2025届高考物理一轮总复习第7单元机械振动与机械波作业20机械波课件新人教版

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微练一　机械波的形成和传播规律1.(多选)如图所示,沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点的距离相等,其中O为波源,设波源的振动周期为T,从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经 质点1开始振动,则下列说法正确的是( 　　)
A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,但图中质点9起振最晚B.图中所画出的质点起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动,只是质点8振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后D.只要图中所有质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致,如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的就是第98次振动
解析 从题图可知,质点9是图中距波源最远的点,尽管与波源起振方向相同,但起振时刻最晚,故A正确,B错误;质点7与质点8相比,质点7在质点8的前面,两质点的振动步调相差 ,故C正确;质点9比质点1晚2T开始起振,一旦质点9起振后,质点1、9的振动步调就完全一致,故D正确。
2.(多选)杜甫曾在《曲江》中写道:穿花蛱蝶深深见,点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S处,“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播(可视为简谱波),A、B两点与S在同一条直线上,C、S在另外一条直线上。图示时刻,A在波谷,B、C在不同的波峰上。已知波速为v,A、B连线在水平方向的距离为a,则不正确的是(　　)
微练二　波的图像的理解及应用3.(多选)一列简谐横波正沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,P、Q位于平衡位置处,在t1=0.9 s时,质点P第3次到达波峰,则下列说法正确的是(　　)A.这列波的周期为0.4 sB.这列波的波速为5 m/sC.t1=0.9 s时质点Q位于波峰D.t2=1.0 s时质点Q向下回到平衡位置
4.(多选)(2023天津卷)一列机械波的波源是坐标轴原点,t=0时波源开始振动,t=0.5 s时波形如图所示,则下列说法正确的有(　　)A.在这种介质中波速v=4 m/sB.x=1 m处质点在t=0.3 s时位于波谷C.波源振动方程y=0.02sin(5πt+π) mD.x=-1 m处质点半个周期内向左平移半个波长
微练三　机械波传播过程中的多解问题5.(多选)如图所示,实线为一列沿x轴传播的简谐横波t=0时刻的波形,虚线(非方格)为t=1 s时刻的波形。介质中有P、Q、M三个质点,t=0时刻,三个质点的纵坐标分别为yP=2 cm、yQ=-2 cm、yM=-2 cm。下列说法正确的是(　　)
A.P、Q两质点的速度总是大小相等、方向相反B.P、M两质点相对平衡位置的位移总是大小相等、方向相反C.此列波的周期可能为0.8 sD.此列波的波速可能为6 m/s
解析 由题图可知此列波的波长为6 m,而P、Q两质点平衡位置的距离小于半个波长,所以P、Q的振动情况不是总相反;根据三角函数知识可知,P、M两质点平衡位置的距离等于半个波长,所以P、M的振动情况总是相反,A错误,B正确。在1 s内x=3 m处质点位移为4 cm,即 =1 s(n=1,2,3,…),故波的周期为 、…,由于波长为6 m,周期不可能为1 s,故波速不可能为6 m/s,C正确,D错误。
6.一列横波沿着x轴正方向传播,处在x1=0.5 m和x2=3.5 m的两质点A、B的振动图像如图所示,则以下说法错误的是(　　)
A.2.5 s末A、B两质点的位移相同B.2 s末A点的速度大于B点的速度
微练四　波的干涉、衍射和多普勒效应7.下列说法正确的是(　　)A.“余音绕梁,三日不绝”,是声音的衍射现象B.两列波产生干涉现象时,振动加强的介质质点始终位于波峰或波谷C.声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速D.两列波相遇时,在相遇区域任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和
解析 “余音绕梁,三日不绝”指心理听觉,是音乐专业术语,不是物理学上的发声,故A错误;振动加强点的振幅最大,并不是指该质点始终位于波峰或者波谷,故B错误;声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的声波波速与声源发出的声波波速相等,故C错误;两列波相遇时,每一列波引起的振动情况都保持不变,与相遇前完全相同,而在相遇区域,任一质点的振动是两列波共同作用的结果,即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,故D正确。
8.将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳,它们处于同一水平面上。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端,同时用相同频率和振幅上下持续振动,产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同,分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是(　　)
A.甲图中两手开始振动时的方向并不相同B.甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置C.乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形D.乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形
解析 甲图中两手开始振动时的方向相同,则甲图中分叉点是振动加强的位置,所以A、B错误;乙图中两手开始振动时的方向恰好相反,则乙图中分叉点是振动减弱的位置,则在分叉点的右侧见不到明显的波形,所以C正确,D错误。
9.如图所示,一运动场的内道由两个半径R=30 m的半圆和两个长为L=40 m的直道组成,在两个圆心O1、O2分别装有两个扬声器。在调试过程中,两个扬声器同时播放频率为34 Hz的低频声音。已知声音在空气中传播的速度为340 m/s,忽略声音在传播过程中的衰减。下列说法正确的是(　　)A.此声音的波长为5 mB.在运动场的一条直道上有3处声音最强C.在运动场的一条直道上有5处声音最强D.在运动场的一条直道上有7处声音最强
10.(2023湖北卷)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= 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(　　)
11.(2023湖南卷)如图甲所示,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,振动图像均如图乙所示,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 cm