新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第7单元机械振动与机械波作业20机械波(人教版)

这是一份新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第7单元机械振动与机械波作业20机械波(人教版)，共6页。试卷主要包含了杜甫曾在《曲江》中写道，4 s，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
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
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( )
A.水波的波长为a
B.A点振动频率为
C.到达第一个波峰的时刻,C比A滞后
D.从图示时刻起,经过的时间,B、C之间的距离增大了
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 s
B.这列波的波速为5 m/s
C.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/s
B.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) m
D.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 s
D.此列波的波速可能为6 m/s
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
C.该波的波长可能为 m
D.该波的波速可能为 m/s
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
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
B组 综合提升
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 m
B.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/s
B.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
参考答案
作业20 机械波
1.ACD 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.ABD 解析 图示时刻,A在波谷,B在波峰,A、B连线在水平方向的距离为a,可知水波的波长为λ=2a,A点振动频率为f=,故A、B错误;由图可知到达第一个波峰的时刻,C比A滞后t=,故C正确;由于质点只是上下振动,不随波传播方向迁移,则B、C之间的距离保持不变,故D错误。
3.AB 解析 由于波沿x轴正方向传播,可知t=0时刻,质点P从平衡位置向上振动,在t1=0.9s时,质点P第3次到达波峰,可知t1=2T+T=0.9s,可得周期为T=0.4s,故A正确;由图像可知波长为2m,则波速为v=m/s=5m/s,故B正确;由于波沿x轴正方向传播,可知t=0时刻,质点Q从平衡位置向下振动,由于t1=0.9s=2T+T,可知t1=0.9s时质点Q位于波谷,故C错误;由于t2=1.0s=2T+T,此时质点Q向上回到平衡位置,故D错误。
4.BC 解析 由题图可知t=0.5s时,波传播的距离为x=2.5m,故波的速度为v=m/s=5m/s,故A错误;由题图可知该波的波长为λ=2m,所以波的周期为T=s=0.4s,波传播到x=1m需要的时间t1=s=0.2s,由题图可知该波的起振方向向下,t=0.3s该波振动了0.1s,即T,所以位于波谷,故B正确;根据图像可知该波的振动方程为y=Asin=-0.02sin(5πt)m=0.02sin(5πt+π)m,故C正确;质点只是上下振动,不随波左右移动,故D错误。
5.BC 解析 由题图可知此列波的波长为6m,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1s内x=3m处质点位移为4cm,即=1s(n=1,2,3,…),故波的周期为4s、s、0.8s、s、…,由于波长为6m,周期不可能为1s,故波速不可能为6m/s,C正确,D错误。
6.C 解析 由题图可得,周期为4s,A、B两质点的振动方程分别为yA=2sincm,yB=2cscm,当t=2.5s时yA=yB=-cm,则A正确,不符合题意。由振动图像读出,2s末A质点的位移yA=0,处于平衡位置,速度最大;B质点的位移yB=-2cm,处于波谷,速度是零,所以2s末A质点的速度大于B质点的速度,则B正确,不符合题意。t=0时刻,质点A正通过平衡位置向上运动,质点B在波峰,波从A向B传播,则AB间的距离x2-x1=λ=3m(n=0,1,2,…),则λ=m(n=0,1,2,…),因而该波的波长不可能为m,故C错误,符合题意。根据v=m/s(n=0,1,2,…),当n=2时,波速为v=m/s,则D正确,不符合题意。
7.D 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.C 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.C 解析 由v=λf,可得声音的波长为λ==10m,A错误;直道上到两波源的路程差最大为Δs1=-R=20m,路程差最小为Δs2=0,当Δs=0,±λ,±2λ时,振动最强,一条直道上有5处声音最强,故B、D错误,C正确。
10.A 解析 a、b间距离Δx=cm=λ,此时b点的位移为4cm且向y轴正方向运动,令此时b点的相位为φ,则有4cm=8sinφ,解得φ=或φ=(向下振动,舍去),由a、b间的距离关系知φa-φ=·2π=,则φa=π,y=8sinφa=4cm,且向下振动,选项A正确。
11.C 解析 由题图乙可知,波的周期为4s,波速为v==1m/s,A错误;t=2s时,这三列波都还没有传到D点,D处的质点没有振动,B错误;t=4.5s时,A、B处的振动没有传到D点,C处的振动传到D点后,又振动了1.5s,根据题图乙可知,D处的质点正向y轴负方向运动,C正确;t=6s时,A、B处的振动传到D点时,都使D处的质点向y轴正方向振动了1s,而C处的振动传到D时,使D处的质点处在平衡位置且向y轴负方向振动,根据波的叠加原理知,此时,D处的质点与平衡位置的距离是4cm,D错误。