意；

B.因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)1開始起振的方向向上，則質(zhì)點(diǎn)20開始振動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向也向上，B不符合題意；

C.在t=；時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)5開始向上振動(dòng)，在t=；時(shí)質(zhì)點(diǎn)5到達(dá)最高點(diǎn)，其加速度方向向下，C不符合題意；

D.t=延時(shí)質(zhì)點(diǎn)13剛開始起振，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)12已經(jīng)振動(dòng)了-,則運(yùn)動(dòng)方向向上，D符合題意：

416

故答案為：D.

6.關(guān)于波的現(xiàn)象，下列說法正確的是()

3

A.交通警察利用測(cè)速儀向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率己知的超聲波，根據(jù)反射波的頻率變化判斷車速，這是

利用了波的多普勒效應(yīng)

B.”聞其聲不見其人”是聲波的反射現(xiàn)象

C.醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，根據(jù)接收到的被血管中的血流反射后的超聲波的頻率變化，判斷

血流的速度是利用波的干涉現(xiàn)象

D.夏日雷聲轟鳴不絕，這是聲波的衍射現(xiàn)象

【答案】A

【解析】A.交通警察利用測(cè)速儀向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，根據(jù)反射波的頻率變化判斷車速，

這是利用了波的多普勒效應(yīng)，A符合題意；

B.“聞其聲不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象，B不符合題意；

C.醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，根據(jù)接收到的被血管中的血流反射后的超聲波的頻率變化，判斷

血流的速度是利用多普勒現(xiàn)象，C不符合題意；

D.夏II雷聲轟鳴不絕，這是聲波的反射現(xiàn)象，D不符合題意。

故答案為：A。

7.一列機(jī)械波從甲介質(zhì)進(jìn)入乙介質(zhì)繼續(xù)傳播，下列選項(xiàng)不發(fā)生變化的是（）

A.波長(zhǎng)B.波速大小C.頻率D.傳播方向

【答案】C

【解析】機(jī)械波從甲介質(zhì)進(jìn)入乙介質(zhì)繼續(xù)傳播，不變的是頻率。

故答案為：C?

8.如圖甲所示，0點(diǎn)為振源，OP=s,t=0時(shí)刻0點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng)，產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡(jiǎn)

諧橫波。圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。下列判斷中正確的是（）

A.t=0時(shí)刻，振源0振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向

B.t=t2時(shí)刻，。點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向

4

c.這列波的波速為三

12Tl

D.這列波的波長(zhǎng)為珥泡

【答案】D

【解析】A.P點(diǎn)的起振方向與。點(diǎn)起振方向相同，由乙圖讀出tl時(shí)刻，P點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，即

P點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向，則t=0時(shí)刻，振源0振動(dòng)的方向沿y軸正方向，A不符合題意；

B.由圖乙振動(dòng)圖象看出，t2時(shí)刻，P點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，因不知tl與周期T的倍數(shù)關(guān)系，故不能

判斷t2時(shí)刻O點(diǎn)的振動(dòng)情況，B不符合題意；

C.由乙圖看出，波從0點(diǎn)傳到P點(diǎn)的時(shí)間為tl,傳播距離為s,則波速為v=?

C不符合題意；

D.由乙圖看出，周期T=t2-tl

則波長(zhǎng)為人=vT=空山

D符合題意；

故答案為：D。

9.如圖，一彈性繩上有％和S2兩個(gè)波源，P點(diǎn)為，和S2連線的中點(diǎn)。兩個(gè)波源同時(shí)開始振動(dòng)發(fā)出兩個(gè)相向

傳播的波1和波2,波長(zhǎng)分別為N和入2（Xi>X2），則兩列波（）

A.頻率相同B.同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)C.相遇時(shí)，發(fā)生干涉現(xiàn)象D.相遇時(shí)，波長(zhǎng)均變大

【答案】B

【解析】?jī)闪胁ㄔ谕粭l繩子上傳播，則波速相等，則兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)；因波長(zhǎng)不同，則頻率不同，

相遇時(shí)不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象；根據(jù)波的獨(dú)立傳播原理可知，相遇時(shí)波長(zhǎng)均不變。

故答案為：Bo

10.如圖所示，在xOy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z軸方向（垂直xOy平面）做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)波源Sx（l,0）和

S2（5,0）,振動(dòng)方程分別為Ns】=Asin（7rt+/）、zSz=^sin（7rt-?兩列波的波速均為lm/s,兩列波

在點(diǎn)B（5,3）和點(diǎn)C（3,2）相遇時(shí)，分別引起B(yǎng)、C處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是相互（）

5

八y/m

4.

3......................B

2..............

$：”2

1I?1

0123456,r/m

A.加強(qiáng)、加強(qiáng)B.減弱、減弱C.加強(qiáng)、減弱D.減弱、加強(qiáng)

【答案】B

【解析】AD.由于C點(diǎn)到兩波源的距離相等，兩列波從波源傳到C點(diǎn)的路程差為ASc=O,為波長(zhǎng)的整

數(shù)倍，由兩波源的振動(dòng)方程可知兩波的振動(dòng)方向相反，所以C為振動(dòng)減弱點(diǎn)，則AD不符合題意；

BC.兩列波從波源傳到B點(diǎn)的路程差為ASB=V5可取一3=2m

由振動(dòng)方程可知兩列波源的振動(dòng)周期為T=至=2s

7T

波長(zhǎng)為A=vT=lx2=2m

兩列波從波源傳到B點(diǎn)的路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，所以B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，所以B符合題意；C不符合題

屈；

故答案為：Bo

二、解答題

11.一列簡(jiǎn)諧橫波沿X軸傳播，如圖甲所示為t=O.ls時(shí)刻的波形圖，介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位

移相等，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)相距8m,圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象。求：

①質(zhì)點(diǎn)P在t=0.7s時(shí)離開平衡位置的位移y；

②波速v及波的傳播方向。

6

圖甲圖乙

【答案】解：①由圖乙可得質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為T=1.2s,振動(dòng)方程為y=lOsinytcm=lOsinytcm

將t=0.7s代入振動(dòng)方程得y=-5cm

②t=0.1s時(shí)刻介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移均為5cm,各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅均為10cm,

根據(jù)波的圖象特點(diǎn)可知P、Q兩質(zhì)點(diǎn)間的水平距離為:入，即:入=8m

則這列簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為人=24m

則波速v=專=20m/s

從振動(dòng)圖象可得t=0.1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，則由“上下坡”法可知波沿x軸負(fù)方向傳播。

【解析】(1)根據(jù)P的振動(dòng)圖像得到振動(dòng)周期和振動(dòng)方程，然后將時(shí)間帶入振動(dòng)方程求得偏離平衡位置的

位移；

(2)根據(jù)P、Q的振動(dòng)圖像得出該波的波長(zhǎng)，根據(jù)P的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向。

12.一振動(dòng)片以頻率f做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，固定在振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿同步周期性地觸動(dòng)水面上a、b兩點(diǎn)，兩波

源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點(diǎn)，a、b、c間的距離均為1,如圖所示。已知除

c點(diǎn)外，在ac連線上還有其他振幅極大的點(diǎn)，其中距c最近的點(diǎn)到c的距離為白。求：

O

(i)波的波長(zhǎng);

7

(ii)波的傳播速度。

【答案】解：(i)設(shè)與c點(diǎn)最近的振幅極大點(diǎn)為d,則ad=l-9=9

o8

bd=Vcd24-be2—2bcxcdcos60°=-1

8

根據(jù)干涉加強(qiáng)點(diǎn)距離差的關(guān)系：Ax=X]—X2=nA

bd-ad=i1

4

所以波長(zhǎng)為il

4

(ii)由于受迫振動(dòng)的頻率取決于受迫源的頻率由v=M知，v=；fl

4

【解析】(1)利用幾何關(guān)系可以求出振幅極大點(diǎn)到a和b的距離大??；利用干涉加強(qiáng)和波長(zhǎng)的關(guān)系可以求

出波的波長(zhǎng)大小；

(2)利用受迫振動(dòng)的頻率源于受迫源的頻率；利用波長(zhǎng)和頻率可以求出波傳播的速度大小。

13.如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知該波的傳播速度為10m/s,求:

(i)這列波的周期；

(ii)從圖示時(shí)刻開始，在x=4cm處的質(zhì)點(diǎn)在0~4.9s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程。

【答案】解：(i)由題圖可知波長(zhǎng)大=12m則周期T=：=1.2s

(ii)依據(jù)可知該質(zhì)點(diǎn)在4.9s時(shí)間內(nèi)振動(dòng)了4個(gè)完整的周期后又向上振動(dòng)了周期，如圖可知質(zhì)

點(diǎn)振動(dòng)的振幅為A=4cm,總運(yùn)動(dòng)路程為s=4x4A+Asin1|=66cm=0.66m

【解析】(1)利用圖像波長(zhǎng)結(jié)合波速的大小可以求出周期的大??；

(2)利用周期和振動(dòng)時(shí)間可以求出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程大小。

14.甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播，在t=0時(shí)刻兩列波的部分波形如圖，甲

恰好傳播到質(zhì)點(diǎn)M(1.0,0),乙恰好傳播到質(zhì)點(diǎn)N(2.0,0)。己知乙的周期T?J=0.4s,求：

8

(i)質(zhì)點(diǎn)P(1.6,0)開始振動(dòng)的時(shí)刻to；

(ii)質(zhì)點(diǎn)Q(2.4,0)