适用于新高考新教材2024版高考物理二轮复习专题分层突破练12振动与波（附解析）

这是一份适用于新高考新教材2024版高考物理二轮复习专题分层突破练12振动与波（附解析），共8页。试卷主要包含了6 s时鱼漂P和Q的速度都为0等内容，欢迎下载使用。
1.(2023全国新课标卷)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
2.(2023浙江6月选考)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d=15 cm,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二次方成正比,不计声波在管道中传播的能量损失,则( )
A.声波的波长λ=15 cm
B.声波的波长λ=30 cm
C.两声波的振幅之比为3∶1
D.两声波的振幅之比为2∶1
3.(2023山东济南一模)某同学为了研究水波的传播特点,在水面上放置波源和浮标,两者的间距为L。t=0时刻,波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动,产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波),t1时刻传到浮标处使浮标开始振动,此时波源刚好位于正向最大位移处,波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示,则( )
A.浮标的振动周期为4t1
B.水波的传播速度大小为
C.t1时刻浮标沿y轴负方向运动
D.水波的波长为2L
4.(2023黑龙江大庆二模)有两个钓鱼时所用的不同的鱼漂P和Q分别漂浮于平静水面上的不同位置,平衡时状态均如图甲所示。现因鱼咬钩而使鱼漂P和Q均在竖直方向上做简谐运动,振动图像如图乙所示,以竖直向上为正方向,则下列说法正确的是( )
A.鱼漂P和Q振动形成的水波叠加后会形成干涉图样
B.t=0.6 s时鱼漂P和Q的速度都为0
C.t=1.0 s时鱼漂P和Q的速度方向相同
D.t=1.0 s时鱼漂P和Q的加速度方向相同
5.(多选)(2023全国乙卷改编)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t=0时刻的波形图;P是介质中位于x=2 m处的质点,其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.波速为2 m/s
B.波向左传播
C.x=3 m处的质点在t=7 s时位于平衡位置
D.质点P在0~7 s时间内运动的路程为70 cm
6.(2023湖南郴州三模)有一列简谐横波的波源在O处,某时刻沿x轴正方向传播的振动形式传到20 cm处,此时x轴上10 cm处的质点已振动0.2 s,质点P距离O处80 cm,如图所示,取该时刻为t=0,下列说法正确的是( )
A.质点P开始振动时的速度方向沿y轴正方向
B.波的传播速度为1 m/s
C.经过1.5 s,质点P第一次到达波峰
D.在0~0.1 s时间内,x=10 cm处的质点振动的速度逐渐增大
7.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y0=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。
B组素能提升练
8.(2023山东日照一模)如图所示,一列简谐横波在xOy平面内沿x轴负方向传播,波速为8 m/s,振幅为4 m,M、N是平衡位置相距4 m的两个质点。t=0时刻,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1 s,则下列说法正确的是( )
A.该波的周期为 s
B.从t=0到t=0.5 s,M向左移动了4 m
C.在t=0.5 s时,N的速度也一定为8 m/s
D.从t=0到t=0.5 s,N的路程为4 m
9.(多选)(2022浙江1月选考)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=时,波形如图2甲所示
B.t=时,波形如图2乙所示
C.t=时,波形如图2丙所示
D.t=T时,波形如图2丁所示
10.(多选)(2023山东潍坊一模)M、N两质点分别位于x轴上的xM=0、xN=12 m处,两质点同时开始沿y轴方向做简谐运动,0.5 s后第一次回到各自平衡位置。振动产生的两列波相向传播,某时刻的波形如图所示,一段时间后两列波在M、N之间叠加,下列说法正确的是( )
A.两质点起振方向相同
B.两列波波速均为4 m/s
C.两波叠加后M、N间有5个振动加强点
D.两波叠加后x=3 m处质点的振幅为6 cm
11.如图甲所示,做课间操时,与人耳等高的正前方有两个相隔一定距离的扬声器C、D,某同学最初站立在两扬声器中垂线上M处,N、P、M位于平行于C、D连线的同一直线上。某段时间内C、D两扬声器输出的振动图像如图乙所示,振动周期均为T,实线为C扬声器振动图像,虚线为D扬声器振动图像。若声音在空气中传播速度为v,已知NC=10vT,ND=12vT,PC=10vT,PD=11vT,则这个同学在左右跳动过程中,下列说法正确的是( )
A.在M点听到的声音比在N点听到的声音弱
B.在N点听到的声音比在P点听到的声音强
C.在P点听到的声音比在M点听到的声音强
D.在M点听到的声音和在N点听到的声音一样强
12.(多选)(2023湖南张家界二模)如图甲所示,在x轴上有S1和S2两个波源分别位于x1=-0.2 m和x2=1.2 m处,振动方向与xOy平面垂直并向周围空间(介质分布均匀)传播,波速为v=2 m/s。t=0时刻两波源同时开始振动,图像分别如图乙、丙所示。M为xOy平面内一点,Δr=lMS2-lMS1。下列说法正确的是( )
甲
乙
丙
A.(0.2 m,0)处的质点开始振动方向沿z轴负方向
B.两列波相遇后,(0.6 m,0)处的质点振动加强
C.两列波相遇后,(0.5 m,0)处的质点振动加强
D.若Δr=0.2 m,从两列波在M点相遇开始计时,M点振动方程为z=0.4sin (10πt+π) m
13.(多选)(2023湖南衡阳二模)一列简谐横波沿x轴传播,在t=0.125 s时的波形如图甲所示,M、N、P、Q是介质中的四个质点,已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16 m。图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A.该波的波速为240 m/s
B.该波沿x轴负方向传播
C.质点P的平衡位置位于x=3 m处
D.从t=0.125 s开始,质点Q比质点N早 s回到平衡位置
专题分层突破练12 振动与波
1.A 声波在空气中和水中传播时,频率相同,周期相同,波速不同,波长不同,选项A正确。
2.C 假设沿A管传播的声波的振幅为AA,沿B管传播的声波的振幅为AB,根据题意,解得,选项C正确,D错误;把A管拉长d,在O处第一次探测到声波强度最小,故2d=λ,解得λ=60cm,选项A、B错误。
3.A 根据振动图像可知,波源在0时刻振动,波形经过t1=T传递到浮标处,浮标的振动周期为T=4t1,A正确;波源的振动情况经过t1传到距离为L处的浮标,可知波速大小为v=,B错误;根据虚线图像可知浮标在t1时刻沿y轴正方向运动,C错误;水波的波长为λ=vT=·4t1=4L,D错误。
4.D 两列波的周期不相等,不满足干涉条件,所以不能形成干涉图样,A错误;t=0.6s时,鱼漂P和Q都经过平衡位置,此时它们的速度均为最大值,B错误;t=1.0s时,鱼漂P的速度方向为正,Q的速度方向为负,即方向相反,C错误;t=1.0s时,鱼漂P和Q的位移方向均为负,所以加速度方向均为正,此时两者的加速度方向相同,D正确。
5.ABD 简谐横波沿x轴传播,由题图甲的波形图可知波长λ=4m,振幅A=5cm,由题图乙的振动图像可知周期T=2s,波速v==2m/s,选项A正确。由题图乙可知P在t=0时刻向下振动,由题图甲,根据同侧法(或波形微平移法)可知简谐横波向左传播,选项B正确。t=0时,x=3m处的质点位于波谷,7s=3T+,所以7s时,该质点位于波峰,选项C错误。s=14A=70cm,选项D正确。
6.C 波沿x轴正方向传播,根据波形平移法可知,质点A起振方向沿y轴负方向,各个质点的起振方向均相同,故质点P开始振动时的速度方向沿y轴负方向,A错误;根据题图可知波长为20cm,此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s,则周期为0.4s,可知波的传播速度为v=m/s=0.5m/s,B错误;根据波形图可知,质点P第一次到达波峰经过的时间t=s=1.5s,C正确;在0~0.1s时间内,x=10cm处的质点从平衡位置向波峰位置运动,速度逐渐减小,D错误。
7.答案 (1)0.8 s
(2)-0.5 cm
解析 (1)由题意,若Δt表示一个周期,则波长为0.6×20cm=12cm