最新版高考物理【一轮复习】精品讲义练习资料 (22)

这是一份最新版高考物理【一轮复习】精品讲义练习资料 (22)，共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．已知一列机械波在一水平绳上匀速传播，则以下说法正确的是( )
A．绳子上任意一点做受迫振动的周期相同
B．绳子上任意一点在四分之一周期内通过的路程为一个振幅
C．绳子上相距一个波长的两点振动情况是相反的
D．绳子上质点随波发生迁移
答案 A
解析 机械波在绳子上传播时，各个质点做受迫振动的周期相同，故A正确；绳子上的质点处于平衡位置、波峰或波谷时，在四分之一周期内通过的路程才为一个振幅，故B错误；绳子上相距一个波长的两点振动情况是相同的，故C错误；绳子上质点并不随波发生迁移，故D错误。
2．下列关于波的说法正确的是( )
A．两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或比波长小时，波才能发生衍射
D．当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低
答案 D
解析 只有两列频率相同，相位差恒定的波叠加才会出现稳定的干涉图样，故A错误；在干涉图样中，振动加强区域的质点，只是振幅变大，其位移随时间周期性变化；振动减弱区域的质点，只是振幅变小，其位移随时间周期性变化，故B错误；衍射是波的特有属性，在任何条件下波都会发生衍射，只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或比波长小时，波才会发生明显的衍射现象，故C错误；根据多普勒效应，当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，故D正确。
3．(2023·溧水高级中学月考)某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳置于水平面上，软绳一端固定，用手握住软绳一端将软绳水平拉直后，沿水平面垂直软绳方向抖动后，观察到如图所示的甲、乙两个绳波。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是( )
A．甲的振幅比乙的大
B．甲的周期比乙的大
C．甲的形成时间比乙早
D．甲的起振方向与乙相同
答案 B
解析 由题图可知甲的振幅比乙的小，A错误；甲、乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，甲的波长比乙的大，根据v＝eq \f(λ,T)，可知甲的周期大于乙的周期，B正确；乙的形成时间比甲的早，C错误；甲的起振方向向下，乙的起振方向向上，D错误。
4．(2022·上海松江区期末)如图所示，一列简谐横波向左传播，振幅为A，某时刻介质中质点a的位移为eq \f(A,2)，经eq \f(1,4)周期，质点a位于平衡位置的( )
A．上方，且位移大于eq \f(A,2)
B．上方，且位移小于eq \f(A,2)
C．下方，且位移大于eq \f(A,2)
D．下方，且位移小于eq \f(A,2)
答案 A
解析 由于简谐横波向左传播，经过eq \f(1,4)周期后，波形如图中虚线所示，
则可知质点a位于平衡位置的上方，且位移大于eq \f(A,2)，故A正确。
5.如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是( )
A．0.60 m B．0.20 m
C．0.15 m D．0.10 m
答案 D
解析 由题意可知，P位于波峰时，Q位于波谷，故两点平衡位置间距0.15 m＝eq \f(λ,2)＋nλ
(n＝0,1,2，…)，所以波长λ＝eq \f(0.30,1＋2n) m(n＝0,1,2，…)，当n＝0时，λ＝0.30 m；当n＝1时，λ＝0.10 m，故选项D正确。
6．(2022·衢州市高二期末)如图是两列周期为0.2 s、振幅为5 cm的同种横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，弧AB与CD的间距为1 m，E为AC、BD连线的交点。则下列说法正确的是( )
A．两列波遇到宽为3 m的障碍物，不会发生衍射现象
B．两列波的波速大小均为5 m/s
C．E点为振动减弱点
D．E点在1 s内运动的路程为2 m
答案 D
解析 衍射现象是一切波所特有的现象，两列波遇到宽为3 m的障碍物，会发生衍射现象，A错误；弧AB与CD的间距为1 m，则这两列波的波长λ＝2 m，根据波速公式得v＝eq \f(λ,T)＝10 m/s，B错误；由题图可知，两列波的波峰能同时到达E点，所以该点为振动加强点，C错误；E点为振动加强点，其振幅为10 cm，则1 s内运动的路程为s＝eq \f(1,0.2)×4×0.1 m＝2 m，D正确。
7．(2022·海安高级中学期末)如图甲所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，在t＝0时刻刚好传到坐标原点，如图乙为介质中某一质点M的振动图像。下列说法正确的是( )
A．质点M平衡位置的坐标xM＝－4 m
B．质点M平衡位置的坐标xM＝12 m
C．质点M在0～7 s时间内的路程s＝70 cm
D．质点M在0～7 s时间内的路程s＝10 cm
答案 A
解析 由题图甲可知，波长λ＝8 m，由题图乙可知，振动周期T＝4 s，因此波速v＝eq \f(λ,T)＝2 m/s，由于t＝2 s时M点开始振动，因此质点M平衡位置的坐标xM＝－vt＝－4 m，A正确，B错误；由于在前2 s时间内，M点静止不动，因此在7 s内的路程s＝5A＝50 cm，C、D错误。
8．(2023·绵阳江油中学高二月考)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法错误的是( )
A．波速为6 m/s
B．频率为1.5 Hz
C．t＝1 s时，平衡位置为x＝1 m处的质点位于波峰
D．t＝2 s时，平衡位置为x＝2 m处的质点经过平衡位置
答案 C
解析 根据波形平移的特点可知，速度为v＝eq \f(Δx,t)＝eq \f(3,0.5) m/s＝6 m/s，A正确，不符合题意；根据波形图可知，波长为λ＝4 m，则有f＝eq \f(v,λ)＝eq \f(6,4) Hz＝1.5 Hz，B正确，不符合题意；该简谐波的周期T＝eq \f(1,f)＝eq \f(2,3) s，t＝0时平衡位置为x＝1 m处的质点位于波峰，经t＝1 s，即经过1.5个周期，平衡位置为x＝1 m处的质点位于波谷，C错误，符合题意；由于Δt＝2 s＝3T，即再经过3个周期，质点仍在原来位置，所以t＝2 s时，平衡位置为x＝2 m处的质点经过平衡位置，D正确，不符合题意。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．(2022·聊城一中段考)如图所示，有一人在河边钓鱼，浮标位于A点，S为在水面上沿竖直方向振动的波源，M、N是水面上的两块固定挡板，两板中间有一狭缝。波源S的振动引起其浮标上下振动，下列说法正确的是( )
A．减小波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响
B．增大波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响
C．减小波源的振动频率，衍射现象更明显
D．增大波源的振动频率，衍射现象更明显
答案 AC
解析 减小波源的振幅，位于A点的浮标做受迫振动的振幅相应减小，故可以减小波源S的振动对浮标的影响，A正确，B错误；减小波源的振动频率，由λ＝eq \f(v,f)可知，波长变大，衍射现象更明显，C正确，D错误。
10．(2022·抚州市期末)一列简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两个质点。波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示，则( )
A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向
B．该波从P传到Q的最短时间为2 s
C．该波波长的最大值为15 m
D．该波的传播速度可能为eq \f(5,4) m/s
答案 AC
解析 根据y－t图像的斜率表示速度，知质点Q的起振方向沿y轴正方向，故A正确；由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由图可知，周期T＝6 s，质点Q的振动图像向左平移4 s后与P的振动图像重合，意味着Q比P振动最少滞后了4 s，即波从质点P传到Q的时间Δt至少为4 s，由周期性可知，该波从P传到Q的时间Δt＝(4＋6n)s (n＝0、1、2、3、…)，即Δt＝4 s,10 s，16 s，…，不可能为2 s，故B错误；由v＝eq \f(Δx,Δt)＝eq \f(10,6n＋4) m/s(n＝0、1、2、3、…)可知，该波的传播速度不可能为eq \f(5,4) m/s，由λ＝vT知当波速为2.5 m/s时，波长的最大值为
15 m，故C正确，D错误。
11．(2021·山东卷)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处质点的振动图像，可能正确的是( )
答案 AC
解析 若机械波沿x轴正方向传播，在t1＝2 s时O点振动方向竖直向上，则传播时间Δt＝t2－t1＝3 s，
满足Δt＝eq \f(3,4)T＋nT(n＝0,1,2,3，…)
解得T＝eq \f(12,4n＋3) s(n＝0,1,2,3，…)
当n＝0时，解得周期T＝4 s
A正确，B错误；
若机械波沿x轴负方向传播，t2＝5 s时O点处于波谷，则Δt＝eq \f(1,4)T＋nT(n＝0,1,2,3，…)
解得T＝eq \f(12,4n＋1) s(n＝0,1,2,3，…)
当n＝0时，解得周期T＝12 s
C正确，D错误。
12．(2022·浙江高二期中)如图所示，图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线，经过0.5 s，其波形如图中的虚线所示，该波的周期T大于0.5 s，下列说法正确的是( )
A．如果这列波往左传播，这列波的周期为2 s
B．如果这列波往左传播，这列波的传播速度为0.36 m/s
C．如果这列波往右传播，碰到尺寸为20 cm的障碍物，能发生明显衍射现象
D．如果这列波往右传播，碰到频率为eq \f(2,3) Hz的简谐横波能够发生干涉现象
答案 AC
解析 由题图知，该波的波长λ＝24 cm，由于该波的周期T大于0.5 s，则波在0.5 s内传播的距离小于一个波长。如果波向左传播，由图像得波传播的距离为Δx＝eq \f(1,4)λ＝6 cm＝0.06 m，故波速为v＝eq \f(Δx,Δt)＝eq \f(0.06,0.5) m/s＝0.12 m/s，T＝eq \f(λ,v)＝eq \f(0.24,0.12) s＝2 s，选项A正确，B错误；如果波向右传播，由图像得波传播的距离为Δx′＝eq \f(3,4)λ＝18 cm＝0.18 m，故波速为v′＝eq \f(Δx′,Δt)＝eq \f(0.18,0.5) m/s＝0.36 m/s，周期T′＝eq \f(λ,v′)＝eq \f(0.24,0.36) s＝eq \f(2,3) s，f′＝eq \f(1,T′)＝1.5 Hz，只有频率相同的简谐波才能发生干涉现象，选项D错误；因该波的波长为24 cm，如果这列波往右传播，碰到尺寸为20 cm的障碍物，能发生明显衍射现象，选项C正确。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．(8分)在利用发波水槽得到水面波形的实验中：
(1)下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的________现象，b图样是水面波的________现象。
(2)如图所示，用实线表示波峰、虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10 cm，波速和波长分别为1 m/s和0.2 m，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向________ (选填“向上”或“向下”)，从图示时刻再经过0.25 s时，A点经过的路程为________ cm。
答案 (1)衍射 干涉 (2)向下 100(每空2分)
解析 (1)波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图a说明波发生了明显的衍射现象。频率相同的两列波相遇时，当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故图b是发生了干涉现象。
(2) B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C处于平衡位置，经过四分之一周期，波谷传播到该点，知图示时刻C点的振动方向向下。
波的周期T＝eq \f(λ,v)＝eq \f(0.2,1) s＝0.2 s，质点在一个周期内振动经过的路程等于4倍的振幅，经过
0.25 s时，A点经过的路程等于5倍的振幅，A点是振动加强点，振幅为20 cm，则s＝100 cm。
14．(8分)一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.07 s时刻的波的图像如图甲所示，图乙是质点A的振动图像，由题可知该波的传播方向沿x轴________(填“正”或“负”)方向，该波的传播速度为________ m/s，t＝0.07 s时刻质点A偏离平衡位置的位移为________ cm，A点的横坐标为x＝________ m。
答案 负 100 10eq \r(2) 9(每空2分)
解析 由质点A的振动图像可知，质点A在t＝0.07 s时刻速度沿y轴负方向，由同侧法可知该波的传播方向沿x轴负方向；由题图甲可知该波的波长为λ＝8 m，由题图乙可知该波的周期为T＝8×10－2 s，可得波速为v＝eq \f(λ,T)＝100 m/s
由题图乙可知质点A的振动方程为
y＝20sin (25πt－π) cm
当t＝0.07 s时y＝10eq \r(2) cm
由质点A的振动方程可知质点A再次到达平衡位置的时刻为t＝0.08 s，由于波沿x轴负方向传播，可知x＝8 m处质点再次到达平衡位置的时刻为t′＝0.09 s
时间差为Δt＝0.01 s
则波传播的距离Δx＝v·Δt＝1 m
可得A点的横坐标为8 m＋Δx＝9 m。
15．(10分)在一个无限大的薄平面弹性介质中建立如图所示的Ox轴，现使O点垂直介质平面(沿y轴方向)做简谐运动，于是沿Ox轴形成简谐波，轴上质点N的平衡位置为x＝5 m，从O点开始振动计时，经过0.5 s振动传播到质点M时的波形如图所示，求：
(1)O点振动后传播到质点N的时间；
(2)质点N开始振动时，O点已通过的路程；
(3)画出质点N从t＝2.5 s开始计时的振动图像。
答案 (1)2.5 s (2)80 cm (3)见解析图
解析 (1)由图可知，eq \f(λ,2)＝1 m，则波长λ＝2 m，由题分析可知T＝1 s(1分)
波速v＝eq \f(λ,T)＝2 m/s(1分)
振动传播到质点N经历的时间为
t＝eq \f(x,v)＝2.5 s(2分)
(2)由题图可知，振幅A＝8 cm，质点N开始振动时，O点已通过的路程为s＝eq \f(t,T)×4A＝80 cm(3分)
(3)振动图像如图所示。(3分)
16．(10分)一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅最大的点，其中距c最近的点到c的距离为eq \f(3,8)l。求：
(1)波的波长；
(2)波的传播速度大小。
答案 (1)eq \f(1,4)l (2)eq \f(1,4)fl
解析 (1)如图，设距c点最近的振幅最大的点为d点，a与d的距离为r1，b与d的距离为r2，d与c的距离为eq \f(3,8)l，波长为λ，
则r2－r1＝λ①(2分)
由几何关系有r1＝l－eq \f(3,8)l＝eq \f(5,8)l②(2分)
r22＝(r1sin 60°)2＋(l－r1cs 60°)2③(2分)
联立①②③式并代入题给数据得λ＝eq \f(1,4)l④(1分)
(2)波的频率为f，设波的传播速度为v，有v＝fλ⑤(2分)
联立④⑤式得v＝eq \f(1,4)fl。(1分)
17．(12分)(2022·达州市高二期末)如图所示，实线和虚线分别为简谐波在t＝0和t＝0.2 s时的波形图，P点为x＝4 m处质点。求：
(1)若波向x轴正方向传播，波速大小v1；
(2)若质点P在0～0.2 s内运动方向未发生改变，波源的振动周期T；
(3)在(2)情况下波的传播速度大小v2。
答案 (1)(40n＋30)m/s(n＝0,1,2…) (2)0.8 s (3)10 m/s
解析 (1)由题图可知简谐波的波长λ＝8 m
波向x轴正方向传播，则在0.2 s内波传播的距离
x＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n＋\f(3,4)))λ(n＝0,1,2…)(2分)
由波速公式v＝eq \f(x,t)(2分)
解得v1＝(40n＋30) m/s(n＝0,1,2…)(2分)
(2)若质点P在0～0.2 s内运动方向没有发生改变，则0时刻时质点P应向y轴正方向运动，且t＝eq \f(1,4)T(2分)
解得T＝0.8 s(1分)
(3)由波速公式v＝eq \f(λ,T)(2分)
解得v2＝10 m/s。(1分)
18．(12分)(2023·济南市高二月考)有一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于原点O，A、B分别是平衡位置位于x轴上坐标为5 m和9 m的两个质点。在t＝0时刻波刚好传到A点，此时波形图如图所示，在t1＝0.7 s时刻A质点刚好第2次出现波峰，求：
(1)这列波的周期和传播速度的大小；
(2)从t＝0时刻开始计时，B点第2次出现波谷的时刻和这段时间内B点通过的路程。
答案 (1)0.4 s 10 m/s (2)0.9 s 50 cm
解析 (1)A质点开始振动的方向沿y轴负方向，故第二次出现波峰经历的时间
t1＝1eq \f(3,4)T(2分)
解得T＝0.4 s(2分)
由题图知λ＝4 m(2分)
所以v＝eq \f(λ,T)＝10 m/s(2分)
(2)x＝4 m处的波谷传到B点的时间为Δt＝eq \f(x,v)，
所以B点第2次出现波谷的时刻为
t2＝eq \f(x,v)＋T＝0.9 s(2分)
B点通过的路程为
s＝5A＝50 cm。(2分)