鲁科版高中物理选择性必修第一册第3章机械波综合拔高练含答案

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第3章　机械波综合拔高练高考练考点1　关于波长、波速、周期的分析与计算1.(2023新课标,14)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的 (　　)A.波速和波长均不同　　　　B.频率和波速均不同C.波长和周期均不同　　　　D.周期和频率均不同2.(2023湖北,7)一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100 cm,振幅为8 cm。介质中有a和b两个质点,其平衡位置分别位于x=-403 cm和x=120 cm处。某时刻b质点的位移为y=4 cm,且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时,a质点的振动图像为 (　　) A B C D3.(多选题)(2023天津,7)位于坐标原点的波源从t=0时刻开始振动,t=0.5 s时形成的机械波波形图如图所示,则下列说法正确的是(　　)A.机械波的波速v=4 m/sB.x=1 m处的质点在t=0.3 s时位于波谷C.波源的振动方程为y=0.02 sin (5πt+π) mD.x=-1 m处的质点半个周期内向左移动半个波长4.[2022全国甲,34(1)]一平面简谐横波以速度v=2 m/s 沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形图如图所示。介质中平衡位置在坐标原点的质点A在t=0时刻的位移y=2 cm。该波的波长为　　　　m,频率为　　　　Hz。t=2 s时刻,质点A　　　　(填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”)。 5.[2021全国甲,34(2)]均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上,坐标分别为0和xB=16 cm。某简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v=20 cm/s,波长大于20 cm,振幅为y0=1 cm,且传播时无衰减。t=0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同,运动方向相反,此后每隔Δt=0.6 s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1时刻(t1>0),质点A位于波峰。求:(ⅰ)从t1时刻开始,质点B最少要经过多长时间位于波峰;(ⅱ)t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。考点2　波的多解问题6.(2023海南,4)如图所示分别是一列机械波在传播方向上相距6 m的两个质点P、Q的振动图像,下列说法正确的是 (　　)A.该波的周期是5 sB.该波的波速是3 m/sC.4 s时P质点向上振动D.4 s时Q质点向上振动7.[2021全国乙,34(1)]图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线,经过0.3 s后,其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3 s。若波是沿x轴正方向传播的,则该波的速度大小为　　　m/s,周期为　　　s;若波是沿x轴负方向传播的,该波的周期为　　　　s。 考点3　振动与波的关系8.(多选题)[2023全国乙,34(1)]一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=0时刻的波形图;P是介质中位于x=2 m处的质点,其振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是　　　　。 　A.波速为2 m/sB.波向左传播C.波的振幅是10 cmD.x=3 m处的质点在t=7 s时位于平衡位置E.质点P在0~7 s时间内运动的路程为70 cm9.(多选题)(2022山东,9)一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当t=7 s时,简谐波的波动图像可能正确的是 (　　)10.(多选题)(2021山东,10)一列简谐横波沿x轴传播,如图所示,实线为t1=2 s时的波形图,虚线为t2=5 s时的波形图。以下关于平衡位置在O点处质点的振动图像,可能正确的是(　　)考点4　波的干涉11.(2023浙江6月选考,11)如图所示,置于管口T前的声源发出一列单一频率声波,分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。先调节A、B两管等长,O处探测到声波强度为400个单位,然后将A管拉长d=15 cm,在O处第一次探测到声波强度最小,其强度为100个单位。已知声波强度与声波振幅平方成正比,不计声波在管道中传播的能量损失,则 (　　)A.声波的波长λ=15 cmB.声波的波长λ=30 cmC.两声波的振幅之比为3∶1D.两声波的振幅之比为2∶112.(2023湖南,3)如图(a),在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4 m,DC=3 m,DC垂直AB。t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振动图像均如图(b)所示,振动方向与平面ABD垂直,已知波长为4 m。下列说法正确的是 (　　)　　A.这三列波的波速均为2 m/sB.t=2 s时,D处的质点开始振动C.t=4.5 s时,D处的质点向y轴负方向运动D.t=6 s时,D处的质点与平衡位置的距离是6 cm13.(多选题)[2021湖南,16(1)]均匀介质中,波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播,波面为圆。t=0时刻,波面分布如图(a)所示,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图(b)所示,z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是(　　) 图(a) 图(b)A.该波从A点传播到B点,所需时间为4 sB.t=6 s时,B处质点位于波峰C.t=8 s时,C处质点振动速度方向竖直向上D.t=10 s时,D处质点所受回复力方向竖直向上E.E处质点起振后,12 s内经过的路程为12 cm14.[2023全国甲,34(2)]分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同,振幅均为5 cm,波长均为8 m,波速均为4 m/s。t=0时刻,P波刚好传播到坐标原点,该处的质点将自平衡位置向下振动;Q波刚好传到x=10 m处,该处的质点将自平衡位置向上振动。经过一段时间后,两列波相遇。(ⅰ)在给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在t=2.5 s时刻的波形图(P波用虚线,Q波用实线);(ⅱ)求出图示范围内的介质中,因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的质点的平衡位置。模拟练应用实践1.(2024江苏盐城期中联考)两列相干水波的干涉图样如图所示,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为5 cm,C点是B、E连线的中点,下列说法正确的是 (　　)A.图示时刻A、B两点的高度差为10 cmB.P点保持静止不动C.C为振动减弱点D.再过半个周期,E点变为减弱点2.(多选题)(2024广东广州华南师大附中期中)如图是观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一个孔,O是波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长,则 (　　)A.挡板前后水波传播速度不相等B.此时能观察到明显的衍射现象C.如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象D.如果孔的大小不变,将波源的频率增大,能更明显地观察到衍射现象3.(多选题)(2024黑龙江哈尔滨九中期中)近年来,中科院研发的第三代横波探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像及8 340米 深度的探测纪录。图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙为平衡位置在x=6 m处质点P的速度-时间(v-t)图像。下列说法正确的是 (　　)　A.该波沿x轴负方向传播B.波的传播速度大小为5 m/sC.在0.6 s内质点P运动的路程为3 mD.质点P在t=0.5 s时刻的位移为5 cm4.(2023河北武安第三中学期中)如图所示,实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图,虚线是在t2=t1+0.5 s时刻的波形图。下列说法正确的是 (　　)A.当波向左传播时,波速的表达式为v=4(4n+1) m/s(n=0,1,2…)B.当波向左传播且3T