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2026年高考物理一轮讲义+练习(湖南专用)第31讲机械波(专项训练)(学生版+解析)
展开 这是一份2026年高考物理一轮讲义+练习(湖南专用)第31讲机械波(专项训练)(学生版+解析),文件包含四川省宣汉中学2025-2026学年高一下学期期中考试数学试题原卷版docx、四川省宣汉中学2025-2026学年高一下学期期中考试数学试题Word版含解析docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共4页, 欢迎下载使用。
目录
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc17943" 01 课标达标练
\l "_Tc22251" 题型01 波的描述与图像
\l "_Tc30632" 题型02 波的多解问题
3 波的干涉和衍射现象 多普勒效应
\l "_Tc20184" 02 核心突破练
\l "_Tc5699" 03 真题溯源练
01波的描述与图像
(2025·浙江·模拟预测)如图所示,将一根长而软的轻质弹簧放置在光滑水平面上,沿着弹簧轴线的方向不断推拉弹簧,形成疏密相间的波沿x轴正方向传播。上图为静止时弹簧各圈的位置,下图为波传播过程中某一时刻弹簧各圈的位置。下列说法正确的是( )
A.此时刻圈3瞬时速度为0
B.此时刻圈8正在向平衡位置方向运动
C.此时刻圈5和9之间距离为半个波长
D.增大推拉弹簧频率,波长减小
【答案】ACD
【详解】A.此时刻圈3处于密部,位移最大,瞬时速度最小为0,故A正确;
B.此时刻圈7处于疏部、9处于平衡位置,根据同侧法可知,8正在向远离平衡位置方向运动,故B错误;
C.此时刻圈5正处于平衡位置,则5和9之间距离为半个波长,故C正确;
D.波速是由介质本身决定的,波速不变,根据v=fλ可知,增大推拉弹簧频率,波长减小,故D正确。
故选ACD。
(2025·广东·模拟预测)一根粗细均匀的绳子,右侧固定,使左侧的S点上下振动,产生一列向右传播的机械波,某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是( )
A.此时质点A的加速度方向向上
B.波的传播速度逐渐减小
C.S点振动的频率逐渐增大
D.A点起振方向向上
【答案】C
【详解】A.质点围绕平衡位置做机械振动时,加速度方向始终指向平衡位置,故此时质点A的加速度方向向下,故A错误;
B.波的传播速度由介质决定,介质一定则波速不变,故B错误;
C.由某时刻的波形图可知,S点振动产生的机械波的波长逐渐减小
根据f=vλ可知,振动的频率逐渐增大,故C正确;
D.机械波向右传播,绳子上波形末端的质点根据“同侧法”可知质点向下振动,因此波源的起振方向向下,波上各质点做受迫振动,因此A点起振方向向下,故D错误。
故选C。
(2025·山东·模拟预测)图甲为一列简谐横波在t=1.5s时的波形图,P、Q、M、N是介质中的4个质点。图乙为质点M的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.质点M的平衡位置位于x=3.2m处
C.t=3.5s至t=4.5s时间内质点P的加速度变大
D.t=1.5s至t=2.5s时间内质点P和Q通过的路程相等
【答案】AC
【详解】A.由图乙质点M的振动图像可知,t=1.5s时M点向上振动,根据“上坡下,下坡上”判断波的传播方向方法,结合图甲波形图,可知该波沿x轴负方向传播,A正确。
B.从图乙振动图像中可看出M点在t=1.5s时处于平衡位置上方y=Asin45∘=22A
再结合图甲波形图,λ2+λ6=8m
解得λ=12m
可知质点M的平衡位置位于x=8m−3λ8=3.5m处,B错误。
C.t=3.5s至t=4.5s时间内,即从t=1.5s时刻再经过2s到3s时间内,质点P从平衡位置向下向远离平衡位置方向运动,根据简谐运动加速度a=−kxm(k为回复力系数,x为偏离平衡位置的位移,m为质点质量),可知质点P的加速度变大,C正确。
D.t=1.5s至t=2.5s时间内,即经过T4,t=1.5s时刻因质点Q不在平衡位置,则路程并不等于振幅A,而质点P从平衡位置开始振动,路程为A,则D错误。
故选AC。
(2025·重庆北碚·模拟预测)图1为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0m处的质点, Q是平衡位置在x=4.0m处的质点;图2为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A.在t=0.10s时,质点Q向y轴正方向运动
B.从t=0.10s到t=0.25s,质点Q通过的路程为25cm
C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了8m
D.在t=0.25s时,质点P的加速度沿y轴正方向
【答案】D
【详解】AC.由图2可知,在t=0.10s时,质点Q向y轴负方向运动,根据波形平移法可知,该波沿x轴负方向传播;由图可知波长为λ=8m,周期为T=0.2s,则波速为v=λT=40m/s
可知从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播的距离为Δx=vΔt=40×0.15m=6m,故AC错误;
B.从t=0.10s到t=0.25s,由于Δt=0.15s=34T,且t=0.10s时,质点Q处于平衡位置,则该段时间内质点Q通过的路程为s=34×4A=3A=30cm,故B错误;
D.波沿x轴负方向传播,由图1可知,t=0.10s时,质点P向上振动,则经过Δt=0.15s=34T
即在t=0.25s时,质点P处于平衡位置下方,则此时质点P的加速度沿y轴正方向,故D正确。
故选D。
(2025·湖南长沙·模拟预测)有一列简谐波沿x轴正方向传播,波源位于坐标原点,t=0时刻波源位于平衡位置且开始向y轴正方向运动,做简谐运动的周期T=4s,t=4s后波源停止运动,在t=5s时的简谐波波形图如图所示,x=20m处的质点M刚开始振动,质点N刚好停止运动,质点P的位移为yP=−5cm,关于此列简谐波,下列说法正确的是( )
A.质点M起振方向为y轴负方向
B.此列简谐波的波速为v=4m/s
C.质点P的回到平衡位置的所需的时间为13s
D.质点N的平衡位置的坐标为xN=4m
【答案】BD
【详解】A.因为该列机械波向x轴的正方向传播,因为机械波向右传播,t=5s时,质点M开始从平衡位置向正方向运动,故A错误;
B.根据v=ΔxΔt=205m/s=4m/s
又因为周期T=4s,则波长为λ=vT=16m,故B正确;
C.因为yP=−5cm=−A2,质点P先向下运动到负方向振幅位置再回到平衡位置,所用时间为Δt=T6+T4=512T=53s,故C错误;
D.由图可知xN=20m−λ=4m,故D正确。
故选BD。
(2025·广东·三模)医生用超声波检测仪向人体内发射超声波(简谐横波),如图甲所示,探头处质点的振动图像如图乙所示。超声波在人体组织中的传播速度大小v=1500m/s。
(1)求超声波的频率f和波长λ;
(2)若超声波到达某器官后反射回探头,总用时Δt=2×10−5s,求该器官到探头的距离d。
【答案】(1)f=2.5×105Hz,λ=6×10−3m
(2)d=1.5×10−2m
【详解】(1)由图乙可知周期为T=4×10−6s
则超声波的频率为f=1T=14×10−6Hz=2.5×105Hz
根据λ=vT
代入数据解得波长为λ=6×10−3m
(2)超声波往返的总路程为s=2d
又s=vΔt
联立解得该器官到探头的距离为d=1.5×10−2m
(2025·辽宁·模拟预测)一波源位于x轴上的坐标原点O,其垂直x轴方向做简谐振动的图像如图所示,若在均匀介质中形成简谐波,则T时刻的波形图为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】AB.位于坐标原点O的波源振动形成沿x轴正方向和负方向传播的波形图应关于y轴对称,故AB错误;
CD.根据振动图像可知,在T时刻波源振动方向沿y轴正方向,故C正确,D错误。
故选C。
(2025·山东威海·三模)一列横波沿x轴正方向传播,波源位于坐标原点。t=0时刻波源开始振动,t=2 s时,波刚好传播到x=4 m处的P点,波形图如图所示。x=8 m处质点的振动图像为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【详解】t=2 s时,波刚好传播到x=4 m处的P点,则波速v=xt=2m/s
波传播到x=8 m处质点所用时间t'=x'v=4s
波沿x轴正方向传播,可判断P点起振时从平衡位置向上振动,则x=8 m处质点的在4s开始从平衡位置向上振动,故振动图像为A图像。
故选A。
(2025·河北·模拟预测)图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1m处的质点,Q是平衡位置为x=4m处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则下列说法正确的是( )
A.波沿x轴负方向传播
B.波速为20m/s
C.x=6m处质点的振动方程y=10cs10πt+πcm
D.t=0.225s时,质点P的加速度为正向最大
【答案】AD
【详解】A.由图乙可知,0.10s时Q点向上振动,由同侧法结合图甲可知波沿x轴负方向传播,故A正确;
B.图甲可知波长为8m,图乙可知周期为0.20s,则波速v=λT=80.2m/s=40m/s
故B错误;
C.因为0.10s时半个周期,图甲可知0时刻x=6m处质点处于波峰位置,且振幅A=10cm,故x=6m处质点的振动方程y=Acsωt=Acs2πTt=10cs10πtcm
故C错误;
D.图甲中波谷传到P点时间为t0=Δxv=6−140s=0.125s
因为t=t0+0.10s=0.225s
可知t=0.225s时,质点P的处于波谷位置,加速度为正向最大,故D正确。
故选AD。
02波的多解问题
(2025·黑龙江哈尔滨·二模)一列沿x轴负方向传播的简谐横波t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.5s时刻的波形如图中虚线所示。关于这列波,下列说法正确的是( )
A.波长为4cmB.周期一定为23s
C.频率可能为2HzD.波速可能为0.28m/s
【答案】D
【详解】A.由题图可知,波长为8cm,故A错误;
BCD.简谐横波沿x轴负方向传播,根据波的平移知识,则有Δt=(n+34)T=0.5s n=0,1,2,⋯⋯
可得T=24n+3s n=0,1,2,⋯⋯
当n=0时,可得周期为T=23s
则频率为f=1T=1.5Hz
波速为v=λT=0.0823m/s=0.12m/s
当n=1时,可得周期为T1=27s
则频率为f1=1T=3.5Hz
波速为v1=λT=0.0827m/s=0.28m/s
由上分析可知频率不可能为2Hz,故BC错误,D正确。
故选D。
(2024·陕西西安·模拟预测)平静的湖面上漂浮着浮子A和浮子B,两个浮子距离不超过3m。一条大鱼在两浮子连线的延长线上某位置(如图甲所示)翻起频率稳定的波浪。当水波刚传播到A浮子时波形图如图乙所示,从该时刻开始计时,A、B浮子的振动图像如图丙所示,求:
(1)该水波传播的速度大小,及图乙所示时刻P点的运动方向;
(2)A、B两浮子间可能的距离。
【答案】(1)1.25m/s,图乙所示时刻P点沿y轴负方向运动
(2)0.25m,1.25m,2.25m
【详解】(1)根据图乙、图丙可知,该波波长λ=1.0m,周期T=0.8s,故波速v=λT=
同侧法可知,图乙所示时刻P点沿y轴负方向运动;
(2)图丙可知,浮子A开始浮动时,浮子B已在波峰,故波从浮子B传到浮子A的时间,满足t=nT+14T(n=0,1,2,3...)
当n=0时,波从浮子B传到浮子A的时间t0=0.2s
则AB距离x0=vt0=0.25m
当n=1时,波从浮子B传到浮子A的时间t1=1.0s
则AB距离x1=vt1=1.25m
当n=2时,波从浮子B传到浮子A的时间t2=1.8s
则AB距离x2=vt2=2.25m
(2025·广东·模拟预测)一列简谐横波在某均匀介质中的传播速度为4m/s,介质中两质点P、Q的振动图像如图所示,t=0时刻P、Q间仅有一个波峰。下列说法正确的是( )
A.该波的波长为16mB.0∼3s内Q的位移为−10cm
C.P位于平衡位置时,Q一定位于波峰D.P、Q的平衡位置间距可能为12m
【答案】ABD
【详解】A.周期T=4s,该简谐横波的波长为λ=vT=16m,故A正确;
B.由Q的振动图可知0∼3s内Q的位移为−10cm,故B正确;
C.由P、Q振动图像可知,P位于平衡位置时,Q可能位于波谷也可能位于波峰,故C错误;
D.由图可知P、Q的平衡位置间距可能为34λ=12m,故D正确。
故选ABD。
(2024·广东惠州·模拟预测)如图所示,一列简谐横波向右传播,A、B两质点的平衡位置相距0.4m。当A质点运动到平衡位置上方最大位移处时,B质点刚好运动到平衡位置下方最大位移处,则这列波的波长可能是( )
A.0.16mB.0.20mC.0.24mD.0.40m
【答案】A
【详解】当A质点运动到平衡位置上方最大位移处时,B质点刚好运动到平衡位置下方最大位移处,考虑周期性,则波长λ满足
0.4m=n+12λ
解得波长
λ=0.82n+1m(n=0,1,2,3,...)
则当n=2时,波长
λ=0.16m
故选A。
(2025·河北·模拟预测)如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图实线所示,在t=0.4s时刻的波形如图虚线所示。求:
(1)若波沿x轴负方向传播,求波的传播速度大小v;
(2)若波的周期大于0.4s,写出x=0处的质点的振动方程。
【答案】(1)7.5n+5m/s(n=0、1、2、3……)
(2)①若波沿x轴正方向传播,x=0处的质点的振动方程y=10sin5π3t+πcm
②若波沿x轴负方向传播,x=0处的质点的振动方程y=10sin10π3tcm
【详解】(1)由图象可知该间谐波的波长为λ=3m
若波沿x轴负方向传播,从t=0到t=0.4s内,波传播的距离满足周期性,即波的传播距离为Δx=23λ+nλm=2+3nm
其中n=0、1、2、3……
所以波的传播速度大小为v=ΔxΔt=2+3n0.4m/s=10+15n2m/s=7.5n+5m/s
其中n=0、1、2、3……
(2)若波的周期大于0.4s,说明0.4s内波传播的距离小于1个波长,分两种传播方向进行讨论:
若波沿x轴正方向传播,传播距离为Δx=1m=13λ
对应时间为t=13T
所以T=1.2s
x=0处的质点的振动方程为y=Asinωt+πcm
由图可知A=10cm
又因为ω=2πT=5π3
联立解得y=10sin5π3t+πcm
同理可得若波沿x轴负方向传播,传播距离应为Δx=2m=23λ
对应时间为t=23T
所以T=0.6s
x=0处的质点的振动方程为y=10sinωtcm
因为ω=2πT=10π3
联立解得y=10sin10π3tcm
(2025·广东·二模)沿x轴传播的一列简谐横波,在t=2s时刻的波形图像如图甲所示,在x轴上距离原点3m处的质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播
B.每经过1s时间,质点P运动的路程为0.8m
C.该波以3m/s的速度传播
D.该波遇到尺寸为90m的障碍物会发生明显衍射现象
【答案】C
【详解】A.由图乙可知t=2s时质点P在平衡位置向y轴负方向振动,结合图甲可知该波沿x轴负方向传播,故A错误;
B.由图乙可知周期T=2s
则t=1s=12T
每经过1s时间,质点P运动的路程为s=2A=2×0.2m=0.4m
故B错误;
C.由图甲可知波长λ=6m
该波传播速度v=λT=62m/s=3m/s
故C正确;
D.发生明显衍射的条件是光的波长大于或等于障碍物的大小,故D错误。
故选C。
03波的干涉和衍射现象 多普勒效应
(2025·湖南郴州·三模)生活中常见“蜻蜓点水”的现象,某同学观察到平静的湖水面上蜻蜓点水后水面开始上下做简谐运动,经过0.2s,距离点水处0.4m处的树叶开始振动,以该时刻为计时起点,该片树叶的振动图像如图所示,则( )
A.该机械波的传播速度为1m/s
B.该机械波的波长为0.8m
C.经过0.4s,该树叶传到距离点水处0.8m处
D.该机械波遇到0.4m的小孔可发生明显的衍射现象
【答案】BD
【详解】A.经过0.2s,距离点水处0.4m处的树叶开始振动,机械波的波速v=st=2m/s
故A错误;
B.图像可知该机械波的周期T=0.4s,该机械波的波长为λ=vT=0.8m
故B正确;
C.机械波中,振动质点不会随波迁移,故C错误;
D.因为波长大于0.4m,当机械波的波长大于障碍物或者小孔的尺寸时,可以发生明显的衍射现象,故D正确。
故选BD。
(2024·辽宁沈阳·三模)平衡位置位于坐标原点的波源M沿y轴方向做周期为2s的简谐运动,产生的简谐波沿x轴传播。t=0时刻波的图像如图中实线所示,此时M恰好运动到正向最大位移处。下列说法正确的是( )
A.由波源M振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时,不能发生衍射
B.t=0时刻质点P正沿y轴正向运动
C.在t=76s时刻,质点P偏离平衡位置的位移为2.5cm,且沿y轴正向运动
D.从t=0时刻开始,经过196s质点Q位于波峰
【答案】CD
【详解】A.由波源M振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时,能发生衍射,可能只是衍射现象不明显,故A错误;
B.根据“同侧法”可知, t=0时刻质点P正沿y轴负向运动,故B错误;
C.简谐波的圆频率为
ω=2πT=π(rad/s) x轴负半轴的波向左传播,t=0时刻质点P在平衡位置向下振动,则质点P的振动方程为
y=5sin(ωt−π)=5sin(πt−π)(cm)
在t=76s时刻,质点P偏离平衡位置的位移为
y=5sin(π×76−π)=2.5cm
由于
T21m
解得n=0或1
即xab=14λ或54λ
当波的传播方向为b到a时,xab=34λ+nλ,n=0,1,2...,λ>1m
解得n=0或1
即xab=34λ或74λ
同时t=0时,a处于平衡位置,b处于波谷位置,结合图像可知AD符合;
故选AD。
3(2025·云南·高考真题)如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。t=0时刻,波源开始振动产生简谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。t=1.5s和t=2.5s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示,则( )
A.波速为2.5m/s
B.波源的平衡位置距离P点1.5m
C.t=1.0s时,波源处于平衡位置且向下运动
D.t=5.5s时,平衡位置在P、Q处的两质点位移相同
【答案】D
【详解】A.根据波形可知λ=4m,12T=2.5s−1.5s
可得T=2s
故波速为v=λT=2m/s
故A错误;
B.设波源的平衡位置距离P点距离为x0,根据左侧t=1.5s时的波形可知2+x0v=1.5s
解得x0=1m
故B错误;
C.根据左侧实线波形结合同侧法可知波源刚开始的振动方向向下,由于t=1.0s=12T,故可知此时波源处于平衡位置且向上运动,故C错误;
D.由于x0=1m,可知波源的平衡位置距离Q点距离为x1=3m
故波传到PQ两点的时间分别为t0=x0v=0.5s,t1=x1v=1.5s
故t=5.5s时,平衡位置在P、Q处的两质点已经振动的时间分别为t0'=5.5s−0.5s=52T,t1'=5.5s−1.5s=2T
由于波源刚开始向下振动,故t=5.5s时,P处质点处于平衡位置向上振动,Q处质点处于平衡位置向下振动,故此时平衡位置在P、Q处的两质点位移相同。
故D正确。
故选D。
4(2025·广西·高考真题)某乐器发出频率为两倍关系的两个纯音(简谐声波),其波形叠加后呈现一种周期性变化。图甲和图乙分别为同一时刻两列简谐声波单独沿x正方向传播的波形图,图中的坐标原点位于同一质点处,声速为340m/s。
(1)从图中读出这两列波的波长。
(2)该时刻这两列波叠加,分别求x=0和x=0.375m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移。
(3)求这两列波叠加后的周期。
【答案】(1)λ1=0.5m,λ2=1m
(2)2μm,−22μm
(3)1340s
【详解】(1)根据波长的定义及两列波的波动图可知λ1=0.5m,λ2=1m;
(2)由波动图可知在x=0m处两列波均处于波峰处,x=0处的质点位移x1=A+A=2μm
在x=375m处,对于第一列波有x=0.375m=34λ1
对于第二列波有x=0.375m=38λ2
在x=375m处质点的位移x2=0+Acs38×2π=−22μm
(3)对于第一列波有T1=λ1v=0.5340s=1680s
对于第二列波有T2=λ2v=1340s=2T1
这两列波叠加后的周期1340s
5(2025·安徽·高考真题)如图,某同学演示波动实验,将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上,弹簧上系有一个标记物,在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧,形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是( )
A.弹簧上形成的波是横波
B.推、拉弹簧的周期越小,波长越长
C.标记物振动的速度就是机械波传播的速度
D.标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量
【答案】D
【详解】A.弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行是纵波,故A错误;
B.同一介质中,波的传播速度相同,则波的传播速度不变,推、拉弹簧的周期越小,波的周期越小,由公式λ=vT可知,波长越短,故B错误;
C.标记物振动的速度反应的是标志物在平衡位置附近往复运动的快慢,机械波的传播速度是波在介质中的传播速度,二者不是同一个速度,故C错误;
D.标记物由静止开始振动,说明它获得了能量,这是因为机械波使得能量传递给标记物,则标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量,故D正确。
故选D。
6(2025·山东·高考真题)均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波,振幅均为2cm,波速均为1m/s,M、N为介质中的质点。t=0时刻的波形图如图所示,M、N的位移均为1cm。下列说法正确的是( )
A.甲波的周期为6sB.乙波的波长为6m
C.t=6s时,M向y轴正方向运动D.t=6s时,N向y轴负方向运动
【答案】BD
【详解】A.根据题图可知甲波的波长λ甲=4m
根据λ甲=vT甲
可得T甲=4s
A错误;
B.设N左边在平衡位置的质点与N质点平衡位置的距离为x,根据题图结合1cm=2sinxλ乙4×π2(cm)
又6m−2m−2x=λ乙2
可得x=0.5m,λ乙=6m
B正确;
C.t=6s时即经过T甲+T甲2,结合同侧法可知M向y轴负方向运动,C错误;
D.同理根据λ乙=vT乙
可得T乙=6s
根据同侧法可知t=0时N向y轴负方向运动,t=6s时即经过时间T乙,N仍向y轴负方向运动,D正确。
故选BD。
7(2024·浙江·高考真题)频率相同的简谐波源S1、S2,和接收点M位于同一平面内,S1、S2到M的距离之差为6m。t=0时S1,S2,同时垂直平面开始振动,M点的振动图像如图所示,则( )
A.两列波的波长为2mB.两列波的起振方向均沿x正方向
C.S1和S2,在平面内不能产生干涉现象D.两列波的振幅分别为3cm和1cm
【答案】B
【详解】根据图像可知时M点开始向上振动,故此时一列波传播到M点,起振方向向上,时波形开始改变,说明另一列波传播到M点,此时两列波平衡位置都传到M点,第一列波使M点向下振动,之后振幅减小,则此时M点振动减弱,可知第二列波使M点向上振动。
A.S1、S2到M的距离之差为6m,由图可知两列波传到M点的时间差为,根据可得波速为
故波长为
故A错误;
B.根据前面分析可知两列波刚传到M点时均使M点向上振动,故两列波的起振方向均沿x正方向,故B正确;
C.两列波频率相等,在平面内能产生干涉现象,故C错误;
D.由和时的位移知第一列的振幅为3cm,,第二列波的振幅为
故D错误。
故选B。
8.(2024·湖南·高考真题)如图,健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向左呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距,时刻A点位于波谷,B点位于波峰,两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
A.波长为B.波速为
C.时刻,B点速度为0D.时刻,A点速度为0
【答案】D
【详解】A.如图根据题意可知
解得
故A错误;
B.波源的振动频率为
故波速为
故B错误;
C.质点的振动周期为,因为,故B点在运动到平衡位置,位移为0,速度最大,故C错误;
D.,故A点在运动到波峰,位移最大,速度为0,故D正确。
故选D。
9.(2024·江西·高考真题)如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,入射波为连续的正弦信号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是( )
A.振动减弱;B.振动加强;
C.振动减弱;D.振动加强;
【答案】A
【详解】根据反射信号图像可知,超声波的传播周期为
又波速v=6300m/s,则超声波在机翼材料中的波长
结合题图可知,两个反射信号传播到探头处的时间差为
故两个反射信号的路程差
解得
两个反射信号在探头处振动减弱,A正确。
故选A。
10.(2024·广东·高考真题)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为,时的波形如图所示。时,处的质点相对平衡位置的位移为( )
A.0B.C.D.
【答案】B
【详解】由图可知简谐波的波长为,所以周期为
当t=1s时,x=1.5m处的质点运动半个周期到达波峰处,故相对平衡位置的位移为0.1m。
故选B。
11.(2024·安徽·高考真题)某仪器发射甲、乙两列横波,在同一均匀介质中相向传播,波速v大小相等。某时刻的波形图如图所示,则这两列横波( )
A.在处开始相遇B.在处开始相遇
C.波峰在处相遇D.波峰在处相遇
【答案】C
【详解】AB.由题意可知两列波的波速相同,所以相同时间内传播的的距离相同,故两列横波在处开始相遇,故AB错误;
CD.甲波峰的坐标为,乙波峰的坐标为,由于两列波的波速相同,所以波峰在
处相遇,故C正确,D错误。
故选C。
12.(2024·江苏·高考真题)如图所示,水面上有O、A、B三点共线,OA=2AB,时刻在O点的水面给一个扰动,t1时刻A开始振动,则B振动的时刻为( )
A.t1B.C.2t1D.
【答案】B
【详解】机械波的波速不变,设OA=2AB=2L,故可得
可得
故可得B振动的时刻为
故选B。
13.(2024·重庆·高考真题)一列沿x轴传播的简谐波,在某时刻的波形图如图甲所示,一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示,若该波的波长大于3米。则( )
A.最小波长
B.频率
C.最大波速
D.从该时刻开始2s内该质点运动的路程为
【答案】BD
【详解】B.根据乙图写出平衡位置与坐标原点距离为3m米的质点的振动方程
y = sin(ωt+φ)
带入点(0,)和(2,0)解得
,
可得
T = 2.4s,
故B正确;
A.在题图甲中标出位移为的质点
若波沿x轴正方向传播则为Q点,沿x轴负方向传播则为P点,则波长可能为
,即λ = 18m
或,即λ′ = 9m
故A错误;
C.根据,可得
v = 7.5m/s,v′ = 3.75m/s
故C错误;
D.根据题图乙计算该质点在2s内运动的路程为
故D正确。
故选BD。
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