2025届高考物理一轮复习专题训练 机械波

这是一份2025届高考物理一轮复习专题训练 机械波，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践.关于超声波及应用，下列说法中正确的是( )
A.在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度
B.超声波的频率越高衍射本领越强
C.高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪
D.“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回波的频率低于其发射的超声波的频率
2．两列横波在同种介质中相遇时某一时刻的情况如图所示，发生干涉现象，实线表示波峰，虚线表示波谷，则( )
A.两列横波的频率一定相等
B.N点一定总是处于静止状态
C.N点到两波源的距离一定相等
D.四分之一个周期后M点的瞬时速度为0
3．在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a.时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动.时的波形如图所示.下列说法正确的是( )
A.时，质点沿y轴负方向运动B.时，质点的速度最大
C.时，质点和相位相同D.该列绳波的波速为
4．如图所示，将一根粗绳AB和一根细绳BC连接在一起，在粗绳左端A处持续稳定地抖动，振动沿绳子向另一端传播形成波。则该波在两段绳传播的过程中( )
A.波长相同B.频率相同C.波速相同D.都是纵波
5．如图甲所示，简谐横波在均匀介质中以10m/s的速度向右传播，P、Q是传播方向上的两个质点，其平衡位置间距为10m，当波刚传播到质点P开始计时，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.简谐横波的波长为0.4m
B.时，P、Q间有两个波峰
C.时，P、Q间有两个波谷
D.0～3s内质点Q通过的路程为2m
6．车载雷达系统可以发出激光和超声波信号，其中( )
A.仅激光是横波B.激光与超声波都是横波
C.仅超声波是横波D.激光与超声波都不是横波
7．公路上的雷达测速仪的工作原理是利用( )
A.波的反射和多普勒效应B.波的干涉和多普勒效应
C.波的干涉和波的反射D.波的反射和共振
8．水袖是中国古典舞中用于表达和抒发情感的常用技巧，舞者的手有规律地振动并传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”般的美感，这一过程其实就是机械波的传播。如图所示，时刻一简谐横波沿x轴正方向恰好传播到的质点A处，时波恰好传播到的质点P处。下列说法正确的是( )
A.波的周期是0.4sB.波的传播速度是
C.0~0.4s内质点A通过的路程为1.6mD.时，质点A向y轴正方向运动
9．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
10．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，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B.声波的波长
C.两声波的振幅之比为3:1D.两声波的振幅之比为2:1
11．渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物.声波在水中传播速度为1500 m/s，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是( )
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中，波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
12．如图所示，相距10 m的A、B两个相干波源同时开始振动，其振动方程分别为，波速均为10 m/s，其中O为A、B中点，BC为以O为圆心的四分之一圆弧，CD水平，则空间中各点稳定振动后在BCD上振幅为1 m的点的个数为( )
A.12B.10C.8D.6
二、多选题
13．下列关于波的干涉和衍射的说法中，正确的是( )
A.两列波在相遇的区域内，一定能发生干涉现象
B.只有频率相同的两列波叠加时，才可能发生干涉现象
C.只要是波都能发生衍射，衍射是波特有的现象
D.波长比障碍物或孔的宽度大得多时，衍射不明显
14．如图所示，某同学用两个发声频率均为512赫兹的蜂鸣器做声波的干涉实验，两个蜂鸣器相距约为1米，闭合开关S使两个蜂鸣器同时发声。已知声音在空气中的传播速度约为340m/s，下列说法正确的是( )
A.两蜂鸣器的音量一定要相同，才可能发生干涉现象
B.两蜂鸣器的音调一定要相同，才可能发生干涉现象
C.绕两蜂鸣器走一圈，听到声音忽强忽弱主要是因为发生干涉现象
D.该同学远离蜂鸣器运动过程中，听到的声音频率高于512Hz
15．光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片.为提高投影精细图的能力，通常在光刻胶和投影物镜之间填充液体提高分辨率.若填充液体的折射率为1.6.当不加液体时光刻胶的曝光波长为180 nm，则填充液体后( )
A.紫外线进入液体后波长变短
B.传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来
C.紫外线在液体中比在空气中更容易观察到明显的衍射现象，能提高分辨率
D.在液体中的曝光波长为112.5 nm
三、填空题
16．一简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示。在一次地震中，地震波中的横波和纵波传播速率分别为和，震源在地震仪下方，观察到两振子开始振动的时间相差，则________（选填“P”或“H”）振子先开始振动，震源距地震仪距离为________。
17．如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图，该波的波速为，图中A是传播方向上的一个质点，用T表示该波的周期，则时刻质点________处于波峰处；在时间内，质点A的加速度________变大。（均选填“一定”或“不一定”）
四、计算题
18．一列简谐横波传播的图像如图所示，波速，求：
（1）该简谐横波的传播周期T；
（2）质点P在内的路程L。
参考答案
1．答案：C
解析：A.在同种介质中，超声波的传播速度与次声波的速度一样，A错误；B.超声波的频率越高，波长越短，越不容易发生衍射，B错误；C.高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明超声波的频率小于所接收波的频率，根据多普勒效应，接收到的频率变高，说明此时车正在靠近测速仪，C正确；D.用超声波测血液流速，超声波迎着血液流动方向发射，血液流速越快，仪器接收到的反射回波的频率越高，D错误。故选C。
2．答案：A
B.NA.发生干涉现象的两列波频率完全相同，所以两列横波的频率一定相等，故A正确；B.N点是振动减弱点，两列波的振幅如果不同，N点不是总处于静止状态，故B错误；C.N点是振动减弱点，如果两波源的振动相位差为0，则N点到两波源的距离是半波长的奇数倍，故C错误；D.四分之一个周期后M点振动到平衡位置，振动速度最大，故D错误。故选A。
3．答案：D
解析：时的波形图如题图所示，绳波向右传播，根据微平移法可知，弹性绳上质点一开始的起振方向沿y轴正方向，则时，质点沿y轴正方向运动，A错误；时，质点位于波峰位置，加速度最大，速度最小，B错误；时，质点的相位，质点的相位，C错误；由波速公式可知，D正确.
4．答案：B
解析：ABC.根据题意，频率由波源决定，而波速取决于介质，波长既和介质有关，也和波源有关，所以该波在两段绳传播的过程中频率相同，而波速和波长不相同，故AC错误，B正确；D.由于传播方向与振动方向垂直，所以绳波为横波，故D错误。故选B。
5．答案：D
解析：A.由图知，周期，波长为，故A错误;B.时，质点Q由平衡位置开始向y轴正方向运动，质点P处于平衡位置向y轴负方向运动，它们之间有三个波峰、两个波谷，故B错误;C.时，质点Q由平衡位置开始向y轴负方向运动，质点P处于平衡位置向y轴正方向运动，它们之间有三个波谷、两个波峰，故C错误;D.波传到Q需要时间1s，则0~3s内质点Q振动，通过的路程，故D正确。故选D。
6．答案：A
解析：车载雷达系统发出的激光是电磁波是横波，超声波一般来说在气体和液体传播时为纵波。故选A。
7．答案：A
解析：雷达测速主要是利用多普勒效应，当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率，如此根据频率的改变数值，即可计算出目标与雷达的相对速度，A正确，BCD错误。故选A。
8．答案：C
解析：波的传播速度，B错误；由波形图知波长，则波的周期，A错误；由波形图知波的振幅，，则质点A通过的路程，C正确；根据波的传播方向与质点振动方向的关系，可知时质点A向y轴负方向运动，经过2个周期，时质点A仍向y轴负方向运动，D错误。
9．答案：A
解析：机械波在介质中的传播速度由介质决定，所以声波在空气中和水中传播时的波速不同；各个质点的振动周期和频率由波源决定，等于波源的振动周期和频率，同一波源产生的波的周期和频率相同；根据公式可知波长不同，A正确.
10．答案：C
解析：设声波在A、B管中的振幅分别为.
A、B管等长：声波从A管和B管到O点的波程差为0.
A管拉长15 cm：声波到O点第一次探测到声波强度最小，则此时的波程差为.
根据题意可知，解得，A、B错误；根据题中声波强度的关系有，解得，C正确，D错误.
11．答案：B
解析：两列波发生干涉的条件是：①频率相同，②具有恒定的相位差，③振动方向平行.被反射回来的波的振动方向可能与发出的波振动方向不平行，不一定能发生干涉现象，A错误.波由一种介质传播到另一种介质中时，频率不变，传播速度会发生变化，根据可知波长会发生变化，B正确.波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔尺寸比波的波长小，或者是和波长接近.由题中数据结合，得出波长为，被探测物尺寸为1 m，被探测物尺寸远大于波长，不能发生明显的衍射现象，C错误.根据多普勒效应可知，观察者和波源之间有相对速度，则接收到的波的频率会发生变化，D错误.
12．答案：C
解析：由振动方程可知两波源的振动步调相反，所以振幅为1 m的点到A、B两点的距离差等于波长的整数倍，由题意可得点到两波源的波程差为，所以DC上到A、B两点的波程差分别为的三个点为振动减弱点，B、C圆弧上到A、B两点的波程差分别为的五个点为振动减弱点，则BCD上振幅为1 m的点的个数为8个，C正确.
13．答案：BC
解析：AB.两列波在相遇的区域内，发生稳定的干涉现象的条件是：两列波的频率相同，振动方向相同，且相位差恒定，因此只有频率相同的两列波叠加时，才可能发生干涉现象，A错误，B正确；C.一切波都能发生衍射，因此只要是波都能发生衍射，衍射是波特有的现象，C正确；D.产生明显衍射现象的条件是：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小。因此波长比障碍物或孔的宽度大得多时，衍射明显，D错误。故选BC。
14．答案：BC
解析：AB.产生干涉的条件是波源的频率相同，故A项错误，B项正确；C.绕两蜂鸣器走一圈，由于两蜂鸣器均为512赫兹，所以会产生干涉，那么将会听到声音忽强忽弱。C项正确；D.该同学远离蜂鸣器运动过程中，根据多普勒效应可知听到的声音频率低于512Hz，故D项错误。故选BC。
15．答案：AD
解析：紫外线进入液体频率不变，传播速度变慢，则波长变短，故A正确；设传播距离为L，在真空中的传播时间，在液体中的传播时间，故B错误；因紫外线在液体中的波长变短，由产生明显衍射现象的条件可知，波长变短更不容易观察到明显的衍射现象，故C错误；紫外线在液体中的曝光波长，故D正确.
16．答案：P;34
解析：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，故填：P
根据
解得
故填34。
17．答案：不一定，一定
解析：若波沿x轴正向传播，则经过，质点A位于波峰；若波沿x轴负向传播，则经过，质点A位于波谷；则时刻质点不一定处于波峰处；
在时间内，质点A从平衡位置向波峰或者波谷振动，则质点的加速度一定变大。
18．答案：（1）4s（2）0.8m
解析：（1）由公式
解得
（2）因为

解得