95机械波的特性（原卷版）-2024高考一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲第9章机械振动和机械波第9.5讲机械波的特性【知识点精讲】1．波的叠加几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是重叠的区域里，任一个质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和。2．波的干涉和衍射波的衍射和波的干涉的比较内容定义现象可观察到现象的条件相同点波的衍射波可以绕过障碍物继续传播的现象波能偏离直线而传到直线传播以外的空间缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者小于波长衍射和干涉是波特有的现象波的干涉频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且加强和减弱的区域相间分布的现象振动强弱相间的区域，某些区域总是加强，某些区域总是减弱两列波的频率相同、相位差恒定3.多普勒效应(1)条件：声源和观察者之间有相对运动。(2)现象：观察者感到频率发生变化。(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化。4．惠更斯原理(1)内容：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。【来源：y.coj*y.co*m】(2)应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而确定波的传播方向。【方法归纳】一波的干涉理解1．干涉图样及其特点(1)干涉图样：如图所示(2)特点①加强区和减弱区的位置固定不变。②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)③加强区与减弱区互相间隔(3)振动加强点和减弱点①加强点：振动的振幅等于两列波振幅之和，A＝A1＋A2。②减弱点：振动的振幅等于两列波振幅之差，A＝|A1－A2|。2．加强点和减弱点的理解(1)若两列波在某处引起的位移方向相同，合位移变大，则此点为加强点，相反，若两列波在某处引起的位移方向相反，合位移变小，则此点为减弱点。(2)波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点。(3)当两个相干波源的振动步调一致时，到两个波源的距离之差Δs＝nλ(n为整数)处是加强区，Δs＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n为整数)处是减弱区。(4)若振幅变大，则振动加强，若振幅变小，则振动减弱。二多普勒效应理解与应用1．多普勒效应的特点(1)发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，只是观察者接收到的频率发生了变化。(2)当波源和观察者之间的距离减小时，观察者接收到的频率升高，当波源和观察者之间的距离增大时，观察者接收到的频率降低。2．多普勒效应的应用根据声波的多普勒效应可以测定车辆行驶的速度；根据光波的多普勒效应可以测定遥远天体相对地球的运行速度。【最新高考题精练】1.（2021年1月浙江选考）两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.12s，下列说法正确的是A.简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24mB.简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48sC.绳上各点均做振幅相同的简谐运动D.两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是0.48m2.（5分）（2020高考全国理综I）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有__________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度相同E．天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化3.（2019全国理综III卷34）（1）（5分）水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．不同质点的振幅都相同B．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化4.（2018年4月浙江选考）两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿+x和x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴。某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点。下列判断正确的是()A.质点a的振幅为2A B.质点b始终静止不动C.图示时刻质点c的位移为0 D.图示时刻质点d的振动方向沿-y5.（5分）(2017·全国理综I卷·34·1)如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1（0,4）和S2（0,2），两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示，两列波的波速均为1.00m/s。两列波从波源传播到点A（8，2）的路程差为________m，两列波引起的点B（4,1）处质点的振动相互_______（填“加强”或“减弱”）点C（0,0.5）处质点的振动相互_____(填“加强”或“减弱”。)6.（2017海南高考）（8分）从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示。两列波的波速均为10m/s。求：（i）质点P、O开始振动的时刻之差；（ii）再经过半个周期后，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标。【最新模拟题精练】1.(2023河北临考信息卷)同一均匀介质中有两个振源M、N，分别位于x轴上的（7m，0）和（10m，0）处。取振源M开始振动时为0时刻时M、N之间的波形如图所示。下列说法正确的是A．时，坐标原点O处的质点正在经过平衡位置向上振动B．时，坐标原点O处的质点的位移为10cmC．稳定时，坐标原点O处的质点的振幅为50cmD．稳定时，振源M、N之间有16个振动加强点2.（2023湖北高考冲刺模拟）如图所示，、是虚线两端的两个波源，它们的振动周期都为T，振幅都为A，某时刻发出的波恰好传到C，同一时刻发出的波恰好传到D，且，图中只画出了此时刻两列波在D、C之间部分的叠加波形，、D间和、C间波形没有画出，下列说法正确的是（）A.D、B、C三点始终在平衡位置B.两个波源在B是振动加强点，其振幅为2AC.两个波源的起振方向相反D.再经过，D、C间的波形为一条直线3.（2023浙江杭州学军中学质检）如图所示是两列频率相同的水波相遇某时刻的情形，M、N为波源，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a、b、c、d为水中的四个质点，下列说法正确的是（）A.质点d仍可能会上下振动B.质点a经过一段时间后到达质点b此时所在位置C.由此时刻经过个周期，质点c正向下通过平衡位置D.此时质点a所在的水波最高点正向质点b此时所在位置移动4.（2023浙江杭州名校联考）如图所示，在同种均匀介质中有两波源S1和S2相距3m，频率均为2Hz，以S1为原点建立如图所示的坐标系，时波源S1从平衡位置开始垂直纸面向上做简谐运动，所激发的横波向四周传播。时波源S2也开始垂直纸面向上做简谐运动，在时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则（）A.波的传播速度为3m/s B.虚线为振动加强区C.时波谷与波谷相遇的点共有2个 D.经过1.0s后S1和S2连线上有2个振动减弱的位置5.（2023湖南新高考教研联盟第二次联考）如图，x轴上、为波源，先后起振分别沿x轴正向和负向激发甲、乙两列简谐横波，经过一段时间后甲乙两列简谐波各自传播了个波长，此时的波形曲线如图所示，两波在该介质中的传播速度均为。下列说法正确的是（）A.乙波的周期为2.4sB.甲波单独传播时，若遇到尺寸为20cm的障碍物不能发生明显的衍射现象C.平衡位置在处的质点振动始终加强D.从图示时刻起（不包含该时刻），再经过第一次出现介质质点偏离平衡位置的位移为16cm6.(多选)(2022北京人大附中模拟)消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声,如图所示为某种可以用来削弱高速气流产生的噪声的消声器。一列声波沿水平管道自左向右传播,到达a处时分成上下两束波,这两束声波沿虚线路径传播,在b处相遇时可削弱噪声。设在a处分开的两束波经上下方管道到达b处的波程差为δ,这一列声波的波长为λ。关于此消声器,下列说法正确的是()A.消除噪声利用了波的衍射原理B.消除噪声利用了波的干涉原理C.要尽量消除噪声,应满足δ=nλ(n=0,1,2,3,…)D.要尽量消除噪声,应满足δ=λ2+nλ(n=0,1,2,3,…7..（2023浙江杭州名校联考）两列简谐横波沿x轴相向传播，时刻的波形图如图所示，实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，已知两列波的传播速度大小均为，则下列说法正确的是（）A.两列波相遇后会发生干涉现象B.虚线波遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象C.处质点的位移最先达到D.当时处的质点位移为10cm8.（2023湖北武汉部分重点高中高二联考）如图为水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），的振幅，的振幅，则下列说法正确的是（）A.处在A、D连线上的质点不一定都是振动加强点B.质点A、D在该时刻的高度差为7cmC.某时刻质点D的位移可能为零D.再过半个周期，质点B、C是振动加强点9.（2023重庆沙家坝重点中学质检）某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（）A.降噪过程实际上是声波发生了干涉 B.降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音C.降噪声波与环境噪声的传播速度不相等 D.P点经过一个周期传播的距离为一个波长10.（2023山东潍坊三校联考）有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向相互垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，e、g是a、d连线上的两点，其中e为连线的中点，则（）A.在a、d处的质点振动减弱，b、c处的质点振动加强B.从图示时刻经过半个周期，e处的质点通过的路程为2AC.从图示时刻经过半个周期，g处的质点加速向平衡位置运动D.从图示时刻经过四分之一周期，d处的质点振幅恰好为零11．（2023山东枣庄高二期末）如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是（）A．女同学从A向B运动过程中，她听到的哨声音调变低B．女同学从E向D运动过程中，她听到的哨声音调变高C．女同学在点C向右运动时，她听到的哨声音调不变D．女同学在点C向左运动时，她听到的哨声音调变低12.（2022河南南阳一中质检）下列物理现象，说法正确的是（）A.闻其声而不见其人，是波的共振现象B.环绕发声的双股音叉绕一圈，听到声音忽强忽弱，是波的干涉现象C.夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色，是因为光沿直线传播D.当正在鸣笛的火车急驶而来时，我们听到汽笛声音调变高，这是多普勒效应现象E.看立体电影时戴上特质的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，是利用光的偏振现象13.（2022江苏第二次百校大联考）关于声音的产生和传播,下列