2022版高考物理一轮复习训练：第14章 第2讲 机械波

第十四章　第2讲

知识巩固练习

1．(2021届丰台期末)关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　)

A．多普勒效应是由波的干涉引起的

B．多普勒效应说明波源的频率发生改变

C．当警车向你驶来，你听到的音调会变低

D．机械波和电磁波都可以产生多普勒效应

【答案】D

【解析】多普勒效应说明，观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，故A、B错误．多普勒效应是由观察者和波源间位置的变化而产生的．当警车向人驶来，人听到的音调会变高，这就是多普勒效应，故C错误．多普勒效应不仅适用于声波，也适用于所有类型的波，包括电磁波，故D正确．

2．一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2 m，振幅为A．当坐标为x＝0处质点的位移为－A且向y轴负方向运动时，坐标为x＝0.4 m处质点的位移为A．当坐标为x＝0.2 m处的质点位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x＝0.4 m处质点的位移和运动方向为(　　)

A．－A，沿y轴正方向 B．－A，沿y轴负方向

C．－A，沿y轴正方向  D．－A，沿y轴负方向

【答案】C

【解析】坐标x＝0处的质点与坐标x＝0.4 m处的质点间距为0.4 m，小于半个波长．则坐标x＝0.2 m处的质点处在平衡位置向y轴负方向运动，坐标为x＝0.4 m处的质点也向y轴负方向运动．当坐标为x＝0.2 m处的质点位于平衡位置且向y轴正方向运动时，经历的时间是半个周期的奇数倍．在这段时间，坐标x＝0.4 m处的质点运动到对称点即位移为－A，运动方向与原来相反，故C正确．

3．(多选)(2021年黔东南州质检)一列沿着x轴正方向传播的横波在t＝0时刻的波形如图甲所示．图甲中某质点的振动图像如图乙所示．下列说法正确的是(　　)

甲　　　　　　　　　　　　乙

A．图乙可能表示质点L的振动图像

B．该波的波速为0.5 m/s

C．t＝8 s时质点M的位移为零

D．0～4 s内质点K所经过的路程为0.4 m

【答案】ABD

【解析】如果图乙是质点L的振动图像，由图乙知，t＝0时刻质点L经过平衡位置向上振动．由甲图知，根据波形的平移法，波沿x轴正方向传播，故A正确．由甲图读出波长λ＝2 m，由乙图读出周期T＝4 s，则该波的波速v＝＝ m/s＝0.5 m/s，故B正确．t＝8 s＝2T，所以t＝8 s时质点M的位移与开始时的位移相同，为负的最大值，故C错误．由于T＝4 s，所以在4 s内质点K所经过的路程为4倍振幅，为0.4 m．故D正确．

4．(2021届天津名校模拟)沿x轴负向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40 m/s，则t＝ s时(　　)

A．质点M对平衡位置的位移一定为负值

B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相反

C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同

D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同

【答案】A

【解析】由图读出波长λ＝4 m，则该波的周期T＝＝0.1 s，t＝ s＝T.t＝0时刻质点M向下运动，则在t＝ s时刻质点M正向波谷处运动，所以其速度减小，加速度增大．位移为负，质点M的速度沿y轴负方向，质点M的速度方向与相对平衡位置的位移方向相同；加速度沿y轴正方向，所以加速度方向与速度方向相反；质点M的加速度方向与相对平衡位置的位移方向相反．故A正确．

综合提升练习

5．(多选)(2021年宁波模拟)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传播到x＝6 m处的质点P开始计时，经t＝0.3 s时，质点P第一次到达波谷．下面说法正确的是(　　)

A．这列波的传播速度为10 m/s

B．当t＝0.3 s时，质点a速度沿y轴负方向

C．x＝8 m处的质点Q在t＝0.7 s时处于波峰位置

D．在开始的四分之一周期内，质点b通过的路程大于10 cm

【答案】ACD

【解析】由波形图可知，波长λ＝4 m，波由图示位置开始计时后，P质点向上振动．当P质点在t＝0.3 s时刻第一次到达波谷，则有T＝0.3 s，所以周期为0.4 s．根据v＝＝ m/s＝10 m/s，A正确．当t＝0.3 s时，x＝2 m处的质点也处于波谷，所以a处于y轴负向向上振动，即沿y轴正方向，故B错误．波经过t＝0.2 s时刚好传到Q点，此时Q向上运动，再经过0.5 s＝T，Q处于波峰，故C正确．在开始的四分之一周期内，b向平衡位置运动，速度增大，所以四分之一周期内运动的路程大于振幅，故D正确．

6．(2021年驻马店期末)一列在介质中沿x轴负方向传播的简谐波，在t＝0时刻的波形如图所示，此时坐标为(1,0)的质点A刚好开始振动．在t1＝0.45 s时刻，质点A恰好第三次到达波峰．质点Q的坐标是(－4,0)．求：

(1)质点振动的周期；

(2)这列波的传播速度；

(3)从波刚传到A开始计时，求Q点第一次出现波峰需要的时间．

【答案】(1)0.2 s　(2)0.2 m/s　(3)0.3 s

【解析】(1)由题意知t1＝(2＋)T＝0.45 s，所以质点振动的周期T＝0.2 s.

(2)由波形图知波的波长λ＝4 cm＝0.04 m，

这列波的传播速度v＝＝ m/s＝0.2 m/s.

(3)Q点第一次出现波峰，需要x＝2 cm处的波峰传播Δx＝6 cm＝0.06 m的距离，所以由Δx＝vt2得Q点第一次出现波峰需要的时间t2＝0.3 s．