2024版新教材高考物理复习特训卷考点47机械波

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点47机械波，共7页。试卷主要包含了2 s，某时刻的波形如图．则等内容，欢迎下载使用。

[2023·湖北武汉江岸区3月模拟]如图所示，a、b、c、d是一简谐横波上的质点，某时刻a、d位于平衡位置且相距为9 m，c在波谷，该波的波速为2 m/s.若此时a经平衡位置向上振动，则( )
A．此波向右传播
B．b点振动周期为3 s
C．c点运动速度大小为2 m/s
D．此波在a、d两点之间传播需3 s
2.
[2023·辽宁沈阳一模]某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上．手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示．下列说法中正确的是( )
A．此时刻质点P向上运动
B．手的起振方向向上
C．手振动的频率逐渐增大
D．波的传播速度不变
3.
(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，波的周期为0.2 s，某时刻的波形如图．则( )
A．该波的波长为8 m
B．该波的波速为50 m/s
C．该时刻质点P向y轴负方向运动
D．该时刻质点Q向y轴负方向运动
4.
[2023·重庆高三一诊]在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是( )
A．波1速度比波2速度大
B．相对于同一障碍物，波2比波1更容易发生衍射现象
C．这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象
D．这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率相同
5.
[2023·北京怀柔区模拟]如图所示的是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，Q是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是( )
A．此时能观察到波明显的衍射现象
B．挡板前后波纹间距不相等
C．如果将孔AB扩大，还可观察到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象
6.
[2023·广东湛江模拟]如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是( )
A．提高波源频率
B．降低波源频率
C．增加波源距桥墩的距离
D．减小波源距桥墩的距离
7．[2022·浙江1月](多选)两列振幅相等、波长均为λ、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t＝0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距λ，则( )
A．t＝ eq \f(T,4) 时，波形如图2甲所示
B．t＝ eq \f(T,2) 时，波形如图2乙所示
C．t＝ eq \f(3T,4) 时，波形如图2丙所示
D．t＝T时，波形如图2丁所示
8．[2023·辽宁沈阳三模]两根材质不同、长度相等的细绳在O点连接，拉直后放在光滑水平地板上，以O为坐标原点，沿绳方向为x轴，水平面内垂直x轴方向为y轴，建立直角坐标系．甲乙两名同学分别在绳的两端A、B以相同频率同时振动，绳上形成两列振幅分别为15 cm、30 cm的相向传播的绳波，经过一个周期后，从两端各自形成一个完整的波形，各点坐标如图所示．波在传播过程中各点的平衡位置保持不变．已知B点形成的机械波在BO中传播的速度为6 m/s，则下列说法正确的是( )
A．A、B两点振动方向始终相反
B．A点形成的机械波在左侧绳中传播速度为4 m/s
C．两列波形成的第一个波峰在O点相遇
D．经过足够长时间，O点振幅为15 cm
9.
[2023·天津南开区三模](多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点处，从t＝0时开始向上振动，如图所示是简谐横波在t＝0.3 s时的部分波动图像，a、b、c是波传播方向上的质点，横坐标分别为0.1 m、0.2 m、0.3 m．下列说法正确的是( )
A．a、c质点的位移大小始终相等
B．波的传播周期可能为 eq \f(2,25) s
C．波源的振动方程可能为y＝10sin 5πt(cm)
D．在0～0.2 s内，波源通过的最小路程为40 cm
10．[2023·上海嘉定二模]甲、乙两同学分别用手抓住绳子一端然后各自手持绳端上下振动，某一时刻形成的波形图如图所示，若甲同学的振动频率为f1，乙同学的振动频率为f2，则( )
A．f1>f2，甲的起振方向向上
B．f1>f2，乙的起振方向向上
C．f1D．f111.
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极大的点，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．
12．均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和xB＝16 cm.某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v＝20 cm/s，波长大于20 cm，振幅为y＝1 cm，且传播时无衰减．t＝0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔Δt＝0.6 s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同．已知在t1时刻(t1>0)，质点A位于波峰．求：
(1)从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；
(2)t1时刻质点B偏离平衡位置的位移．
考点47 机械波——练基础
1．答案：B
解析：此时a经平衡位置向上振动，根据“上下坡法”可知，波是向左传播的，A错误；由图可知，这列波的波长为λ＝ eq \f(2,3)xad＝6 m，波的周期为T＝ eq \f(λ,v)＝3 s，B正确；c点在波谷，所以此时c点运动速度大小为0，C错误；此波在a、d两点之间传播所需时间t＝ eq \f(xad,v)＝4.5 s，D错误．
2．答案：D
解析：波向右传播，则此时刻质点P向下运动，A错误；此时刻，刚开始运动的质点向下运动，则波源的起振方向向下，B错误；波长逐渐增大，而波速由介质决定是不变的，由T＝ eq \f(λ,v)周期逐渐增大，根据f＝ eq \f(1,T)可知频率逐渐减小，C错误，D正确．
3．答案：AC
解析：由波形图可知，波长为8 m，A正确；根据公式v＝ eq \f(λ,T)，代入数据解得v＝40 m/s，B错误；由题意知，该波沿x轴正方向传播，根据“上下坡”法可知该时刻质点P向y轴负方向运动，该时刻质点Q向y轴正方向运动，C正确，D错误．
4．答案：C
解析：两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同，A错误；由图读出声波1和声波2波长之比为λ1∶λ2＝2∶1，波长越长，波动性越强，所以相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象，B错误；由v＝λf，得到两波频率之比为f1∶f2＝1∶2，据两列波发生干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象，C正确；由多普勒效应可知当观察者靠近波源时，接收到的波的频率大于从声源发出时的频率；当远离波源运动时，接收到的波的频率小于从声源发出时的频率，D错误．
5．答案：A
解析：发生明显衍射现象的条件是：小孔尺寸要比波长小或者和波长相差不多，所以此时能观察到明显的衍射现象，A正确；波穿过小孔后传播速度不变，频率不变，故波长不变，所以挡板前后波纹间距相等，B错误；如果将孔AB扩大，衍射现象将不明显，C错误；如果孔的大小不变，使波源振动频率增大，则波长变短，衍射现象不明显，D错误．
6．答案：B
解析：波能否发生明显的衍射现象，取决于波长与障碍物尺寸的大小关系．频率减小时，波长增大，波可能发生明显衍射，B正确，A错误；改变桥墩距波源的距离，波长不会变化，C、D错误．
7．答案：BD
解析：经过 eq \f(T,4)两列波还未相遇，又波在传播过程中，波形保持不变，故选项A错误；经过 eq \f(1,2)T两列波向前传播的距离均为 eq \f(1,2)λ，两列波的波前端刚好相遇，故选项B正确；经过 eq \f(3,4)T两列波向前传播的距离均为 eq \f(3,4)λ，根据波的叠加原理可知，在两列波之间 eq \f(λ,4)～ eq \f(3λ,4)的区域为两列波的振动加强区域，处于 eq \f(λ,2)处的质点向下的位移为2A，故选项C错误；经过T两列波完全相遇，根据叠加原理，所有质点的位移均为零，故选项D正确．
8．答案：B
解析：由上下坡法可知，此时A、B、C、D都在向上振动，振动方向相同，A错误；两列波的频率相同，则周期相同，波传播的周期为T＝ eq \f(λ,v)＝ eq \f(12－6,6)s＝1 s，则A点形成的机械波在左侧绳中传播速度为v′＝ eq \f(λ′,T)＝ eq \f(－8－（－12）,1) m/s＝4 m/s，B正确；A点形成的第一个波峰到达O点的时间为t1＝ eq \f(xAO,v′)＝3 s，B点形成的第一个波峰到达O点的时间为t2＝ eq \f(xBO,v)＝2 s，到达O点所用时间不同，则两列波形成的第一个波峰不在O点相遇；A、B的振动传播到O点的时间差为一个周期，所以O点是振动加强点，振幅不等于15 cm，C、D错误．
9．答案：ABC
解析：简谐横波的波长为λ＝0.4 m，a、c两质点平衡位置间的距离为0.2 m，即 eq \f(λ,2)；根据波的传播规律可知，a、c两质点的位移总是等大反向，A正确．t＝0时波源在坐标原点处向上振动，t＝0.3 s时波源正好位于波谷，有nT＋ eq \f(3,4)T＝0.3 s(n＝0，1，2，…)，可得波的传播周期T＝ eq \f(6,20n＋15)s(n＝0，1，2，…)，当n＝3时T＝ eq \f(2,25)s，B正确．结合B选项分析和题述，可知波源的振动方程为y＝10sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(20n＋15,3)))πt(cm)(n＝0，1，2，…)，n＝0时，y＝10sin 5πt(cm)，C正确．波的振动周期越大，相同时间内，质点通过的路程越小，波的周期最大值为0.4 s，在0～0.2 s内，波源通过的最小路程为20 cm，D错误．
10．答案：D
解析：机械波在介质中传播的速度取决于介质，所以两列波的波速相等；由题图可以看出，甲波的波长大于乙，根据f＝ eq \f(v,λ)知甲的频率低，乙频率高，即f111．答案：(1) eq \f(1,4)l (2) eq \f(fl,4)
解析：(1)如图，设距c点最近的振幅极大的点为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s，波长为λ.
则r2－r1＝λ ①
由几何关系有r1＝l－s ②
r eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ＝(r1sin 60°)2＋(l－r1cs 60°)2 ③
联立①②③式并代入数据得λ＝ eq \f(1,4)l ④
(2)波的频率为f，设波的传播速度为v，有v＝fλ ⑤
联立④⑤式得v＝ eq \f(fl,4).
12．答案：(1)0.8 s (2)－0.5 cm
解析：(1)因为波长大于20 cm，所以波的周期T＝ eq \f(λ,v)>1.0 s
由题可知，波的周期是T＝2Δt＝1.2 s
波的波长λ＝vT＝24 cm
在t1时刻(t1>0)，质点A位于波峰．因为A、B距离小于一个波长，B到波峰最快也是A的波峰传过去，所以从t1时刻开始，质点B运动到波峰所需要的最少时间t1＝ eq \f(xAB,v)＝0.8 s.
(2)在t1时刻(t1>0)，由题意可知，此时图像的函数是y＝cs eq \f(π,12)x(cm)
t1时刻质点B偏离平衡位置的位移yB＝cs eq \f(π,12)xB(cm)＝－0.5 cm.