2023年高考物理一輪復習課時練40《機械波》一 、選擇題1.關于機械波的形成，下列說法中正確的是(　　)A.物體做機械振動，一定產(chǎn)生機械波B.機械波在介質中傳播時，介質中后振動的質點總是重復先振動的相鄰的質點的振動，做受迫振動C.參與振動的質點振動頻率各不相同D.機械波傳播過程中，介質中質點隨波遷移，振動能量也隨波傳遞2.利用發(fā)波水槽得到的水面波波形如圖甲、乙所示，則(　　)A.圖甲、乙均顯示了波的干涉現(xiàn)象B.圖甲、乙均顯示了波的衍射現(xiàn)象C.圖甲顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖乙顯示了波的衍射現(xiàn)象D.圖甲顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖乙顯示了波的干涉現(xiàn)象3.一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波形如圖所示，a、b、c為三個質點，a正向上運動。由此可知(　　)A.該波沿x軸負方向傳播B.c正向上運動C.該時刻以后，b比c先到達平衡位置D.該時刻以后，b比c先到達離平衡位置最遠處4.一列簡諧橫波沿x軸傳播，t＝0時的波形如圖所示，質點a與質點b相距1 m，a質點正沿y軸正方向運動；t＝0.02 s時，質點a第一次到達正向最大位移處，由此可知 (　　)A.此波的傳播速度為25 m/sB.此波沿x軸正方向傳播C.從t＝0時起，經(jīng)過0.04 s，質點a沿波傳播方向遷移了1 mD.t＝0.04 s時，質點b處在平衡位置，速度沿y軸負方向5.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時波形圖如圖中實線所示，此時波剛好傳到P點，t＝0.6 s時恰好傳到Q點，波形如圖中虛線所示，a、b、c、P、Q是介質中的質點，下列說法正確的是  (　　)A.t＝0.6 s時，質點a速度沿y軸負方向B.質點P在t＝0到t＝0.6 s這段時間沿x軸正方向移動了30 mC.質點c在t＝0到t＝0.6 s這段時間通過的路程為30 cmD.t＝0.5 s時，質點b、P的位移相同6.如圖甲所示，某均勻介質中各質點的平衡位置在同一條直線上，相鄰兩點間距離為d。質點1開始振動時速度方向豎直向上，振動由此開始向右傳播。經(jīng)過時間t，前13個質點第一次形成如圖乙所示的波形。關于該波的周期與波長說法正確的為(　　)A.t　　9d      B.t　　8d    C.　　9d       D.　　8d 7. (多選)下列關于兩列波相遇時疊加的說法中正確的是(　　)A.相遇之后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強B.相遇之后，兩列波的振動情況與相遇前完全相同C.在相遇區(qū)域，任一點的總位移等于兩列波分別在該點引起的位移的矢量和D.幾個人在同一房間說話，相互間聽得清楚，這說明聲波在相遇時互不干擾E.相遇之后，振動加強區(qū)域內質點的位移始終最大8. (多選)如圖所示為某時刻的兩列簡諧橫波在同一介質中沿相同方向傳播的波形圖，此時a波上某質點P的運動方向如圖所示，則下列說法正確的是(　　)A.兩列波具有相同的波速B.此時b波上的質點Q正向上運動C.一個周期內，Q質點沿x軸前進的距離是P質點的1.5倍D.在P質點完成30次全振動的時間內Q質點可完成20次全振動E.a波和b波在空間相遇處會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣9. (多選)一列簡諧橫波沿著x軸正方向傳播，波中A、B兩質點的平衡位置間的距離為0.5 m，且小于一個波長，如圖甲所示，A、B兩質點振動圖像如圖乙所示。由此可知(　　)A.波中質點在一個周期內通過的路程為8 cmB.該機械波的波長為4 mC.該機械波的波速為0.5 m/sD.t=1.5 s時A、B兩質點的位移相同E.t=1.5 s時A、B兩質點的振動速度相同10. (多選)如圖所示是水面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰(實線)和波谷(虛線)；S1的振幅A1＝3 cm，S2的振幅為A2＝2 cm，下列說法正確的是(　　)A.質點D是振動減弱點B.質點A、D在該時刻的高度差為10 cmC.再過半個周期，質點B、C是振動加強點D.質點C的振幅為1 cmE.質點C此刻將向下運動11. (多選)一條彈性繩子呈水平狀態(tài)，M為繩子中點，兩端點P、Q同時開始上下振動，一小段時間后產(chǎn)生的波形如圖所示。對于其后繩上各點的振動情況，以下判斷正確的是(　　)A.兩列波將同時到達中點MB.兩列波波速之比為1∶2C.中點M的振動總是加強的D.M點的位移大小在某時刻可能為零E.繩的兩端點P、Q開始振動的方向相同12. (多選)如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波的部分波形圖。若該波波速v＝40 m/s，在t＝0時刻波剛好傳播到x＝13 m處，下列關于波在t＝0.45 s時的運動情況分析，其中正確的是(　　)A.該波x＝9 m處的質點的位移為－5 cmB.該波x＝11 m處的質點的位移為5 cmC.該波x＝11 m處的質點速度方向沿y軸負向D.該波剛好傳播到x＝31 m處E.該波剛好傳播到x＝18 m處三 、計算題13.如圖甲所示，在均勻介質中P、Q兩質點相距d=0.4 m，質點P的振動圖像如圖乙所示，已知t=0時刻，P、Q兩質點都在平衡位置，且P、Q之間只有一個波峰。求：(1)波的傳播速度；(2)質點Q下一次出現(xiàn)在波谷的時間。14.如圖所示，t=0時，位于原點O處的波源，從平衡位置(在x軸上)開始沿y軸正方向做周期T=0.2 s、振幅A=4 cm的簡諧振動。該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，當平衡位置坐標為(9 m,0)的質點P剛開始振動時，波源剛好位于波谷。(1)質點P在開始振動后的Δt=1.05 s內通過的路程是多少？(2)該簡諧波的最大波速是多少？(3)若該簡諧波的波速為v=12 m/s，質點Q的平衡位置坐標為(12 m,0)(圖中未畫出)。請寫出以t=1.05 s時刻為新的計時起點的質點Q的振動方程。15.一列簡諧橫波正在沿x軸的正方向傳播，波速為0.5 m/s，t=0時刻的波形如圖甲所示。(1)求橫波中質點振動的周期T；(2)在圖乙中畫出t=1 s時刻的波形圖(至少畫出一個波長)；(3)在圖丙中畫出平衡位置為x=0.5 m處質點的振動圖像(t=0時刻開始計時，在圖中標出橫軸的標度，至少畫出一個周期)。
0.答案解析1.答案為：B解析：有振源沒有媒介時不能產(chǎn)生機械波，A錯誤。機械波在介質中傳播時，介質中后振動的質點總是在相鄰的先振動的質點的作用下做受迫振動，并重復前一質點的振動情況，B正確。參與振動的質點振動頻率都相同，C錯誤。機械波傳播過程中，介質中質點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移，在振動過程中把能量傳遞出去，D錯誤。2.答案為：D解析：波繞過障礙物繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象叫波的衍射現(xiàn)象。波的干涉現(xiàn)象是由頻率相同的兩列波相遇時疊加產(chǎn)生的，并形成干涉圖樣，干涉圖樣的特點是振動加強區(qū)與振動減弱區(qū)各自都能連成線，且相互間隔地分布。因此題圖甲顯示了波的衍射現(xiàn)象，題圖乙顯示了波的干涉現(xiàn)象，D正確。3.答案為：C解析：由同側法可知波沿x軸的正方向傳播，A錯誤；在該時刻，c點正向下振動，B錯誤；由同側法可知，b質點先到達平衡位置，c質點先到達離平衡位置最遠處，C正確，D錯誤。4.答案為：A解析：由題意可知波長λ＝2 m，周期T＝4t＝0.08 s，則v＝＝25 m/s，A正確；由“同側法”知波沿x軸負方向傳播，B錯誤；波傳播時，介質中的質點不隨波遷移，C錯誤；t＝0時，質點b正處在平衡位置，沿y軸負方向運動，從t＝0到t＝0.04 s經(jīng)過了半個周期，質點b回到平衡位置，沿y軸正方向運動，D錯誤。5.答案為：D解析：波是沿x軸正方向傳播的，由微平移法可知，t＝0.6 s時，質點a正沿y軸正方向運動，A錯誤。波向前傳播時，介質中的質點只是在各自的平衡位置上下做簡諧運動，并不隨波向前傳播，B錯誤。由于t＝0時波尚未傳播到c點，t＝0.6 s時波前位于質點c右側半個波長處，故質點c在t＝0到t＝0.6 s這段時間振動了半個周期，則其通過的路程為s＝2A＝20 cm，C錯誤。因在0.6 s時間內波向前傳播了λ的距離，可知波的周期T＝0.8 s，當t＝0.5 s時，波向前傳播λ的距離，故t＝0.5 s時每個質點偏離平衡位置的位移與其左側相距Δx＝λ＝25 m 處的質點在t＝0時偏離平衡位置的位移相同，由圖中實線知質點b、P左側25 m處兩質點在t＝0時恰好位于同一波谷左右兩側對稱位置上，偏離平衡位置位移相同，故t＝0.5 s時，b、P兩質點的位移也相同，D正確。6.答案為：D；解析：根據(jù)振動的周期性和波的傳播特點可知，質點13此時的振動方向向下，而波源的起振方向向上，所以從質點13算起，需要再經(jīng)時間振動的方向才能向上，即與波源的起振方向相同，圖上還有半個波長的波沒有畫出，設周期為T，則t=T＋=2T，即T=；相鄰波峰(或波谷)間的距離等于波長，由題圖知波長為8d，故D正確。 7.答案為：BCD；解析：兩列波相遇時，每一列波引起的振動情況都保持不變，而質點的振動情況由兩列波共同作用的結果決定，故A錯誤，B、C正確；幾個人在同一房間內說話，發(fā)出的聲波在空間中相互疊加后，每列波的振幅和頻率并不改變，所以聲波傳到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所說的話，故選項D正確；兩列波相遇后，振動加強區(qū)域內質點的振幅最大，振動的位移仍隨時間發(fā)生周期性變化，故E錯誤。8.答案為：ABD；解析：兩列簡諧橫波在同一介質中波速相同，故A正確。此時a波上某質點P的運動方向向下，由波形平移法可知，波向左傳播，可知此時b波上的質點Q正向上運動，故B正確。在簡諧波傳播過程中，介質中質點只上下振動，不會沿x軸前進，故C錯誤。由題圖可知，兩列波波長之比λa∶λb=2∶3，波速相同，由波速公式v=λf得a、b兩波頻率之比為fa∶fb=3∶2，所以在P質點完成30次全振動的時間內Q質點可完成20次全振動，故D正確。兩列波的頻率不同，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，故E錯誤。9.答案為：ACE；解析：由題圖可知，該波的振幅為2 cm，波中質點在一個周期內通過的路程為4倍的振幅，即8 cm，故A正確；由題圖知，t=0時刻B點通過平衡位置向上運動，A點位于波峰，則有：Δx=x2－x1=λ，n=0,1,2,3…，由題知λ>Δx=0.5 m，則n只能取0，故λ=2 m，故B錯誤；由題圖知周期T=4 s，則波速為v== m/s=0.5 m/s，故C正確；在t=1.5 s時刻，A的位移為負，而B的位移為正，故D錯誤；t=1.5 s時A、B兩質點到平衡位置的距離是相等的，所以振動的速度大小相等；又由題圖可知，在t=1.5 s時刻二者運動的方向相同，所以它們的振動速度相同，故E正確。10.答案為：BDE解析：由題圖知質點A、D到兩個波源的波程差為零，故質點A、D都是振動加強點，而質點B、C都是波峰與波谷相遇，都是振動減弱點，A錯誤；圖示時刻，質點A的位移為＋3 cm＋2 cm＝＋5 cm，質點D的位移為(－3) cm＋(－2) cm＝－5 cm，故質點A、D在該時刻的高度差為10 cm，B正確；振動的干涉圖樣是穩(wěn)定的，質點A、D一直是振動加強點，而質點B、C一直是振動減弱點，故C錯誤；質點C是振動減弱點，振幅為3 cm－2 cm＝1 cm，D正確；質點C是振動減弱點，此刻在上方最大位移處，故質點C此刻將向下振動，E正確。11.答案為：ADE解析：波在同種介質傳播時波速相同，由于兩端點距M點的距離相同，所以兩列波將同時到達M點，A正確，B錯誤；由于兩列波波長不同，因此在M點相遇時，并不總是加強或減弱，C錯誤；當兩列波都剛傳到M點時，此時刻M點的位移為零，所以M點的位移大小在某時刻可能為零，D正確；根據(jù)波的傳播特點可知，各質點的起振方向與波源的起振方向相同，根據(jù)波形可知，兩波源的起振方向都是向上，E正確。12.答案為：ACD解析：根據(jù)題中圖象可知λ＝8 m。根據(jù)λ＝vT可得，波的周期為T＝＝0.2 s，所以在Δt＝0.45 s時間內，已傳播了2個周期，據(jù)波的周期性特點，將t＝0時的波形圖向右平移λ，即可得t＝0.45 s時的波形圖，則在t＝0.45 s時，x＝9 m處的質點的位移為－5 cm，x＝11 m 處的質點的位移為0，A正確，B錯誤。x＝11 m處的質點沿y軸負方向運動，C正確。在t＝0時刻，該波剛傳播到x＝13 m處，在Δt＝0.45 s時間內又傳播x′＝v·Δt＝18 m，故t＝0.45 s時波剛好傳播到31 m處，D正確，E錯誤。三 、計算題13.解：(1)由圖乙可得該波的周期T=0.2 s若P、Q間沒有波谷，P、Q間距離等于半個波長，即λ=0.8 m，波速v==4 m/s若P、Q間有一個波谷，P、Q間距離等于一個波長，即λ=0.4 m，波速v==2 m/s若P、Q間有兩個波谷，則λ=0.4 m，即λ= m，波速v== m/s。(2)t=0時刻，質點P向下振動，經(jīng)過0.05 s到波谷處，經(jīng)過0.15 s到波峰處若P、Q間距為一個波長，P、Q同時出現(xiàn)在波谷處，則質點Q下一次出現(xiàn)在波谷的時間是t=0.05 s若P、Q間距為半波長的1倍或3倍，質點Q在波谷時，質點P在波峰，則質點Q下一次出現(xiàn)在波谷的時間是t=0.15 s。14.解：(1)由于質點P從平衡位置開始振動，且Δt=1.05 s=5 T，故在Δt=1.05 s內質點P通過的路程s=21A=84 cm。(2)設該簡諧波的波速為v，兩質點O、P間的距離為Δx由題意可得Δx=λ=9 m　(n=0,1,2，…)所以v== m/s　(n=0,1,2，…)當n=0時，該簡諧波的波速最大，vm=60 m/s。(3)簡諧波從波源傳到(12 m,0)點所用時間t1= s=1 s再經(jīng)t2=t－t1=0.05 s，質點Q位于波峰位置，則以此時刻為計時起點，質點Q的振動方程為y=0.04cos 10πt (m).15.解：(1)由于波速為0.5 m/s，波長為2 m，故質點振動的周期T== s=4 s。(2)當t=1 s時刻，相當于經(jīng)過了，又因為波沿x軸正方向傳播，故振源向下運動到負的最大位置處，然后依次畫出波上各質點即可。如圖(a)所示。(3)x=0.5 m處的質點在t=0時處于波峰的位置，故其振動圖像如圖(b)所示。 

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