高考专区 ：专题十五机械振动机械波应用创新题组

这是一份高考专区 ：专题十五机械振动机械波应用创新题组，共14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。
专题十五　机械振动　机械波
应用创新题组
(时间:60分钟　满分:110分)
一、单项选择题(每小题4分,共24分)
1.(2021河西一模,3)甲图为某简谐机械横波在t=0时刻波的图像,乙图为波的传播方向上某质点的振动图像,下列说法正确的是(　　)

A.该波的波速是25 m/s
B.该波一定沿x轴负方向传播
C.若乙图是质点P的振动图像,则t=0.35 s时,质点Q的坐标为(3 m,-5 cm)
D.若乙图是质点Q的振动图像,则t=0.35 s时,质点P的坐标为(8 m,0 cm)
答案　C　由图甲读出波长λ=4 m,由图乙读出T=0.2 s,所以波速v=λT=20 m/s,故A错误。由题意无法确定波的传播方向,故B错误。若乙图是质点P的振动图像,则波沿x轴负向传播,经0.35 s,即134T,质点Q到达波谷处,故选项C正确。若乙图是质点Q的振动图像,则波沿x轴正向传播,经0.35 s,即134T,质点P到达波谷处,故选项D错误。
2.(2021红桥一模,3)一简谐横波以8 m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示,则(　　)

A.波的周期为2 s
B.x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动
C.x=0处的质点在t=14 s时速度为0
D.x=0处的质点在t=14 s时向y轴负向运动
答案　B　由波的图像知波长λ=4 m,又因为v=8 m/s,所以周期T=λv=48 s=0.5 s,故A错误;由波的传播方向和质点振动方向之间的关系知,在t=0时,x=0处的质点向y轴负向运动,故B正确;质点运动时越接近平衡位置速度越大,在t=14 s=T2时,x=0处的质点正向平衡位置处运动,但还没到达平衡位置处,故其振动速度既不为零也不是最大值,故C错误;经t=14 s=T2时间,质点所在位置与t=0时刻所在位置关于平衡位置对称,且运动方向相反,故D错误。
3.(2021江苏七市4月联考,1)彩超仪向人体发射某频率的超声波,经血管中血流反射,根据波的频率变化可测得血流的速度。这是利用了波的(　　)
A.折射　　　　　　B.干涉
C.衍射　　　　　　D.多普勒效应
答案　D　向人体发射频率已知的超声波,波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法利用了多普勒效应,故选D。
关联知识　多普勒效应的成因分析
(1)接收频率:观察者接收到的波的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。
(2)当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的波的频率变大;当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的波的频率变小。
4.(2021江苏南通海门中学月考,6)一水平长绳上系着一个弹簧和小球,弹簧和小球组成的系统固有频率为2 Hz,现让长绳两端P、Q同时以相同的振幅A上下各振动了一个周期,某时刻长绳上形成的波形如图所示。两列波先后间隔一段时间经过弹簧所在的位置,观察到小球先后出现了两次振动,第一次振动时起振方向向上,且振动并不显著,而第二次则产生了较强烈的振动,则(　　)

A.有1个时刻长绳上会出现振动位移大小为2A的情况
B.由Q振源产生的波在长绳上传播的速度约为4 m/s
C.由P振源产生的波后到达振动系统
D.两列波相遇时,在相遇区域会产生干涉现象
答案　C　由于两列波的波源均只振动了一个周期,所以传播出去的波各含有一个波峰和波谷,当两列波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇时,长绳上均会出现振动位移大小为2A的情况,且由题意可判断两列波频率不相等,所以有2个时刻出现此情况,故A错误。由于小球第一次振动时起振方向向上,根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知,由Q振源产生的波先到达振动系统,由P振源产生的波后到达振动系统;又因为第一次振动并不显著,说明并没有发生共振现象,即Q振源产生的波的频率与2 Hz相差较远,其波速v=λf≠4 m/s,故B错误,C正确。由以上分析可知,P、Q两振源产生的波频率不相等,相遇时在相遇区域不会产生干涉现象,故D错误。
温馨提示　本题考查了波的传播、干涉与共振的综合问题,要知道第二次产生了较强烈的振动,说明发生了共振,P波的频率接近弹簧振子的固有频率。
5.(2022届山东省实验中学模拟,5)水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧,舞者的手有规律的振动传导至袖子上,给人营造出一种“行云流水”的美感,这一过程其实就是机械波的传播。现有一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示。经过0.5 s后的波形如图中的虚线所示。已知波的周期为T,且0.25 s