2024年高考物理二輪重難點(diǎn)復(fù)習(xí)專題30 機(jī)械波（解析版）

專題30機(jī)械淤

1.知道機(jī)械波的形成及特點(diǎn).

2.掌握波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系，會(huì)分析波的圖像.

3.知道波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)，掌握干涉、衍射的條件.

考點(diǎn)一機(jī)械波與波的圖像

1.機(jī)械波

(1)機(jī)械波的形成條件

①有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的波源.

②有傳播介質(zhì)，如空氣、水等.

(2誰(shuí)播特點(diǎn)

①機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的形式卻能量，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波遷移.

②波傳到任意一點(diǎn)，該點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方向相同.

③介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，因此，任一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率和周期都和波源的振動(dòng)頻率和周期相同.

④波源經(jīng)過(guò)一個(gè)周期「完成一次全振動(dòng)，波恰好向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離.

2.波的圖像

(1湮標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置.，縱軸表示該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移.

(2)意義：表示在波的傳播方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移.

(3)圖像(如圖)

3.波長(zhǎng)、波速、頻率及其關(guān)系

(1)波長(zhǎng)九在波的傳播方向上，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離.

(2)波速y：波在介質(zhì)中的傳播速度，由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定.

(3)頻率由波源決定，等于波源的振動(dòng)頻率.

(4)波長(zhǎng)、波速和頻率(周期)的關(guān)系：片尹〃

〕。方法總結(jié)

I.波的周期性

(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)〃1,2,3,…)時(shí),波形不變.

(2)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為〃2(〃=123,…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相同；當(dāng)兩

質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2〃+1)|(〃=0123,…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相反.

2.波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判

y—

沿波的傳播方向，“上坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振Z、下坡

“上下坡”法

動(dòng)，“下坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)O14上坡下x

y

波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向

“同側(cè)”法

的箭頭在圖線同側(cè)c

將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由f

不[B.一夕v一

“微平移”法對(duì)應(yīng)同一人?坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來(lái)判

斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向

解典例精折

【典例1]（2022?全國(guó)?高三課時(shí)練習(xí)）關(guān)于機(jī)械波的形成與傳播，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

A.物體做機(jī)械振動(dòng)，不一定產(chǎn)生機(jī)械波

B.后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振切的質(zhì)點(diǎn)重更振動(dòng)，只是時(shí)間落后一步

C.參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)都有相同的頻率

D.機(jī)械波經(jīng)過(guò)的區(qū)域質(zhì)點(diǎn)隨波云移，同時(shí)機(jī)械波將波源的能量傳遞出去

【答案】D

【辭析】A.機(jī)械波的形成必須具備兩個(gè)條件：波源和介質(zhì)。若只有物體做機(jī)械振動(dòng)，而其周圍沒(méi)有傳播

這種振動(dòng)的介質(zhì)，遠(yuǎn)處的質(zhì)點(diǎn)不可能振動(dòng)起來(lái)形成機(jī)械波，A正確；

BC.先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)與它相鄰的后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，將振動(dòng)傳播開(kāi)來(lái)，所以后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是落后先振動(dòng)的

質(zhì)點(diǎn)，但振動(dòng)頻率相同，B、C正確；

D.形成機(jī)械波的各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近往更運(yùn)動(dòng)，并沒(méi)有隨波遷移，離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量

是通過(guò)各質(zhì)點(diǎn)的傳遞從波源獲得的，D錯(cuò)誤。

故選D。

【典例2】（2022.全國(guó)?高三專題練習(xí)）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻的波形如圖所示，關(guān)于質(zhì)

點(diǎn)。的說(shuō)法正確的是（）

A.該時(shí)刻速度沿），軸正方向B.該時(shí)刻加速度沿），軸正方向

C.此后:周期內(nèi)通過(guò)的路程為人D.此后g周期內(nèi)沿x軸止方向迂移為3兒

【答案】A

【解析】AB.波沿x軸正向傳播，由“同側(cè)法”可知，該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)f的速度方向沿），軸正向，加速度沿1y軸

負(fù)句，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。

C.在該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P不在特殊位置，則在。周期內(nèi)的路程不一定等于A,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

4

D.質(zhì)點(diǎn)只能在自己平衡位置附近振動(dòng)，而不隨波遷移，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

故選A。

考點(diǎn)二波的圖像與振動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用

振動(dòng)圖像和波的圖像的比較

比較項(xiàng)目振動(dòng)圖像波的圖像

研究對(duì)象一個(gè)質(zhì)點(diǎn)波傳播方向上的所有質(zhì)點(diǎn)

某質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間的變化某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)在空間分布的

研究?jī)?nèi)容

規(guī)律規(guī)律

m2

圖像

橫坐標(biāo)表示時(shí)間表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置

物理意義某質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移

振動(dòng)方向的判斷

（看下一時(shí)刻的位移）（同側(cè)法）

隨時(shí)間推移，圖像延伸，隨時(shí)間推移，圖像沿波的傳播方

"后的圖形

但已有形狀不變向平移，原有波形做周期性變化

[1）縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點(diǎn)的位移

聯(lián)系⑵縱坐標(biāo)的最大值均表示振幅

（3）波在傳播過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)

S：

【典例3】（2022.北京市十一學(xué)校三模）圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在/=O.IOs時(shí)刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點(diǎn)。的振

動(dòng)國(guó)像。下列說(shuō)法正確的是（）

B.由圖乙可知

-c2兀凡、,

A=20cm,(o--=—rad/s

T2

則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為

y=20sing/(cm)

/=0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為

y=IO&CIII

故B錯(cuò)誤；

C.由圖甲可知，波長(zhǎng)為

2=4m

又

r=ls=-

4

將波形向左平移1m,此時(shí)x=5m處的質(zhì)點(diǎn)位移為lO0c/〃，故C錯(cuò)誤；

D.因

,3T

r=6s=—

2

此時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)位移為10及＜777且向卜振動(dòng)，路程為

5=5x20cm+loV^cm+^O-loVi^cm=120cm

故D正確。

故選D。

考點(diǎn)三波傳播的周期性與多解性問(wèn)題

造成波動(dòng)問(wèn)題多解的主要因素

⑴周期性

①時(shí)間周期性：時(shí)間間隔加與周期丁的關(guān)系不明確.

②空間周期性：波傳播距離A-r與波長(zhǎng)2的關(guān)系不明確.

⑵雙向性

①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定.

②振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定.

第典例精所

【典例5】(2022?山東高三專題練習(xí))一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)向傳播，f=0時(shí)刻的波形如圖甲所示，x=0.50m

處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖乙所示，以下說(shuō)法正確的是（)

A./=0時(shí)刻x=0.50m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

B.該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為），=2sin（10k+2cm

C.若該波的波長(zhǎng)大于0.50m,見(jiàn)該波波長(zhǎng)?定為4m

D.若該波的波長(zhǎng)小于0.50m,則該波波長(zhǎng)可能為0.4m

【答案】C

【解析】A.由圖乙可知/=0時(shí)刻x=O.5Om處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸正方向，A錯(cuò)誤;

B.由圖乙可知，T=0.2s則

co=—=10不

T

f=0位移為05,則初相則有

（乃,

y=2sinIO〃7+—cm

I4j

BB誤;

CD.由甲、乙兩圖可知，該質(zhì)點(diǎn)的位置滿足

+〃義=0.5m（〃=0、1、2、3）

當(dāng)〃=0時(shí)，波長(zhǎng)大于0.50m,且％=4m,若該波的波長(zhǎng)小尸0.50m,則該波波長(zhǎng)不可能為0.4m,C正確,

D錯(cuò)誤。

故選Co

【典例6】（2022?海南中學(xué)高三階段練習(xí)）如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為廠0時(shí)刻的波形圖，

虛線為/=0.5s時(shí)的波形圖，已知質(zhì)點(diǎn)P的坐標(biāo)x/=6m,質(zhì)點(diǎn)。的坐標(biāo)X2=7.5m,波的周期7>0.5s。下列說(shuō)

法正確的是（）

y/xn

-0.2

A.波的周期一定是2sB.波速一定是6m/s

C.，=春時(shí)，質(zhì)點(diǎn)。點(diǎn)的位移一定是零D.時(shí)，質(zhì)點(diǎn)。點(diǎn)的位移可能最大

【答案】D

【解析】A.若波沿x軸正方向傳播，有

(—+n)T=0.5(〃=(),1,2,3...)

4

T>0.5s

則〃只能取0，11?匕時(shí)丁為2s,若波沿工軸負(fù)方向傳播，有

3

(―+n)T=0.5(/?=0,1,2,3...)

T>0.5s

〃依舊只能取0,此時(shí)7為(2s,A錯(cuò)誤；

B.由波形圖可知，波長(zhǎng)為12m,當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)，有

v=—=—in/s=6m/s

T2

若波沿x軸負(fù)方向傳播，有

v=—=—ni/s=18m/s

T2

B錯(cuò)誤;

CD.若波沿x軸正方向傳播，波形傳播的距離為

V"6Tm="

1122

則對(duì)于

x=x2-=5m

該處的質(zhì)點(diǎn)在0時(shí)刻位Jr?軸上方，但不是波峰處，則在2s時(shí)。點(diǎn)也位于該處；同理，若波沿x軸負(fù)方

向傳播，波形傳播距離為

515

s,=打=1I8Ox——m=—in

~122

則對(duì)于

x=x2+s2=15m

該處的質(zhì)點(diǎn)在。時(shí)刻處于波峰處，則在時(shí)。點(diǎn)位于波峰處，位移最大，C錯(cuò)誤，D正確。

故選D,

考點(diǎn)四波的干涉、衍射多普勒效應(yīng)

1.波的疊加

在波的疊加中，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和.

2.波的干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點(diǎn)、減弱點(diǎn)的判斷方法

(1)公式法：

某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差A(yù)r.

①當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí).

若Ar=〃2(〃=0,l,2,…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；

若△//2〃+椅(〃=01,2,…)，則振動(dòng)減弱.

②當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí).

若△r=(2〃+l欣〃=0,1,2,…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；

若=0,1,2,則振動(dòng)減弱.

(2)圖像法：

在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn)，一定是加強(qiáng)點(diǎn)，而波峰與波谷的交點(diǎn)

一定是減弱點(diǎn)，各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接形成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強(qiáng)線和減弱線,

兩種線互相間隔，加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間.

3.多普勒效應(yīng)的成因分析

(1媵收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接L攵到的完全波的個(gè)數(shù).

(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率變大，當(dāng)波源與觀察者相4遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的

頻率變小.

S：ME妊狂

【典例7】(2022?重慶?模擬預(yù)測(cè))如圖所示，甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中沿工軸正方向傳播，波速

均為u=5.0m/s。在/=0時(shí)，兩列波的波峰正好在x=5.0m處重合，則下列說(shuō)法正確的是()

A.1=0時(shí)亥U，

R.，=0時(shí)刻，甲波上r=lm質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿），軸正方向

C.簡(jiǎn)諧橫波甲的周期，=1.6s

D.甲、乙兩列波疊加會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

【答案】B

【解析】AB.根據(jù)“同側(cè)法”，可知乙波上x=3m質(zhì)點(diǎn)沿），軸負(fù)方向振動(dòng)，甲波上x=lm質(zhì)點(diǎn)沿），軸正方向

振動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確;

C.由圖可知，兩列波的波長(zhǎng)分別為

4=5m,4乙=8m

則波甲的周期為

=—=1s

v

故C錯(cuò)誤;

D.干涉條件是頻率相等、相位差恒定，而甲、乙兩列波周期不同，頻率不同，不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，故D

錯(cuò)誤。

故選B。

【典例8】（2022.山東.高三學(xué)業(yè)考試）如圖中所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿工軸正方向傳播，在傳播方向上有P、

。兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，兩質(zhì)點(diǎn)置坐標(biāo)分別為xP=0.6m、xQ=1.5m,某時(shí)刻簡(jiǎn)諧波剛好傳到。點(diǎn)，而此刻質(zhì)點(diǎn)。恰

好位于波峰，并且P、Q之間只有一個(gè)波谷。此后質(zhì)點(diǎn)。的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確口勺是（）

甲乙

A.該簡(jiǎn)諧波的傳播速度為0.3m/s

B.該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為3.6m

C.經(jīng)f=6s,質(zhì)點(diǎn)P沿傳播方向運(yùn)動(dòng)了30cm

D.一觀察者沿x軸靠近波源運(yùn)助時(shí)，其觀測(cè)到該波的頻率將小于0.25Hz

【答案】A

【酢析】AB.某時(shí)刻簡(jiǎn)諧波剛好傳到Q點(diǎn)，而此刻質(zhì)點(diǎn)。恰好位于波峰，并且尸、。之間只有一個(gè)波谷,

可知

3

-A=xlt-xQ=1.5m-0.6m=0.9m

得

2=1.2m

由乙圖可知

T=4s

該簡(jiǎn)諧波的傳播速度為

V———in/s=0.3m/s

T4

A正確；B錯(cuò)誤；

C.質(zhì)點(diǎn)尸不會(huì)沿波的傳播方向運(yùn)動(dòng)，只在其平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)。C錯(cuò)誤；

D.波源的頻率

f=-=0.25Hz

T

?觀察者沿x軸靠近波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，其觀測(cè)到該波的頻率將大于0.25Hz。D錯(cuò)誤。

故選Ao

一、單選題

1.（2022.上海市崇明中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）一列簡(jiǎn)諧橫波沿工軸正方向傳播，在x軸上有相距2cm的。和。兩

點(diǎn)，從戶點(diǎn)振動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，兩點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖中的實(shí)線和虛線所示，則由此可以判斷該波的（）

A.頻率4HzB.波長(zhǎng)是4cm

C.波速是2cm/sD.振幅是20cm

【答案】C

【解析】AD.由圖可知，該波振幅為10cm,周期為4s,所以該波的頻率為

AD錯(cuò)誤；

C.由圖可知

r=ls

這列簡(jiǎn)諧波的波速為

2

v=—=2cm/s

C正確：

B.綜合上述分析，這列波的波長(zhǎng)為

2=vT=8cm

B錯(cuò)誤。

故選C。

2.（2022.遼寧?沈陽(yáng)二中三模）如圖所示，在坐標(biāo)原點(diǎn)。處有一波源S,它沿），軸做頻率為50Hz；振幅為

2cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，形成的波可沿x軸正、負(fù)方向傳播，波速為20m/s,開(kāi)始振動(dòng)時(shí)S恰好經(jīng)過(guò)。點(diǎn)沿y軸

正方向運(yùn)動(dòng)，則波傳到坐標(biāo)為七=-2.9m的N點(diǎn)時(shí)％=2.7m的質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是（）

>Vcm

2

-0.4-0.2OS0.20.42^7*rm

-2

A.處于平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)

B.處于平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)

C.處于波峰位置

D.處于波谷位置

【答案】A

【解析】波傳播到N點(diǎn)的耗時(shí)

=X=0.145s

v

波傳播到加點(diǎn)的耗時(shí)

r1=A=o.i35s

v

波的周期為

r=-=o.o2s

/

所以M點(diǎn)多振動(dòng)的周期數(shù)為

12tI1

n=———L=—

T2

由于起振方向和波源相同，因此，此時(shí)M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為經(jīng)過(guò)立衡位置且向下運(yùn)動(dòng)，A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

3.（2022?北京?楊鎮(zhèn)第?中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)使用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察水面波衍射，4C、BZ）是擋板,

是一個(gè)孔，。是波源。圖中曲線中，每?jī)蓷l相鄰波紋之間距離是一個(gè)波長(zhǎng)，波經(jīng)過(guò)孔之后，下列描述

正確的是（）

O

A.不能觀察到明顯的波的衍射現(xiàn)象

B.擋板前后波紋間距離不相等

C.如果將孔A8擴(kuò)大，仍可能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象

D.如果孔的大小不變，使波源頻率減小，仍能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象

【答案】D

【解析】A.由題圖可知，孔的尺寸與水波的波長(zhǎng)差不多，故此時(shí)能觀察到明顯的波的衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)

誤:

B.波通過(guò)孔后，波速、頻率、波長(zhǎng)不變，則擋板前后波紋間的距離相等，故B錯(cuò)誤;

C.如果將孔AB擴(kuò)大，若孔的尺寸遠(yuǎn)大于水波的波長(zhǎng)，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤;

D.如果孔的大小不變，使波源頻率減小，因?yàn)椴ㄋ俨蛔?，根?jù)

2=-

f

知波長(zhǎng)增大，仍能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確。

故選D。

4.（2022」:海黃浦.二模）一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，此后L質(zhì)點(diǎn)比K質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置。

則該波的傳播方向和此刻K質(zhì)點(diǎn)的速度方向分別為（）

A.x軸正方向、），軸正方向

B.x軸正方向、），軸負(fù)方向

C.x軸負(fù)方向、），軸正方向

D.x軸負(fù)方向、），軸負(fù)方向

【答案】C

【解析】由題意可知圖示時(shí)刻￡、K兩質(zhì)點(diǎn)速度均沿y軸正方向，所以此時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)應(yīng)位于波傳播方向波形

的下坡，則該波的傳播方向?yàn)閤軸負(fù)方向。

故選C。

5.（2022?上海金山?二模）如圖為兩波源S/、S2在水槽中產(chǎn)生的波形，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。

為使兩波在相遇區(qū)域能發(fā)生干涉，應(yīng)（）

A.增大S/與S2的間距B.降低S/的振動(dòng)頻率

C.將槽中的水換成油D.增大S2的振動(dòng)周期

【答案】D

【解析】?jī)闪胁ǘ荚谒袀鞑?，波速相同，由圖可知力產(chǎn)生的波的波長(zhǎng)比S2產(chǎn)生的波的波長(zhǎng)大，根據(jù)

可知5,產(chǎn)生波的頻率小于S2產(chǎn)生波的頻率，為使兩波在相遇區(qū)域能發(fā)生干涉，應(yīng)使兩列波頻率相同，所

以應(yīng)增大S/的振動(dòng)頻率或減小S2的振動(dòng)頻率（根據(jù)丁=（可知即增大S2的振動(dòng)周期）。改變S/與S2的間

距或改變傳播介質(zhì)均無(wú)法使兩列波滿足干涉的條件。故ABC錯(cuò)誤，D正確。

故選D,

6.（2022-北京-101中學(xué)三模）氣流流動(dòng)的過(guò)程中都會(huì)發(fā)出噪聲，如圖所示的消聲器可以用來(lái)削弱高速氣流

產(chǎn)生的噪聲。波長(zhǎng)為久的聲波沿水平管道自左向右傳播，在聲波到達(dá)。處時(shí)，分成上下兩束波，這兩束聲

波在人處相遇時(shí)可削弱噪聲，則（）

A.該消聲器在〃處可削弱噪聲，是因?yàn)樯舷聝墒ǖ竭_(dá)。處的波速不同

B.該消聲器在方處可削弱噪聲，是因?yàn)樯舷聝墒ㄔ凇ㄌ幷穹煌?/p>

C.該消聲器在力處削弱噪聲時(shí)，上下兩束波從。到〃的路程差可能為義

D.該消聲器在匕處削弱噪聲時(shí)，上下兩束波從。到〃的路程差可能為:/

【答案】D

【解析】A.在同一介質(zhì)中，波速相等，故A錯(cuò)誤；

B.聲波在〃處分成上下兩列波，即成為兩列相干聲波，兩列波的頻率振幅相等，故B錯(cuò)誤；

CD.聲波在“處時(shí)分成上下兩列波，兩列波的頻率相同，經(jīng)過(guò)不同的波程在〃處相遇，若波程差滿足半波

長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即

入丫=蒼一再=（24+1）（

即可在〃處削弱噪聲，故D正確，C錯(cuò)誤。

故選Do

7.（2022.江蘇揚(yáng)州.模擬預(yù)測(cè)）醫(yī)學(xué)上利用超聲波進(jìn)行身體檢查，探頭發(fā)出一定頻率的超聲波，指向需要

檢查的部位，超聲波射入人體后，在機(jī)體的組織器官形成反射波，問(wèn)聲返1可到探頭，經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換之后形

成影像，用于診斷。下列說(shuō)法正確的是（）。

A.超聲波在空氣中傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向垂直

B.為提高成像分辨力應(yīng)使超聲波的波長(zhǎng)比探測(cè)目標(biāo)小的多

C.若被檢界面向探頭運(yùn)動(dòng)，回聲頻率比發(fā)射頻率降低

D.進(jìn)行超聲探測(cè)時(shí)，探頭與人體表面間需留有空隙

【答案】B

【解析】A.超聲波在空氣中傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向平行，A錯(cuò)誤;

B.為提高成像分辨力應(yīng)使超聲波不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，所以超聲波波長(zhǎng)比探測(cè)目標(biāo)小的多，B正確;

C.根據(jù)多普勒效應(yīng)，若被檢界面向探頭運(yùn)動(dòng)，回聲頻率比發(fā)射頻率升高，C錯(cuò)誤;

D.進(jìn)行超聲探測(cè)時(shí)，探頭與人體表面間不需留有空隙，超聲檢查時(shí)，探頭與病人皮膚之間的空氣將阻礙

超聲波傳入人體，為獲得高質(zhì)量的清晰圖像，需要使用液性傳導(dǎo)介質(zhì)來(lái)連接探頭與病人體表，這種介質(zhì)就

是常用的超聲耦合劑，D錯(cuò)誤。

故選B。

8.（2022?湖北?天門市教育科學(xué)研究院高三學(xué)業(yè)考試）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸在介質(zhì)中傳播，M、N是工軸上

介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖甲是，=1.08的該簡(jiǎn)諧橫波的波形圖，圖乙是質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)圖像，，=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M

的縱坐標(biāo)為2cm,

A.該列簡(jiǎn)諧橫波沿著x軸的正方向傳播

B.該列簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為4.0m/s

C.當(dāng)f=3.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N在波峰,加速度最小

D.當(dāng)，=；s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M第一次到達(dá)波峰

【答案】C

【解析】A.根據(jù)題圖乙知，質(zhì)點(diǎn)N在/=1.0s時(shí),向上振動(dòng),由此可判斷該簡(jiǎn)諧波沿工軸正方向傳播，A

正確，不符合題意;

B.由題圖甲可知該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為4=8.0m,由題圖乙可知該簡(jiǎn)諧波周期為7=2.0s,可得該波傳播速度

v=—=4.0m/s

T

B正確，不符合題意;

C./=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N在平衡位置向下振動(dòng)，當(dāng),=3.5s時(shí)，根據(jù)

-=\-T

T4

即比時(shí)質(zhì)點(diǎn)N在波峰位置，加速度最大，C錯(cuò)誤，符合題意;

D./=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)W的縱坐標(biāo)為2cm,根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程

y=Asin(d+夕)

可知M點(diǎn)的振動(dòng)方程為

../兀

4sinJT/+—

I6

14

因比第一次到達(dá)波峰的時(shí)間為與s，第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為”/D正確，不符合題意。

故選C。

9.⑵22?江蘇?模擬預(yù)測(cè)）一列簡(jiǎn)諧橫波在f=0時(shí)刻的波形如圖中所示，質(zhì)點(diǎn)P、Q在x軸上的位置為與=Im

和q=3m。

A.該波沿x軸正向傳播

B.此后P、Q兩點(diǎn)速度大小始終不相等

C./=0.125s時(shí)，。質(zhì)點(diǎn)的位移為5夜cm

D.若此波遇到另一列簡(jiǎn)諧橫波發(fā)生了干涉現(xiàn)象，則所遇到的波的頻率為5Hz

【答案】D

【解析】A.在“0時(shí)刻，。質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，根據(jù)“上下坡法”，知該波沿x軸負(fù)向傳播，選

項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.質(zhì)點(diǎn)P、Q在x軸上相差半個(gè)周期，P、Q兩點(diǎn)速度大小始終相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.由乙圖可知

7=0.2s

由組甲可知

y=As\n(ot=lOsin—r

又

/=0.125s=-T

8

可得

y=1Osin—x—=1Osin—=10x(--)cm=-5\/2cm

?T842

即Q質(zhì)點(diǎn)的位移為-5夜cui，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.因?yàn)槎?0.2s,所以

f=>5Hz

此波遇到另一列簡(jiǎn)諧橫波發(fā)生了干涉現(xiàn)象，則所遇到的波的頻率為5Hz,選項(xiàng)D正確。

故選D.

10.（2022.山東濟(jì)寧.三模）如圖中所示，在x軸上相距1.5m的。、M兩點(diǎn)有兩波源，1=0時(shí)刻，兩波源

開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)圖像分別如圖乙、丙所示。已知兩波的傳播速度為lm/s,x軸上的。點(diǎn)與O點(diǎn)相距1.2m,

則（）

A.兩列波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象B.M點(diǎn)波源的振動(dòng)方程為y=4sin（10w+］）cm

C.C點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),振幅為7cmD./=0.5s時(shí)，P點(diǎn)沿），軸正向振動(dòng)

【答案】C

【解析】A.這兩列波的振動(dòng)周期相同，故頻率相同，相差也恒定，符合干涉條件，A錯(cuò)誤;

B.從圖丙可知，M點(diǎn)波源的振動(dòng)方程為

y=4sin（107r/+7t）cm

B錯(cuò)誤；

C.因兩波波長(zhǎng)為0.2m,波源振動(dòng)頻率相同，起振方向剛好相反，點(diǎn)P到兩波源的距離差為0.9m,距離差

剛好是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅為兩波振幅之和為7cm,C正確；

D.。點(diǎn)與O點(diǎn)相距1.2m,。點(diǎn)的波源傳至0點(diǎn)時(shí)需1.2s,故0.5s時(shí)不考慮。點(diǎn)波源的影響；由于P點(diǎn)

與"點(diǎn)相距0.3cm,M點(diǎn)的波傳至。需0.3s,故0.5s時(shí)刻，P點(diǎn)只振動(dòng)了0.2s,剛好振動(dòng)了一個(gè)周期，回

到平衡位置并沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，D錯(cuò)誤。

故選C。

二、填空題

II.（2022?全國(guó)?高三專題練習(xí)）介質(zhì)中平衡位置在同一水平面上的兩個(gè)點(diǎn)波源加和工，二者做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的

振幅相等，周期均為0.8s。當(dāng)加過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，S?也過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)。若波速為5m/s,則由

Si和8發(fā)出的簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)均為m。P為波源平衡位置所在水平面上的一點(diǎn)，與3、S2平衡位置

的距離均為10m,則兩波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)總是相互______（填“加強(qiáng)”或“削弱”）的；當(dāng)酬恰好在平衡位

置句上運(yùn)動(dòng)時(shí)，平衡位置在P處的質(zhì)點(diǎn)（填“向上”或“向下”）運(yùn)動(dòng)。

【答案】4加強(qiáng)向下

【解析】［1］因周期7=0.8s,波速為i=5m/s,則波長(zhǎng)為

2=v7'=4m

⑵因兩波源到P點(diǎn)的距離之差為零，且兩振源振動(dòng)方向相同，則P點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)的；

⑶因S/P=10m=2.5/l,則當(dāng)S/恰好的平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，平衡位置在P點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)。

12.（2022?廣東?模擬預(yù)測(cè)）一列橫波沿x軸負(fù)方向傳播，實(shí)線和虛線分別表示〃=0和r2=0.13s時(shí)的波形圖。

在口=0.42s時(shí)第8次出現(xiàn)圖中實(shí)線的波形（〃=0時(shí)為第1次出現(xiàn)實(shí)線波形），該波的傳播速度為m/s,

在Ov/vO.l3s時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了次虛線波形。

【答案】22

【解析】［1］由波的圖像可知波長(zhǎng)

2=—cm=12cm

1.5

由題意可知

7二生工=0.06s

7

則波速

v=—=2m/s

T

⑵橫波沿x軸負(fù)方向傳播，從4=0時(shí)開(kāi)始，第一次出現(xiàn)虛線波形的時(shí)刻

t=0.07s時(shí)第二次出現(xiàn)虛線波形，故在（）＜/＜（）.13s時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了兩次虛線波形。

13.（2022?福建福州?模擬預(yù)測(cè)）長(zhǎng)軟繩。4與AB材質(zhì)不同，用手握住較長(zhǎng)軟繩的一端連續(xù)上下抖動(dòng)，手

每秒鐘做一次全振動(dòng)，以。點(diǎn)為原點(diǎn)向x軸正方向形成一列簡(jiǎn)諧橫波，如圖所示，圖中該橫波剛好傳到B

點(diǎn)，由此可知手剛開(kāi)始抖動(dòng)的方向（選填“向上”或響下"）；OA=24cm,AB=12cm,以B點(diǎn)開(kāi)

始振動(dòng)為II時(shí)起點(diǎn)，則B處質(zhì)點(diǎn)第三次到達(dá)波峰的時(shí)間為so

【答案】向下2.75

【解析】［I］由圖，根據(jù)同側(cè)法可知，鄰近B點(diǎn)前方的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，則8的起振方向向下，因此手開(kāi)始抖

動(dòng)的方向向下。

⑵手每秒鐘做一次全振動(dòng)，可知周期

T=ls

由空，根據(jù)題意可知，8處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò):37第一次到達(dá)波峰，則B處質(zhì)點(diǎn)第三次到達(dá)波峰需經(jīng)過(guò)23:7,則所

44

用時(shí)間為

/=2-T=2.75s

4

14.（2022.山西呂梁?二模）在x軸上有兩個(gè)波源，分別位于x=41m和1=0.5m處，振幅均為A=4cm,由

它們產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧橫波卬、乙分別沿工軸正方向和x軸負(fù)方向傳播。如圖所示為f=O時(shí)刻兩列波的波形

圖，此刻平衡位置處于x=0.1m和x=0.3m處的M、N兩質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)，經(jīng)0.1s后x=0.2m處的夕點(diǎn)開(kāi)

始振動(dòng)，則尸點(diǎn)振動(dòng)｛選填“加強(qiáng)”或“減弱”），。?0.25s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)尸運(yùn)動(dòng)的路程為

cnio

【答案】加強(qiáng)

【辭析】111兩機(jī)械波傳到0點(diǎn)時(shí)均使該點(diǎn)向下振動(dòng)，故該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)。

⑵其振幅為

A=8cm

由題意知兩機(jī)械波的波速大小相同

*=lm/s

△t

波長(zhǎng)均為

2=0.2m

兩列波的周期

/=Z=U.2s

V

()~0.25s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間為

0.155=-T

4

質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為

3A=24cm

三、解答題

15.(2022?山東?泰安一中模擬預(yù)測(cè))兩列速度大小相等的正弦簡(jiǎn)諧波在用0時(shí)刻的波形如圖所示，它們相

向傳播，介質(zhì)中各點(diǎn)位置如圖所示，己知〃=0.9s時(shí)刻，46cm處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷。求：

(I)從to=O時(shí)刻到兩列波剛好相遇所經(jīng)過(guò)的時(shí)間：

(2)f2=L8s時(shí),x=21cm處的質(zhì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)。

y/cm

6K

\42r

-^—\J\\~

【答案】(1)1.5s；(2)2cm

【解析】(1)依題意，4=0.12m,"=0.9s時(shí)亥ij,x=6cm處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷，有.

3

-7=0.9s

4

解得

T=1.2s

根據(jù)波速的公式，可得

v=—=0,lm/s

T

由圖可知，〃尸0時(shí)刻兩列波的波前相距

/=30cm

從50時(shí)刻到兩列波剛好相遇所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為

/=—=1.5s

2v

(2)/2=L8s時(shí)，每列波傳播的距離為

s=vt2=18cm

由空可知此時(shí)左側(cè)波的波峰和右側(cè)波的波谷恰好相遇于421cm處，所以此時(shí)該處的質(zhì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)為

y—Ay—A2—2cm

16.（2022?山東?萊州市第?中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在f=0時(shí)刻的波形圖,其中質(zhì)點(diǎn)A

的位置坐標(biāo)為（0，-5）,質(zhì)點(diǎn)〃的位置坐標(biāo)為（12,5）。圖乙為質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖像，其中圖中C點(diǎn)坐標(biāo)

為（3,—10）。求：

（I）質(zhì)點(diǎn)人的位移一時(shí)間關(guān)系式；

（2）簡(jiǎn)諧橫波的傳播方向和速度。

m次m

/c

O0

5

5O-

m0/S

5

0

'甲?乙

【答案】（1）戶lOsin—cm;（2）沿x軸正方向傳播，；m/s

I9643

【解析】（1）設(shè)該波的周期為7,由圖乙可知

可得

T=9s

設(shè)質(zhì)點(diǎn)A的位移一時(shí)間關(guān)系式為

y=Asin(d+e))cm

由紹甲可知

A=10cm

又有

=至=至md/s

T9

由題意可知，當(dāng)，=0時(shí)

M=-5cm

代人振動(dòng)方程得

冗

『飛

則質(zhì)點(diǎn)A的位移一時(shí)間關(guān)系式為

2TT汽

1=lOsin—I——cm

96

（2）由圖乙可知，=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)8沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，結(jié)合圖甲可知，筒諧橫波沿x軸正方向傳播，由

圖甲可知，A、4之間的相位差為左，則有

-=12m

2

又有

2

v=-

T

聯(lián)立解得波的傳播速度

v=^m/s

17.(2022?全國(guó)?高三專題練習(xí))如圖所示，g1中的實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在40時(shí)刻的波形圖，虛線對(duì)應(yīng)的

是M).5s時(shí)的波形圖。求：

(1)如果波沿x軸正方向傳播，且周期7X).5s,則波的速度多大？

(2)如果波沿x軸負(fù)方向傳播，且周期7滿足0.3sVTV0.5s,則波的速度又是多少？

yXcm

0

【答案】(1)0.36m/s；(2)0.6m/s

【辭析】(1)如果波沿工軸正方向傳播，則祝t向右傳播的時(shí)間為

3

，二(「"

得

2

T=----(s)

3+4〃

由于周期7>0.5s,〃只能取0,則周期為

T2

T/=-s

波速

024

V.=--=^r-m/s=0.36nVs

Ta

3

(2)如果波是沿x軸負(fù)方向傳播的，則波向.右傳播的時(shí)間為

/=(；+〃)7

得

2

T/=----(s)

1+4〃

由于周期0.3SV7V0.5S,〃只能取1,則周期為

7z=0.4s

波速為

v2=—=m/s=0.6m/s

T20.4

18.（2022.寧夏六盤山高.級(jí)中學(xué)三模）一列簡(jiǎn)諧橫波，在/=0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅為10cm,

P、。兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為1m和9m,波的傳播方向由左向右，已知片0.35時(shí)?，P點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰。試計(jì)

算：

（I）這列波的傳播速度和周期；

（2）當(dāng)Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時(shí)，P點(diǎn)通過(guò)的路程為多少。

【答案】（1）10m/s,0.4s；（2）90cm

【解析】（1）己知/=O.3s時(shí)，2點(diǎn)笫一次出現(xiàn)波峰，則波向右傳播的距離為3m,則波速

x3

v=—=m/s=1Om/s

/0.3

波的周期為

丁義4?

T=-=—s=0.4s