《备战2021届高考物理一轮复习专题：第二节 机械波练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2021届高考物理一轮复习专题：第二节 机械波练习（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 学生用书 P403(单独成册) (建议用时：40 分钟) 一、选择题 1.(2017高考天津卷)手持较长软绳端点 O 以周期 T 在竖直方向上做简谐运动， 带动绳上 的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图绳上有另一质点 P，且 O、P 的平衡 位置间距为 L.t0 时，O 位于最高点，P 的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正 确的是() A该简谐波是纵波 B该简谐波的最大波长为 2L CtT 8时，P 在平衡位置上方 Dt3T 8 时，P 的速度方向竖直向上 解析： 选 C.由题意知绳上的质点在竖直方向上振动，波水平向右传播，故该波为横波，A 错 误；在 t0 时刻，P 点
2、在如图所示位置时，波长最大，则有1 4L，4L，B 错误；t0 时，P 在平衡位置且向上振动，当 tT 8时，P 在平衡位置上方，C 正确；当 t 3 8T 时，P 处 于从最高点向平衡位置运动过程中，故速度方向向下，D 错误 2(2018高考北京卷)如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q 两质点平衡位置相距 0.15 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() A0.60 mB0.30 m C0.20 mD0.15 m 解析：选 B.由题意，P、Q 两点之间的距离为 2n0.15 m，n0，1，2，故 n 0 时，0.30 m，n1 时，0.1
3、0 m，B 正确，其余选项错误 2 3在 xOy 平面内有一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，波速为 2 m/s，振幅为 A.M、N 是平衡位置相距 2 m 的两个质点，如图所示在 t0 时，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则下列说法错误的是 () A该波的周期为5 3 s B该波的周期为4 3 s C在 t1 3 s 时，N 的速度一定为 2 m/s D从 t0 到 t1 s，M 向右移动了 2 m E从 t1 3 s 到 t2 3 s，M 的动能逐渐增大 解析： 选 ACD.此题宜先画出一个正弦波形图， 再根据题意， 结合
4、周期性标明合适的 M、 N 点，如图所示 由上图可知 M、N 两点平衡位置相距 d n3 4 (n0，1，2，3，)，又因为 T v ， 联立解得 T 4 4n3 s由于周期大于 1 s，即 4 4n3 s1 s，所以 n0，解得 T4 3 s，A 错 误，B 正确；t1 3 s，即 tT 4，波形应该右移 4，N 将处于平衡位置，其振动速度达到最大， 但大小未知，质点振动速度与波速不是同一个概念，此振动速度与传播速度 2 m/s 无关，C 错误；机械波传播的是振动的形式和能量，质点本身并不会随波迁移，D 错误；t1 3 s 和 t 2 3 s 分别对应T 4和 T 2，即波形分别右移 4和
5、2，则 M 从正向最大位移处向平衡位置运动，其 速度从零逐渐增至最大，动能也是如此，E 正确 4.周期为 2.0 s 的简谐横波沿 x 轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点 P 沿 y 轴负方向运动，则该波() 3 A沿 x 轴正方向传播，波速v20 m/s B沿 x 轴正方向传播，波速v10 m/s C沿 x 轴负方向传播，波速v20 m/s D沿 x 轴负方向传播，波速v10 m/s 解析：选 B.质点 P 沿 y 轴负方向运动，根据振动方向与波的传播方向的关系，可判定 该波沿 x 轴正方向传播由波的图象可知20 m，根据v T得波速 v10 m/s.B 正确 5.如图所示，当波源
6、和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍 射下列措施可能使波发生较为明显衍射的是() A增大波源的振动频率B减小波源的振动频率 C增大障碍物的长度D减小障碍物的长度 E波源远离障碍物运动 解析：选 BDE.不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，只要增大波长可 满足题目要求由v f 知，v不变，减小 f，增大，故 A、C 错，B、D 对；波源远离障碍 物将产生多普勒效应，等效于增大波长，故 E 对 6.在均匀介质中坐标原点 O 处有一波源做简谐运动， 其表达式为 y5sin 2 t(m)， 它在介 质中形成的简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻波刚好传播到 x12 m
7、 处，波形图象如图所 示，则() A此后再经 6 s 该波传播到 x24 m 处 BM 点在此后第 3 s 末的振动方向沿 y 轴正方向 C波源开始振动时的运动方向沿 y 轴负方向 D此后 M 点第一次到达 y3 m 处所需时间是 2 s 解析：选 AB.由题中波的图象可知，该波的波长8 m由波源简谐运动的表达式 y 4 5sin 2 t(m)可知， 2 rad/s，周期 T2 4 s，波速v T2 m/s.此后再经 6 s，该波再 向前传播的距离 svt26 m12 m，即再经 6 s，该波传播到 x12 m12 m24 m 处， A 正确题中波的图象上此时 M 点向下振动，在此后的第 3
8、s 末 即经过3T 4 的振动方向沿 y 轴正方向，B 正确由题图为某时刻波刚好传播到 x12 m 时的波的图象可知，波源开始振 动时的方向沿 y 轴正方向，C 错误题图中 M 点振动方向向下，此后 M 点第一次到达 y 3 m 处所需的时间小于半个周期，即小于 2 s，D 错误 7(2018高考海南卷)警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频 率下列说法正确的是() A车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高 B车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低 C警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低 D警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射
9、波频率不变 解析：选 AB.根据多普勒效应，靠近时高，远离时低，选 AB. 8一频率为 600 Hz 的声源以 20 rad/s 的角速度沿一半径为 0.8 m 的圆周(圆心为 O 点) 做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的 P 点且相对于圆心静止，如图所示，则观察 者接收到() A声源在 A 点时发出声音的频率大于 600 Hz B声源在 B 点时发出声音的频率等于 600 Hz C声源在 C 点时发出声音的频率等于 600 Hz D声源在 C 点时发出声音的频率小于 600 Hz E声源在 D 点时发出声音的频率小于 600 Hz 解析：选 ABD.根据多普勒效应，当声源和观察者相向运
10、动时，观察者接收到的频率大 于声源的频率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，将声源 运动至 A、B、C、D 四个点时相对于观察者的速度方向标出来，A 点有接近观察者的趋势， C 点有远离观察者的趋势，声源在 B、D 两点的速度方向垂直 O 点与观察者的连线，故 A、 B、D 正确，C、E 错误 9简谐横波在同一均匀介质中沿 x 轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向 上，位于平衡位置的两质点 a、b 相距为 s，a、b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下 5 列四幅波形图中质点 a 最早到达波谷的是() 解析：选 D.根据机械波传播方向与质点振动方向之间的关
11、系可知，A、C 选项中的质点 a 此时刻沿 y 轴正方向振动，a 点要到达波谷至少还需3 4个周期，B、D 选项中的质点 a 此时 刻沿 y 轴负方向振动，只需再经过1 4个周期即可第一次到达波谷已知 a、b 两质点间的距离 为 s，则 A 选项中2s，B、C 选项中s，D 选项中2 3s，因波速均为 v，则由 T v 可知， A 选项中 a 点到达波谷最少用时为 3 4T 3 4 v 3 4 2s v 3s 2v ，B 选项中 a 点到达波谷最少用时为 1 4T 1 4 v 1 4 s v s 4v ，C 选项中 a 点到达波谷最少用时为 3 4T 3 4 v 3s 4v ，D 选项中 a
12、点到达波 谷最少用时为 1 4T 1 4 v 1 4 2s 3v s 6v ，经比较可知，D 选项中质点 a 最早到达波谷 10(2018高考天津卷)一振子沿 x 轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点t0 时振子的 位移为0.1 m，t1 s 时位移为 0.1 m，则() A若振幅为 0.1 m，振子的周期可能为2 3 s B若振幅为 0.1 m，振子的周期可能为4 5 s C若振幅为 0.2 m，振子的周期可能为 4 s D若振幅为 0.2 m，振子的周期可能为 6 s 解析： 选 AD.若振幅为 0.1 m， 由题意知， t(n1 2)T， n0， 1， 2， ， 解得 T 2 2n1 s，n
13、0，1，2，A 正确，B 错误；若振幅为 0.2 m，t0 时，由质点简谐运动表达式 y 0.2sin(2 T t0) m 可知，0.2sin0m0.1 m，t1 s 时，有 0.2sin(2 T 0) m0.1 m， 解得0 6 或05 6 ；将 T6 s 代入 0.2sin(2 T 0) m0.1 m 可得，D 正确；将 T 4 s 代入 0.2sin(2 T 0) m0.1 m，得 T4 s 不满足题意，C 错误 11(2020河北石家庄调研)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图， 图乙为介质中 x2 m 处的质点 P 以此时刻为计时起点的振动图象下列说法正确的是() 6 A这列波的传
14、播方向是沿 x 轴正方向 B这列波的传播速度是 20 m/s C经过 0.15 s，质点 P 沿 x 轴的正方向传播了 3 m D经过 0.1 s，质点 Q 的运动方向沿 y 轴正方向 E经过 0.35 s, 质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离 解析：选 ABE.由题中甲、乙两图可知，该波向 x 轴正方向传播，A 正确；由题图甲知 波长4 m，由题图乙知周期 T0.2 s，则波速v T 4 0.2 m/s20 m/s，B 正确；质点不随 波迁移，只在其平衡位置附近振动，C 错误；经过 0.1 s1 2T，质点 Q 的运动方向沿 y 轴负 方向，D 错误；经过 0.35 s
15、13 4T，质点 P 到达波峰，而质点 Q 在波谷与平衡位置之间，故 E 正确 12一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t0 时刻的波形如图所示，质点 P 的 x 坐标 为 3 m已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s，下列说法正确的是 () A波速为 4 m/s B波的频率为 1.25 Hz Cx 坐标为 15 m 的质点在 t0.6 s 时恰好位于波谷 Dx 坐标为 22 m 的质点在 t0.2 s 时恰好位于波峰 E当质点 P 位于波峰时，x 坐标为 17 m 的质点恰好位于波谷 解析：选 BDE.任意振动质点连续两次通过平衡位置的时间间隔为 0.4 s，则
16、1 2T0.4 s， 解得 T0.8 s，f1 T1.25 Hz，B 正确；由题图知：该波的波长4 m，波速 v T5 m/s， 故 A 错误；画出 t0.6 s 时的波形图如图所示，因 15 m33 4，故 x 坐标为 15 m 的质点 与 x3 m 处的质点振动情况一样，即在平衡位置向下振动，C 错误；画出 t0.2 s 时的波 形图如图所示，因 22 m51 2，故 x22 m 处的质点与 x2 m 处的质点振动情况一样， 7 即在波峰位置，D 正确；因质点 P 与 x17 m 处质点平衡位置间距离x14 m31 2， 故两质点振动步调相反，E 正确 13一列简谐横波，某时刻的波形图如图甲所示，从该时刻计时，波上质点 A 的振动 图象如图乙所示，则() A若此波传播过程中遇到频率为 1.25 Hz 的同类波，一定会发生干涉，产生稳定的干 涉图样 B若此波传播过程中遇到波长为 20 m 的同类波，一定会发生干涉，产生稳定的干涉 图样 C若此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为 2 000 m，可能发生明显衍射现象 D该波的传播速度为 2.5 m/s
