95機(jī)械波的特性（原卷版）-2024高考一輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)100講

2024年高考一輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)100講第9章機(jī)械振動和機(jī)械波第9.5講機(jī)械波的特性【知識點(diǎn)精講】1．波的疊加幾列波相遇時，每列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是重疊的區(qū)域里，任一個質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和。2．波的干涉和衍射波的衍射和波的干涉的比較內(nèi)容定義現(xiàn)象可觀察到現(xiàn)象的條件相同點(diǎn)波的衍射波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象波能偏離直線而傳到直線傳播以外的空間縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不多或者小于波長衍射和干涉是波特有的現(xiàn)象波的干涉頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相間分布的現(xiàn)象振動強(qiáng)弱相間的區(qū)域，某些區(qū)域總是加強(qiáng)，某些區(qū)域總是減弱兩列波的頻率相同、相位差恒定3.多普勒效應(yīng)(1)條件：聲源和觀察者之間有相對運(yùn)動。(2)現(xiàn)象：觀察者感到頻率發(fā)生變化。(3)實(shí)質(zhì)：聲源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化。4．惠更斯原理(1)內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看作發(fā)射子波的波源，其后任意時刻，這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面。【來源：y.coj*y.co*m】(2)應(yīng)用：如果知道某時刻一列波的某個波面的位置，還知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一時刻這個波面的位置，從而確定波的傳播方向?！痉椒w納】一波的干涉理解1．干涉圖樣及其特點(diǎn)(1)干涉圖樣：如圖所示(2)特點(diǎn)①加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變。②加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時間變化)③加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔(3)振動加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)①加強(qiáng)點(diǎn)：振動的振幅等于兩列波振幅之和，A＝A1＋A2。②減弱點(diǎn)：振動的振幅等于兩列波振幅之差，A＝|A1－A2|。2．加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的理解(1)若兩列波在某處引起的位移方向相同，合位移變大，則此點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，相反，若兩列波在某處引起的位移方向相反，合位移變小，則此點(diǎn)為減弱點(diǎn)。(2)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)。(3)當(dāng)兩個相干波源的振動步調(diào)一致時，到兩個波源的距離之差Δs＝nλ(n為整數(shù))處是加強(qiáng)區(qū)，Δs＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n為整數(shù))處是減弱區(qū)。(4)若振幅變大，則振動加強(qiáng)，若振幅變小，則振動減弱。二多普勒效應(yīng)理解與應(yīng)用1．多普勒效應(yīng)的特點(diǎn)(1)發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源發(fā)出的頻率不變，只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化。(2)當(dāng)波源和觀察者之間的距離減小時，觀察者接收到的頻率升高，當(dāng)波源和觀察者之間的距離增大時，觀察者接收到的頻率降低。2．多普勒效應(yīng)的應(yīng)用根據(jù)聲波的多普勒效應(yīng)可以測定車輛行駛的速度；根據(jù)光波的多普勒效應(yīng)可以測定遙遠(yuǎn)天體相對地球的運(yùn)行速度?！咀钚赂呖碱}精練】1.（2021年1月浙江選考）兩列頻率、振幅均相同的簡諧波Ⅰ和Ⅱ分別從繩子的兩端持續(xù)相向傳播，在相遇區(qū)域發(fā)生了干涉，在相距0.48m的A、B間用頻閃相機(jī)連續(xù)拍攝，依次獲得1、2、3、4、5五個波形，如圖所示，且1和5是同一振動周期內(nèi)繩上各點(diǎn)位移都達(dá)到最大值時拍攝的波形。已知頻閃時間間隔為0.12s，下列說法正確的是A.簡諧波Ⅰ和Ⅱ的波長均為0.24mB.簡諧波Ⅰ和Ⅱ的周期均為0.48sC.繩上各點(diǎn)均做振幅相同的簡諧運(yùn)動D.兩波源到A點(diǎn)和C點(diǎn)的路程差之差的絕對值是0.48m2.（5分）（2020高考全國理綜I）在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應(yīng)解釋的有__________。（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A．雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲B．超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化C．觀察者聽到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會變低D．同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度相同E．天文學(xué)上觀察到雙星（相距較近、均繞它們連線上某點(diǎn)做圓周運(yùn)動的兩顆恒星）光譜隨時間的周期性變化3.（2019全國理綜III卷34）（1）（5分）水槽中，與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個振動片上。振動片做簡諧振動時，兩根細(xì)桿周期性觸動水面形成兩個波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相遇。在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是________。（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A．不同質(zhì)點(diǎn)的振幅都相同B．不同質(zhì)點(diǎn)振動的頻率都相同C．不同質(zhì)點(diǎn)振動的相位都相同D．不同質(zhì)點(diǎn)振動的周期都與振動片的周期相同E．同一質(zhì)點(diǎn)處，兩列波的相位差不隨時間變化4.（2018年4月浙江選考）兩列頻率相同、振幅均為A的簡諧橫波P、Q分別沿+x和x軸方向在同一介質(zhì)中傳播，兩列波的振動方向均沿y軸。某時刻兩波的波面如圖所示，實(shí)線表示P波的波峰、Q波的波谷；虛線表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c為三個等間距的質(zhì)點(diǎn)，d為b、c中間的質(zhì)點(diǎn)。下列判斷正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2A B.質(zhì)點(diǎn)b始終靜止不動C.圖示時刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為0 D.圖示時刻質(zhì)點(diǎn)d的振動方向沿-y5.（5分）(2017·全國理綜I卷·34·1)如圖（a），在xy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧振動的點(diǎn)波源S1（0,4）和S2（0,2），兩波源的振動圖線分別如圖（b）和圖（c）所示，兩列波的波速均為1.00m/s。兩列波從波源傳播到點(diǎn)A（8，2）的路程差為________m，兩列波引起的點(diǎn)B（4,1）處質(zhì)點(diǎn)的振動相互_______（填“加強(qiáng)”或“減弱”）點(diǎn)C（0,0.5）處質(zhì)點(diǎn)的振動相互_____(填“加強(qiáng)”或“減弱”。)6.（2017海南高考）（8分）從兩個波源發(fā)出的兩列振幅相同、頻率均為5Hz的簡諧橫波，分別沿x軸正、負(fù)方向傳播，在某一時刻到達(dá)A、B點(diǎn)，如圖中實(shí)線、虛線所示。兩列波的波速均為10m/s。求：（i）質(zhì)點(diǎn)P、O開始振動的時刻之差；（ii）再經(jīng)過半個周期后，兩列波在x=1m和x=5m之間引起的合振動振幅極大和極小的質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)。【最新模擬題精練】1.(2023河北臨考信息卷)同一均勻介質(zhì)中有兩個振源M、N，分別位于x軸上的（7m，0）和（10m，0）處。取振源M開始振動時為0時刻時M、N之間的波形如圖所示。下列說法正確的是A．時，坐標(biāo)原點(diǎn)O處的質(zhì)點(diǎn)正在經(jīng)過平衡位置向上振動B．時，坐標(biāo)原點(diǎn)O處的質(zhì)點(diǎn)的位移為10cmC．穩(wěn)定時，坐標(biāo)原點(diǎn)O處的質(zhì)點(diǎn)的振幅為50cmD．穩(wěn)定時，振源M、N之間有16個振動加強(qiáng)點(diǎn)2.（2023湖北高考沖刺模擬）如圖所示，、是虛線兩端的兩個波源，它們的振動周期都為T，振幅都為A，某時刻發(fā)出的波恰好傳到C，同一時刻發(fā)出的波恰好傳到D，且，圖中只畫出了此時刻兩列波在D、C之間部分的疊加波形，、D間和、C間波形沒有畫出，下列說法正確的是（）A.D、B、C三點(diǎn)始終在平衡位置B.兩個波源在B是振動加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅為2AC.兩個波源的起振方向相反D.再經(jīng)過，D、C間的波形為一條直線3.（2023浙江杭州學(xué)軍中學(xué)質(zhì)檢）如圖所示是兩列頻率相同的水波相遇某時刻的情形，M、N為波源，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，a、b、c、d為水中的四個質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)d仍可能會上下振動B.質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過一段時間后到達(dá)質(zhì)點(diǎn)b此時所在位置C.由此時刻經(jīng)過個周期，質(zhì)點(diǎn)c正向下通過平衡位置D.此時質(zhì)點(diǎn)a所在的水波最高點(diǎn)正向質(zhì)點(diǎn)b此時所在位置移動4.（2023浙江杭州名校聯(lián)考）如圖所示，在同種均勻介質(zhì)中有兩波源S1和S2相距3m，頻率均為2Hz，以S1為原點(diǎn)建立如圖所示的坐標(biāo)系，時波源S1從平衡位置開始垂直紙面向上做簡諧運(yùn)動，所激發(fā)的橫波向四周傳播。時波源S2也開始垂直紙面向上做簡諧運(yùn)動，在時兩列簡諧波的最遠(yuǎn)波峰傳到了圖示中的兩個圓的位置。則（）A.波的傳播速度為3m/s B.虛線為振動加強(qiáng)區(qū)C.時波谷與波谷相遇的點(diǎn)共有2個 D.經(jīng)過1.0s后S1和S2連線上有2個振動減弱的位置5.（2023湖南新高考教研聯(lián)盟第二次聯(lián)考）如圖，x軸上、為波源，先后起振分別沿x軸正向和負(fù)向激發(fā)甲、乙兩列簡諧橫波，經(jīng)過一段時間后甲乙兩列簡諧波各自傳播了個波長，此時的波形曲線如圖所示，兩波在該介質(zhì)中的傳播速度均為。下列說法正確的是（）A.乙波的周期為2.4sB.甲波單獨(dú)傳播時，若遇到尺寸為20cm的障礙物不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)振動始終加強(qiáng)D.從圖示時刻起（不包含該時刻），再經(jīng)過第一次出現(xiàn)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為16cm6.(多選)(2022北京人大附中模擬)消除噪聲污染是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的一個重要課題。內(nèi)燃機(jī)、通風(fēng)機(jī)等在排放各種高速氣流的過程中都會發(fā)出噪聲,如圖所示為某種可以用來削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲的消聲器。一列聲波沿水平管道自左向右傳播,到達(dá)a處時分成上下兩束波,這兩束聲波沿虛線路徑傳播,在b處相遇時可削弱噪聲。設(shè)在a處分開的兩束波經(jīng)上下方管道到達(dá)b處的波程差為δ,這一列聲波的波長為λ。關(guān)于此消聲器,下列說法正確的是()A.消除噪聲利用了波的衍射原理B.消除噪聲利用了波的干涉原理C.要盡量消除噪聲,應(yīng)滿足δ=nλ(n=0,1,2,3,…)D.要盡量消除噪聲,應(yīng)滿足δ=λ2+nλ(n=0,1,2,3,…7..（2023浙江杭州名校聯(lián)考）兩列簡諧橫波沿x軸相向傳播，時刻的波形圖如圖所示，實(shí)線波沿x軸正方向傳播，虛線波沿x軸負(fù)方向傳播，已知兩列波的傳播速度大小均為，則下列說法正確的是（）A.兩列波相遇后會發(fā)生干涉現(xiàn)象B.虛線波遇到障礙物時更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.處質(zhì)點(diǎn)的位移最先達(dá)到D.當(dāng)時處的質(zhì)點(diǎn)位移為10cm8.（2023湖北武漢部分重點(diǎn)高中高二聯(lián)考）如圖為水面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況，以波源、為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰（實(shí)線）和波谷（虛線），的振幅，的振幅，則下列說法正確的是（）A.處在A、D連線上的質(zhì)點(diǎn)不一定都是振動加強(qiáng)點(diǎn)B.質(zhì)點(diǎn)A、D在該時刻的高度差為7cmC.某時刻質(zhì)點(diǎn)D的位移可能為零D.再過半個周期，質(zhì)點(diǎn)B、C是振動加強(qiáng)點(diǎn)9.（2023重慶沙家壩重點(diǎn)中學(xué)質(zhì)檢）某同學(xué)注意到手機(jī)攝像頭附近有一個小孔，查閱手機(jī)說明后知道手機(jī)內(nèi)部小孔位置處安裝了降噪麥克風(fēng)。進(jìn)一步翻閱技術(shù)資料得知：降噪麥克風(fēng)通過降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪音相位相反的聲波，與噪音疊加從而實(shí)現(xiàn)降噪的效果。如圖是理想情況下的降噪過程，實(shí)線對應(yīng)環(huán)境噪聲，虛線對應(yīng)降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波。則（）A.降噪過程實(shí)際上是聲波發(fā)生了干涉 B.降噪過程可以消除通話時的所有背景雜音C.降噪聲波與環(huán)境噪聲的傳播速度不相等 D.P點(diǎn)經(jīng)過一個周期傳播的距離為一個波長10.（2023山東濰坊三校聯(lián)考）有兩列頻率相同、振動方向相同、振幅均為A、傳播方向相互垂直的平面波相遇發(fā)生干涉。如圖所示，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，a為波谷與波谷相遇點(diǎn)，b、c為波峰與波谷相遇點(diǎn)，d為波峰與波峰相遇點(diǎn)，e、g是a、d連線上的兩點(diǎn)，其中e為連線的中點(diǎn)，則（）A.在a、d處的質(zhì)點(diǎn)振動減弱，b、c處的質(zhì)點(diǎn)振動加強(qiáng)B.從圖示時刻經(jīng)過半個周期，e處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為2AC.從圖示時刻經(jīng)過半個周期，g處的質(zhì)點(diǎn)加速向平衡位置運(yùn)動D.從圖示時刻經(jīng)過四分之一周期，d處的質(zhì)點(diǎn)振幅恰好為零11．（2023山東棗莊高二期末）如圖甲所示，男同學(xué)站立不動吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回擺動，據(jù)圖乙，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是（）A．女同學(xué)從A向B運(yùn)動過程中，她聽到的哨聲音調(diào)變低B．女同學(xué)從E向D運(yùn)動過程中，她聽到的哨聲音調(diào)變高C．女同學(xué)在點(diǎn)C向右運(yùn)動時，她聽到的哨聲音調(diào)不變D．女同學(xué)在點(diǎn)C向左運(yùn)動時，她聽到的哨聲音調(diào)變低12.（2022河南南陽一中質(zhì)檢）下列物理現(xiàn)象，說法正確的是（）A.聞其聲而不見其人，是波的共振現(xiàn)象B.環(huán)繞發(fā)聲的雙股音叉繞一圈，聽到聲音忽強(qiáng)忽弱，是波的干涉現(xiàn)象C.夏天雷雨后路面上油膜呈現(xiàn)彩色，是因為光沿直線傳播D.當(dāng)正在鳴笛的火車急駛而來時，我們聽到汽笛聲音調(diào)變高，這是多普勒效應(yīng)現(xiàn)象E.看立體電影時戴上特質(zhì)的眼鏡，這樣看到電影畫面的效果具有立體感，是利用光的偏振現(xiàn)象13.（2022江蘇第二次百校大聯(lián)考）關(guān)于聲音的產(chǎn)生和傳播,下列