新教材适用2024版高考物理一轮总复习练习21第七章机械振动与机械波第2讲机械波.docx

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1、第2讲机械波一、选择题(本题共8小题，15题为单选，68题为多选)1(2023重庆巴蜀中学高三阶段练习)汽笛发出雄壮的吼声，轮船像一匹钢铁骏马，斩波劈浪，向远方冲去。轮船鸣笛发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形如图所示。已知声波在空气中传播的速度小于在水中传播的速度，则下列说法正确的是( C )A声波在空气中传播的波长大于在水中传播的波长，声波在空气中传播的波形是aB声波在空气中传播的波长大于在水中传播的波长，声波在空气中传播的波形是bC声波在空气中传播的波长小于在水中传播的波长，声波在空气中传播的波形是aD声波在空气中传播的波长小于在水中传播的波长，声波在空气中传播的波形是b解析波的

2、频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故声波在空气中与在水中传播的频率相同，由于声波在空气中传播的速度小于在水中传播的速度，根据波长与波速、频率之间的关系，可知同一声波在空气中传播的波长比在水中传播的波长小，其波形是波形a，故C正确，ABD错误。2(2023北京模拟预测)如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在t1 s时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是( A )A波沿x轴正方向传播，波速为2 m/sB该波可以与另一列频率为2 Hz的波发生干涉C波在传播过程中遇到100 m尺度的障碍物能发生明显的衍射D某人向着该静止的波源运动时观测到的频率小于0.5 Hz解析由图甲可知

3、，波长4 m，由图乙可知，波的周期T2 s，t1 s时刻质点P向上振动，由同侧法可得波沿x轴正方向传播，波速v2 m/s，故A正确；波的频率为f0.5 Hz，则该波不可以与另一列频率为2 Hz的波发生干涉，故B错误；由A选项可知，该波波长远小于100 m，则波在传播过程中遇到100 m尺度的障碍物不能发生明显的衍射，故C错误；由多普勒效应可知某人向着该静止的波源运动时观测到的频率大于0.5 Hz，故D错误。3(2023福建省龙岩第一中学高三阶段练习)地震后同时产生地震波P波和S波，12月22日在江苏常州市发生4.2级地震，震源深度10千米。镇江等地通过手机或电视提前收到了地震预警信息，告知地震

4、波S波将在十几秒之内到达。地震波S波到达后，感觉建筑物在水平晃动。地震预警是利用P波的波速vP和S波的波速vS不同来实现预警的。下列判断正确的是( B )AS波的波速大于P波的波速BS波是横波C若已知两波到达某地的时间差为t，此地距离震源约为|vPvS|tDP波与S波的频率不同解析由题意可知，地震波S波到达后，感觉建筑物在水平晃动，可知S波是横波，S波的波速小于P波的波速，A错误，B正确；设此地距离震源的距离为s，根据公式可得t，解得s，C错误；由于地震波P波和S波的波源相同，可得P波与S波的频率相同，D错误。4(2023江苏省如东高级中学高三阶段练习)如图甲为一波源的共振曲线，图乙表示该波源

5、在共振状态下的振动形式沿x轴正方向传播过程中形成的机械波在t0时刻的波形曲线，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点，则下列说法正确的是( B )A图甲中，若驱动力周期变大，共振曲线的峰将向频率f小的方向移动B在t2.5 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C质点Q的振动方程为y10sin(10t) cmD从t1 s到t2.5 s，质点P通过的路程为30 cm解析当驱动力频率等于物体的固有频率时产生共振，振幅最大，驱动力周期变大时，物体的固有频率不变，则振动曲线的峰不变，A错误；由图乙可得波长8 m，由图甲可得周期T2 s故波速v4 m/s，根据波沿x轴正方

6、向传播可得t0时，质点P的位移为正，正沿y轴负方向运动，故经过t2.5 s1T，且t2.5 s时，质点P的位移为负，远离平衡位置沿y轴负方向运动，故加速度方向与y轴正方向相同，B正确；设Q质点的振动方程为yAsin ，t0 s时Q位于平衡位置并沿y轴正方向运动，故00，分别代入数据可得y10sin (t) cm，C错误；从t1 s到t2.5 s，即1.5 sT时质点P通过的路程大于3A30 cm，D错误。5(2023湖北高三模拟)图甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是( D )A在t0.10 s时，质点P的速度为零B从t0.10 s到t0.25

7、 s，质点P的路程为10 cmC这列简谐横波沿x轴正方向传播D在t0.25 s时，质点P的加速度沿y轴负方向解析在t0.10 s时，质点P位于平衡位置，速度最大，故A错误；该波的周期为0.2 s，所以从t0.10 s到t0.25 s，质点P振动了个周期，又因为t0.10 s质点P位于平衡位置，所以该段时间内质点P的路程为3倍振幅，即30 cm，故B错误；由图乙可知，t0.10 s时，质点P沿y轴负方向运动，此时质点P应位于波传播方向波形的上坡，所以这列简谐横波沿x轴负方向传播，故C错误；在t0.25 s时，质点P位于波峰，此时其加速度沿y轴负方向，故D正确。6(2023天津市红桥区高三期末)如

8、图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.2 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( AD )A0.4 m B0.2 m C0.1 m D0.08 m解析根据题意得0.2，n0,1,2，当n0时，0.4 m，当n2时，0.08 m，AD正确，BC错误。7(2022浙江1月卷)两列振幅相等、波长均为、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，t0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距，则( BD )At时，波形如图2甲所示Bt时，波形如图2乙所示Ct时，波形如图2丙所示DtT时，波形如图2丁所示解析根据波长和波速

9、的关系式为v，则t时，两列波各向前传播的距离为xvt，故两列波的波前端还未相遇，故A错误；t时，两列波各向前传播的距离为xvt，故两列波的波前端刚好相遇，故B正确；t时，两列波各向前传播的距离为xvt，根据波的叠加原理可知，在两列波之间的区域为两列波的波形波谷相遇，振动加强，处的波谷质点的位移为2A，故C错误；tT时，两列波各向前传播的距离为xvt，两列波的波峰与波谷叠加，位移为零，故D正确。8(2022浙江6月卷)位于x0.25 m的波源p从t0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在t2.0 s时波源停止振动，t2.1 s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置xa1.75 m

10、，质点b的平衡位置xb0.5 m。下列说法正确的是( BD )A沿x轴正负方向传播的波发生干涉Bt0.42 s时，波源的位移为正Ct2.25 s时，质点a沿y轴负方向振动D在0到2 s内，质点b运动总路程是2.55 m解析波从波源发出后，向x轴正负方向传播，向相反方向传播的波不会相遇，不会发生干涉，故A错误；由图可知，波的波长1 m，由题意可知0.1 s内波传播四分之一波长，可得0.1 s，解得T0.4 s。根据同侧法可知，波源的振动方向向上，t0.42 s即Tt0.25 s，即质点a还在继续振动，t2.1 s到t2.25 s经过时间t20.15 s，即t20)，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。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T1.0 s由题可知，波的周期是T2t1.2 s，波的波长vT24 cm。在t1时刻(t10)，质点A位于波峰。因为AB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t10.8 s。(2)在t1时刻(t10)，由题意可知，此时图像的函数是ycosx(cm)，t1时刻质点B偏离平衡位置的位移yBcosxB(cm)0.5 cm。