2022年高考物理一轮考点跟踪练习48《机械波》（含详解）

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2022年高考物理一轮考点跟踪练习48《机械波》一         、单选题1.周期为 2.0 s 的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波(　　)A．沿x轴正方向传播，波速v=20 m/sB．沿x轴正方向传播，波速v=10 m/sC．沿x轴负方向传播，波速v=20 m/sD．沿x轴负方向传播，波速v=10 m/s  2.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是(　　)    3.利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则(　　)A．图甲、乙均显示了波的干涉现象B．图甲、乙均显示了波的衍射现象C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象  4.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静．现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是(　　)A．提高拍打水面的频率B．降低拍打水面的频率C．无论怎样拍打，A都不会振动起来D．无需拍打，A也会振动起来  5.如图甲所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上，相邻两点间距离为d。质点1开始振动时速度方向竖直向上，振动由此开始向右传播。经过时间t，前13个质点第一次形成如图乙所示的波形。关于该波的周期与波长说法正确的为(　　)A.t　　9d      B.t　　8d    C.　　9d       D.　　8d 6.下列物理现象：①在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；②“闻其声而不见其人”；③学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；④当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．分别属于波的(　　)A．反射、衍射、干涉、多普勒效应B．折射、衍射、多普勒效应、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效应D．衍射、折射、干涉、多普勒效应   二         、多选题7. (多选)如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是(　　)A.两列波具有相同的波速B.此时b波上的质点Q正向上运动C.一个周期内，Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍D.在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动E.a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样 8. (多选)下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是(　　)A.相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B.相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C.在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别在该点引起的位移的矢量和D.几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰E.相遇之后，振动加强区域内质点的位移始终最大 9. (多选)为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛音do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如图中a和b的两个振动图线，由此可以判断(　　)A．do和sol的频率之比约为2∶3B．do和sol的周期之比约为2∶3C．do和sol在空气中传播的波速之比约为3∶2D．do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2  10. (多选)如图所示，空间同一平面内有A、B、C三点，AB=5 m，BC=4 m，AC=3 m。A、C两点处有完全相同的波源做简谐振动，振动频率为1 360 Hz，波速为340 m/s。下列说法正确的是(　　)A.B点的位移总是最大B.A、B间有7个振动加强的点C.两列波的波长均为0.25 mD.B、C间有8个振动减弱的点E.振动减弱点的位移总是为零 11. (多选)甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2 m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则(　　)A.甲、乙两波的起振方向相反B.甲、乙两波的频率之比为3∶2C.再经过3 s，平衡位置在x=7 m处的质点振动方向向下D.再经过3 s，两波源间(不含波源)有5个质点位移为零 12. (多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s．下列说法正确的是(　　)A．波速为4 m/sB．波的频率为1.25 HzC．x坐标为15 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波谷D．x坐标为22 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷   三         、计算题13.如图所示，t=0时，位于原点O处的波源，从平衡位置(在x轴上)开始沿y轴正方向做周期T=0.2 s、振幅A=4 cm的简谐振动。该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为(9 m,0)的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波谷。(1)质点P在开始振动后的Δt=1.05 s内通过的路程是多少？(2)该简谐波的最大波速是多少？(3)若该简谐波的波速为v=12 m/s，质点Q的平衡位置坐标为(12 m,0)(图中未画出)。请写出以t=1.05 s时刻为新的计时起点的质点Q的振动方程。    14.一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5 m/s，t=0时刻的波形如图甲所示。(1)求横波中质点振动的周期T；(2)在图乙中画出t=1 s时刻的波形图(至少画出一个波长)；(3)在图丙中画出平衡位置为x=0.5 m处质点的振动图像(t=0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期)。     
0.2022年高考物理一轮考点跟踪练习48《机械波》（含详解）答案解析  一         、单选题1.答案为：B；解析：根据机械波的速度公式v=，由图可知波长为 20 m，再结合周期为2 s，可以得出波速为10 m/s.应用“同侧法”等方法判断波沿x轴正方向传播．因此答案为B.  2.答案为：D；解析：由图A知，波长λ=2s，周期T=，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t1=T=，B图对应波长λ=s，周期T=，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t2=T=，C图对应波长λ=s，周期T=，由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时t3=T=，D图对应波长λ=，周期T=，由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时t4=T=，所以D正确．  3.答案为：D；解析：由题图容易看出甲是小孔衍射，图乙是波的干涉，选项D正确．  4.答案为：B；解析：使形成的水波能带动树叶A振动起来，必须使水面形成的波波长足够长，衍射现象明显，可以采用的方法是降低拍打水面的频率，选项B正确．  5.答案为：D；解析：根据振动的周期性和波的传播特点可知，质点13此时的振动方向向下，而波源的起振方向向上，所以从质点13算起，需要再经时间振动的方向才能向上，即与波源的起振方向相同，图上还有半个波长的波没有画出，设周期为T，则t=T＋=2T，即T=；相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长，由题图知波长为8d，故D正确。 6.答案为：A；解析：在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应．正确选项是A.   二         、多选题7.答案为：ABD；解析：两列简谐横波在同一介质中波速相同，故A正确。此时a波上某质点P的运动方向向下，由波形平移法可知，波向左传播，可知此时b波上的质点Q正向上运动，故B正确。在简谐波传播过程中，介质中质点只上下振动，不会沿x轴前进，故C错误。由题图可知，两列波波长之比λa∶λb=2∶3，波速相同，由波速公式v=λf得a、b两波频率之比为fa∶fb=3∶2，所以在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动，故D正确。两列波的频率不同，不能产生稳定的干涉图样，故E错误。 8.答案为：BCD；解析：两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动情况由两列波共同作用的结果决定，故A错误，B、C正确；几个人在同一房间内说话，发出的声波在空间中相互叠加后，每列波的振幅和频率并不改变，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故选项D正确；两列波相遇后，振动加强区域内质点的振幅最大，振动的位移仍随时间发生周期性变化，故E错误。 9.答案为：AD；解析：由题图可知，相同长度的do的4个波长对应sol的6个波长，故do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2，选项D正确；由于二者在空气中传播速度相等，由v=λf可知，do和sol的频率之比约为2∶3，do和sol的周期之比约为3∶2，选项A正确，选项B、C错误．  10.答案为：CDE；解析：波的波长λ== m=0.25 m，B点到两波源的路程差Δx=1 m=4λ，该点为振动加强点，但位移不总是最大，故A错误，C正确；AC的垂直平分线交AB于O点，则点O到A、C的距离相等，为振动加强点，OB上到A、C的距离之差为0.25 m、0.5 m、0.75 m、1 m的点为加强点，OA上到C、A的距离之差为0.25 m、0.5 m、0.75 m、1 m、1.25 m、1.5 m、1.75 m、2 m、2.25 m、2.5 m、2.75 m的点为加强点，共16个加强点，故B错误；BC上到A、C的距离之差为1.125 m、1.375 m、1.625 m、1.875 m、2.125 m、2.375 m、2.625 m、2.875 m的点为振动减弱点，共8个减弱点，故D正确；由于两波源的振幅相同，故振动减弱点的位移总是为零，故E正确。 11.答案为：ABD；解析：根据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向左传播，起振方向向上，故选项A正确；据题图可知甲波波长为4 m，甲波周期为：T==2 s，频率f= Hz，乙波波长为6 m，周期为：T==3 s，频率为：f= Hz，故选项B正确；再经过3 s，甲波波谷到达x=7 m处，乙波是平衡位置与波峰之间某一振动到达x=7 m处，所以该质点应该向上振动，选项C错误；此时除了波源还有x=9～10 m处、x=7～8 m处、x=6 m处、x=4～5 m处、x=2～3 m处共5个质点位移为零，故选项D正确。 12.答案为：BDE；解析：任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s，则T=0.4 s，解得T=0.8 s，从图象中可知λ=4 m，所以根据公式v== m/s=5 m/s，故选项A错误；根据公式f=可得波的频率为1.25 Hz，选项B正确；x坐标为15 m的质点和x坐标为3 m的质点相隔12 m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x坐标为3 m的质点经过t=0.2 s，即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为15 m的质点在t=0.2 s时振动到平衡位置，选项C错误；x的坐标为22 m的质点和x的坐标为2 m的质点为同相点，x的坐标为2 m的质点经过t=0.2 s，即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为22 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波峰，选项D正确；当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为17 m的质点和x坐标为1 m的质点为同相点，经过半个周期x坐标为1 m的质点恰好位于波谷，选项E正确．   三         、计算题13.解：(1)由于质点P从平衡位置开始振动，且Δt=1.05 s=5 T，故在Δt=1.05 s内质点P通过的路程s=21A=84 cm。(2)设该简谐波的波速为v，两质点O、P间的距离为Δx由题意可得Δx=λ=9 m　(n=0,1,2，…)所以v== m/s　(n=0,1,2，…)当n=0时，该简谐波的波速最大，vm=60 m/s。(3)简谐波从波源传到(12 m,0)点所用时间t1= s=1 s再经t2=t－t1=0.05 s，质点Q位于波峰位置，则以此时刻为计时起点，质点Q的振动方程为y=0.04cos 10πt (m). 14.解：(1)由于波速为0.5 m/s，波长为2 m，故质点振动的周期T== s=4 s。(2)当t=1 s时刻，相当于经过了，又因为波沿x轴正方向传播，故振源向下运动到负的最大位置处，然后依次画出波上各质点即可。如图(a)所示。(3)x=0.5 m处的质点在t=0时处于波峰的位置，故其振动图像如图(b)所示。