第14章 2 知能达标训练-2022高考物理 新编大一轮总复习（word）人教版

[基础题组]

1．(多选)(2019·全国卷Ⅲ)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是(　　)

A．不同质点的振幅都相同

B．不同质点振动的频率都相同

C．不同质点振动的相位都相同

D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同

E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化

[解析]　两列波发生干涉时，会出现振动加强区和振动减弱区，振动加强区的质点振幅大，振动减弱区的质点振幅小，故A错误。波动过程中质点的振动频率由波源决定，故B项正确。不同质点的振动相位不一定相同，故C错误。振动质点的周期由波源决定，故D项正确。由题意知，两列波在重叠区域发生干涉并形成干涉图样，则在同一质点处，两列波的相位在不断变化，但两列波的相位差不变，故E项正确。

[答案]　BDE

2．(2017·天津卷)手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L。t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是(　　)

A．该简谐波是纵波

B．该简谐波的最大波长为2L

C．t＝时，P在平衡位置上方

D．t＝时，P的速度方向竖直向上

[解析]　本题考查机械波。由题意知绳上的质点在竖直方向上振动，波水平向右传播，故该波为横波，选项A错误；

在t＝0时刻，P点在如图所示位置时，波长最大，则有λ＝L，λ＝4L，选项B错误；t＝0时，P在平衡位置且向上振动，当t＝时，P在平衡位置上方，选项C正确；当t＝T时，P处于从最高点向平衡位置运动过程中，故速度方向向下，选项D错误。

[答案]　C

3．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是(　　)

A．波长为2 m

B．波速为6 m/s

C．频率为1.5 Hz

D．t＝1 s时，x＝1 m处的质点处于波峰

E．t＝2 s时，x＝2 m处的质点经过平衡位置

[解析]　由题图可知，该波波长λ＝4 m选项A错误；T＞0.5 s，则由题图知波在0.5 s内沿x轴正方向传播的距离为λ，传播时间t＝T＝0.5 s，T＝ s，频率f＝＝1.5 Hz，选项C正确；波速v＝＝6 m/s，选项B正确；1 s＝T，t＝1 s时，x＝1 m处的质点处于波谷，选项D错误；2 s＝3T，t＝2 s时，x＝2 m处的质点经过平衡位置，选项E正确。

[答案]　BCE

4．(多选)(2020·周村一模)如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　　)

A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高

B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高

C．女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变

D．女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低

[解析]　声波频率越高，音调越高，反之越低。女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到音调变低，选项A、D正确，B、C错误。

[答案]　AD

5．(多选)(2021·河南省濮阳市模拟)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的波形图如图所示。已知波速为0.4 m/s，且波刚传到c点。下列选项正确的是(　　)

A．波源的振动周期为0.2 s

B．t＝0时，质点d沿y轴正方向运动

C．t＝0时，质点a的加速度比质点b的加速度小

D．质点a比质点b先回到平衡位置

E．t＝0.1 s时，质点c将运动x＝12 cm

[解析]　由题图可知，波长λ＝0.08 m，波速v＝0.4 m/s，则周期T＝＝ s＝0.2 s，故A正确；因为波沿x轴正方向传播，根据“上下坡法”，可知d处于“下坡路”，故t＝0时刻质点d沿y轴正方向运动，故B正确；t＝0时，质点a的位移小于质点b的位移，故质点a的加速度比质点b的加速度小，故C正确；在t＝0时刻，质点a的振动方向沿y轴负方向向波谷运动，而质点b的振动方向沿y轴负方向向平衡位置运动，故质点a比质点b后回到平衡位置，故D错误；质点不会随波迁移，只是在平衡位置附近振动，故E错误。

[答案]　ABC

6．(多选)(2021·广东省深圳市调研)图甲为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x＝1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2 m的质点，下列说法正确的是(　　)

A．波速为0.5 m/s

B．波的传播方向向右

C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cm

D．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动

E．当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置

[解析]　由图甲可知该简谐横波波长为2 m，由图乙知周期为4 s，则波速为v＝＝0.5 m/s，故A正确；根据图乙的振动图象可知，在x＝1.5 m处的质点在t＝2 s时振动方向向下，所以该波向左传播，故B错误；由于t＝2 s时，质点P在波谷，且2 s＝0.5T，所以质点P运动的路程为2A＝8 cm，故C正确；由于该波向左传播，由图甲可知t＝2 s时，质点P已经在波谷，所以可知0～2 s时问内，P向y轴负方向运动，故D错误；当t＝7 s时，Δt＝5 s＝1T，P恰好回到平衡位置，故E正确。

[答案]　ACE

7．(多选)(2020·安徽示范高中高三期中考试)一列在某介质中沿x轴传播的正弦波，如图所示，实线是该波在t＝0时刻的波形图线，虚线是该波在t＝0.5 s时刻的波形图线，已知波源的振动频率f＜1 Hz，图中A质点的坐标是(0.2 m,0)，B质点的坐标是(0.4 m，0)。下列判断正确的是(　　)

A．该波沿x轴正方向传播，波速为0.4 m/s

B．该波沿x轴负方向传播，波速为0.2 m/s

C．从t＝2 s至t＝5 s的时间内，A质点沿x轴向右平移60 cm

D．从t＝2 s至t＝5 s的时间内，B质点通过的路程为1.2 m

E．提高波源的振动频率，这列波在该介质中传播的速度不变

[解析]　若该波沿x轴正方向传播，则由实线变为虚线所需的时间t＝0.5 s＝T，则T＝ s(n＝0、1、2、3、…)，又结合题意f＜1 Hz，则T＞1 s，所以＞1，解得n＜－，显然不成立，A错误；若该波沿x轴负方向传播，则由实线变为虚线所需的时间t＝0.5 s＝T，则T＝ s(n＝0、1、2、3、…)，又＞1，解得n＜，即n＝0，波的周期为T＝2 s，又由图象可知该波的波长为λ＝0.4 m，则由波速与周期的关系式可知v＝＝ m/s＝0.2 m/s，B正确；机械波在传播的过程中，质点并不随波迁移，C错误；由于波的周期为2 s，则t＝2 s到t＝5 s的时间为1个周期，因此质点B通过的路程为振幅的6倍，即为1.2 m，D正确；机械波的传播速度仅与介质有关，因此提高波源的振动频率，这列波在该介质中的传播速度保持不变，E正确。

[答案]　BDE

8．(多选)(2016·全国卷Ⅰ)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是(　　)

A．水面波是一种机械波

B．该水面波的频率为6 Hz

C．该水面波的波长为3 m

D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去

E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移

[解析]　水面波是一种机械波，故A正确；该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s，所以周期T＝＝ s＝ s，该水面波的频率f＝0.6 Hz，故B错误；该水面波的波长λ＝vT＝3 m，故C正确；水面波没有将该同学推向岸边，只能说是因为波传播时振动的质点并不随波迁移，不能说波传播时能量不会传递出去，波的传播过程也是能量传递过程，故D错误，E正确。

[答案]　ACE

[提升题组]

9．(多选)(2020·临沂模拟)如图所示为一列向左传播的横波的图象，图中实线表示t时刻的波形，虚线表示又经Δt＝0.2 s时刻的波形，已知波长为2 m，下列说法正确的是(　　)

A．波的周期的最大值为2 s

B．波的周期的最大值为 s

C．波的速度的最小值为9  m/s

D．波的速度的最大值为9 m/s

E．这列波遇到直径r＝1 m的障碍物会发生明显的衍射现象

[解析]　0.2 m＝λ，因波向左传播，则由图象可知波向左传播的距离为λ(n＝0、1、2…)，所以0.2 s＝T(n＝0、1、2、…)，n＝0时，周期最大，最大值为Tm＝ s，波速最小，最小值为vmin＝＝9 m/s，所以选项A、D错误，B、C正确；因为障碍物的直径r＝1 m<λ＝2 m，则这列波遇到此障碍物可以发生明显的衍射现象，选项E正确。

[答案]　BCE

10．(2018·江苏卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝0和x＝0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示。已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长。

[解析]　由图象可知，周期T＝0.4 s

由于波长大于0.6 m，由图象可知，波从A到B的传播时间Δt＝0.3 s

波速v＝，代入数据得v＝2 m/s

波长λ＝vT，代入数据得λ＝0.8 m。

[答案]　2 m/s　0.8 m

11．实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.06 s时刻的波形图。已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点向y轴正方向运动。

(1)判断该波的传播方向；

(2)求该波的最小频率；

(3)若3T＜0.06 s＜4T，求该波的波速大小。

[解析]　(1)由题意可知该波向右传播。

(2)因波的传播具有周期性，设波的周期为T，t2＝0.06 s时刻，则有(下列各式中n＝0,1,2…)

T＝0.06 s

得T＝ s

则f＝＝ Hz

当n＝0时，f最小为

fmin＝ Hz＝12.5 Hz。

(3)解法一　由3T＜0.06 s＜4T和

T＝0.06 s得：

n＝3，T＝0.016 s

所以v＝＝ m/s＝75 m/s。

解法二　由3T＜0.06 s＜4T知，n＝3，则波在0.06 s内传播距离为：

x＝λ＝4.5 m

v＝＝ m/s＝75 m/s。

[答案]　(1)向右传播　(2)12.5 Hz　(3)75 m/s

12．(2020·中山调研)如图甲所示，在均匀介质中P、Q两质点相距d＝0.4 m，质点P的振动图象如图乙所示。已知t＝0时刻，P、Q两质点都在平衡位置，且P、Q之间只有一个波峰。求：

(1)波的传播速度；

(2)质点Q下一次出现在波谷的时间。

[解析]　(1)由题图乙可得该波的周期T＝0.2 s。

若P、Q间没有波谷，P、Q间距离等于半个波长，

即λ＝0.8 m，波速v＝＝4 m/s；

若P、Q间有一个波谷，P、Q间距离等于一个波长，

即λ＝0.4 m，波速v＝＝2 m/s；

若P、Q间有两个波谷，则λ＝0.4 m，

即λ＝ m，

波速v＝＝ m/s。

(2)t＝0时刻，质点P向下振动，经过0.05 s到波谷处，经过0.15 s到波峰处

若P、Q间距为一个波长，P、Q同时出现在波谷处，则质点Q下一次出现在波谷的时间是t＝0.05 s

若P、Q间距为半波长的1倍或3倍，质点Q在波谷时，质点P在波峰，则质点Q下一次出现在波谷的时间是t＝0.15 s。

[答案]　(1)4 m/s、2 m/s或 m/s

(2)0.05 s或0.15 s