（江苏专用版）2020版高考物理总复习第十三章第2讲机械波练习（含解析）.docx

第2讲机械波一、单项选择题1.如图所示,向左匀速运动的小车发出频率为f的声波,车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1,车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2,则()A.f1f,f2fB.f1fC.f1f,f2fD.f1f,f2f;而波源相对B远离,所以f2f。2.两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波(如图甲),在相遇的某一时刻(如图乙)两列波“消失”,此时图中a、b质点的振动方向是()A.a向上,b向下B.a向下,b向上C.a、b都静止D.a、b都向上答案B由波的叠加原理知,波在相遇时互不影响地相互通过,通过后各自保持原有的状态继续传播。在图乙所对应的时刻,a的振动是由左行波引起的,b的振动是由右行波引起的,根据波的传播方向和质点的振动方向之间的关系可以判定选项B是正确的。3.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图所示)。在一次地震中,震源在地震仪下方,观察到两振子相差5s开始振动,则()A.P先开始振动,震源距地震仪约36kmB.P先开始振动,震源距地震仪约25kmC.H先开始振动,震源距地震仪约36kmD.H先开始振动,震源距地震仪约25km答案A地震波竖直向上传播时,从振源传过来的纵波激起振子P的振动,且波传过来所需的时间tP=sv纵;从振源传过来的横波激起振子H的振动,且波传过来所需的时间tH=sv横;由于v横v纵,可知tPtH,所以P先振动。又t=tH-tP=5s,可知s36km,故选A。4.一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示,若波传播的速度为10m/s,从此刻起,经0.1s波形图如虚线所示,则()A.这列波沿x轴正方向传播B.t=0时刻质点a沿y轴正方向运动C.x=2m处的质点的位移表达式为y=0.2sin5t(m)D.从t=0时刻开始质点a经0.2s通过的路程为0.4m答案D据x=vt=1m可知这列波沿x轴负方向传播,t=0时刻质点a沿y轴负方向运动,选项A、B错误;由图像知波长为4m,因此周期为0.4s,x=2m处的质点的位移表达式为y=-0.2sin5t(m),从t=0时刻开始质点a经0.2s通过的路程为0.4m,C项错误,D项正确。二、多项选择题5.(2018盐城高三三模)如图所示为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况,实线表示波峰,虚线表示波谷,A点是凸起最高的位置之一,下列判断正确的是()A.此时B点是凹下最低的位置之一B.此时C点是凹下最低的位置之一C.随着时间推移,这个凸起位置沿AB向远处移动D.随着时间推移,这个凸起位置沿AD向远处移动答案AC从图中看到,此时B点是波谷与波谷相遇叠加,所以是凹下最低的位置之一,选项A正确;C、D两点是波峰与波谷相遇,是振动减弱的点,选项B错误;随着时间推移,这个凸起位置沿AB向远处移动,选项C正确,D错误。6.一列简谐横波沿x轴正方向传播,图甲是波传播到x=5m的M点时的波形图,图乙是质点N(x=3m)从此时刻开始计时的振动图像,Q是位于x=10m处的质点。下列说法正确的是()A.这列波的波长是4mB.这列波的传播速度是1.25m/sC.M点以后的各质点开始振动时的方向都沿-y方向D.质点Q经过8s时,第一次到达波峰答案ACD由图甲得波长为4m,故A项正确;由图乙得周期为4s,故波速v=T=1m/s,故B项错误;M点以后各个质点开始振动的方向均与M点开始振动时的方向相同,M点开始振动时沿-y方向,故M点以后的各质点开始振动时的方向都沿-y方向,故C项正确;x=2m处的波峰传到Q点时,质点Q第一次到达波峰,t=xv=8s,故D项正确。三、非选择题7.(2019盐城中学月考)一列简谐波波源的振动图像如图所示,则波源的振动方程y=cm;已知这列波的传播速度为1.5m/s,则该简谐波的波长为m。答案10sin(t+)3解析由题图知A=10cm,T=2s,=2T=rad/s,则波源的振动方程为y=10sin(t+)cm。其波长=vT=3m。8.(2018常州模拟)如图所示,一列简谐波沿x轴传播,实线为t=0时的波形图,此时质点P向y轴负方向运动,虚线为经过0.02s时第一次出现的波形图,则波沿x轴(选填“正”或“负”)方向传播,波速为m/s。答案正0.5解析由于质点P向y轴负方向运动,据图可以判断波沿x轴正方向传播;由于虚线为经过0.02s时第一次出现的波形图,可知0.02s内波向右传播了1cm,因此v=st=0.010.02m/s=0.5m/s。9.(2018南京三模)两列简谐波的振幅都是20cm,传播速度大小相同,实线波的频率为1Hz,沿x轴正方向传播,虚线波沿x轴负方向传播,某时刻两列波在如图所示区域相遇,则在相遇区域(选填“会”或“不会”)发生干涉现象;从图示时刻起再经过0.5s,平衡位置为x=4cm处的质点的位移y=cm。答案不会0解析发生干涉现象的两列波频率必须相同,所以两列波不会发生干涉现象;从图示时刻起再经过0.5s,实线波单独传播时x=4cm处的质点位于平衡位置,虚线波单独传播时x=4cm处的质点也位于平衡位置,据波的叠加原理可知,此时该质点的位移y=0。10.(2015江苏单科)(1)(多选)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比。A.波速变大B.波速不变C.频率变高D.频率不变(2)用2106Hz的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s,则该超声波在结石中的波长是胆汁中的倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短,遇到结石时(选填“容易”或“不容易”)发生衍射。答案(1)BC(2)1.5不容易解析(1)超声波的波速由介质决定,介质不变,则波速不变,B项正确;当鱼群向渔船靠近时,由于多普勒效应,被鱼群反射回来的超声波频率高于波源发出的超声波的频率,C正确。(2)由于波长、波速、频率三者的关系为v=f,而同一超声波在不同介质中传播时频率不变(不发生多普勒效应),则波长之比等于波速之比,所以该超声波在结石中的波长是胆汁中的 22501500=1.5倍。发生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多,或小于波长。因为超声波的波长较短,所以遇到结石时不容易发生衍射。11.(2017南京、盐城一模)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播,波源位于坐标原点,在t=0时刻波源开始振动,在t=3s时刻的波形如图所示。求:(1)该波沿x轴方向传播的速度;(2)07s内x=2m处质点运动的路程。答案(1)1.0m/s(2)50cm解析(1)传播速度v=33m/s=1.0m/s。(2)由图知,34=3m,得=4m,周期T=v=41s=4s,经2s位于x=2m处的质点起振;t=54T=5s;x=2m处质点通过的路程s=544A=50cm。12.(2019运河中学月考)有一列沿水平绳传播的简谐横波,频率为10Hz,振动方向为竖直方向,某时刻,绳上质点P位于平衡位置且向下运动。质点Q的平衡位置在P点右方0.6m处。已知此波向左传播且波速为8m/s。(1)求此列简谐波的波长;(2)画出该时刻P、Q间波形图并标出质点Q的位置。答案(1)0.8m(2)图见解析解析(1)由=vf,解得=0.8m。(2)xPQ=34,波形图如图所示13.(2018徐州高三打靶卷)P、Q是一列简谐横波中的两个质点,它们的平衡位置相距30m,各自的振动图像如图中的实线和虚线所示,且P、Q之间的距离小于一个波长,求:(1)若P比Q离波源近