《新高考物理三轮冲刺知识讲练与题型归纳专题32机械波（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理三轮冲刺知识讲练与题型归纳专题32机械波（含解析）（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题32 机械波 题型导航题型一 机械波的形成与传播1题型二 波动图像和振动图像的理解和应用4题型三 波传播的周期性和多解性问题10题型四 波特有的现象波的干涉、衍射和多普勒效应13 考点分析题型一 机械波的形成与传播1机械波的形成条件(1)有发生机械振动的波源。(2)有传播介质，如空气、水等。来源:Zxxk.Com2传播特点(1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。(3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零。3机械波的分类(1)横波：质点的振动方向
2、与波的传播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)。(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，有密部和疏部。例题1 （多选）如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4，各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t时，质点5刚要开始运动。下列说法正确的是（）At时，质点5开始向下运动Bt时，质点3的加速度方向向下C从t开始的一小段时间内，质点8的速度正在减小D从t开始的一小段时间内，质点8的加速度正在减小【解答】解：AB、质点1为波源，波向右传播，t时，质点5开始振动，振动方向向上；质点3的位移为正，故回复力向下，那么，加
3、速度方向向下，故A错误，B正确；C、在t时，质点8的振动和t时质点4的振动一致，故质点8向上振动，那么，速度减小；故C正确；D、从t开始的一小段时间内，质点8向上振动。位移增大、加速度正在增大，故D错误；故选：BC。例题2 地震后同时产生地震波P波和S波，2021年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（）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，
4、此地距离震源约为|vPvS|tDP波与S波的频率不同【解答】解：AB、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，则P波为纵波，横波的波速小于纵波的波速，即S波的波速小于P波的波速，故A错误，B正确；C、设此地距离震源的距离为s，根据公式可得，解得s，故C错误；D、由于地震波P波和S波的波源相同，故可得P波与S波频率相同，故D错误；故选：B。例题3 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），利用它可以了解地震发生时的一些信息某次有感地震发生时，测得地震波中的横波与纵波的传播速率分别为v1和v2（v1v2），震源在地震仪正下方，观察到两振子相差t时间
5、开始振动则下列说法正确的是（）AP先开始振动，震源距地震仪的距离为BP先开始振动，震源距地震仪的距离为CH先开始振动，震源距地震仪的距离为DH先开始振动，震源距地震仪的距离为【解答】解：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据t，解得：x故B正确，A、C、D错误。故选：B。例题4 （多选）一般高层建筑物在底层与岩石之间建有支柱，如图所示地震时产生的纵波和横波是造成建筑物损坏的主要原因，为了避免在地震时建筑物损坏，可在建造时采取适当的措施，下列做法中比较合理的是（）A减小支柱的长度B增加建筑物的高度C在建筑物底层与支柱间嵌入高弹性橡胶块D在支柱和岩石间安置可在水平方向滑动的护垫【解答】解：
6、横波就是使建筑物是水平晃动，纵波就是使建筑物上下晃动，由于横波与纵波的传播速度不一，会巨大的破坏力。为了避免在地震时建筑物损坏，可在建造时采取适当的措施，来减小水平与上下晃动，因此在建筑物底层与支柱间嵌入高弹性橡胶块或支柱和岩石间安置可在水平方向滑动的护垫，来减缓水平与上下晃动，从而起到降低损失的作用，故CD正确，AB错误；故选：CD。题型二 波动图像和振动图像的理解和应用振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3
7、)某一质点在各时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判图象变化随时间推移，图象延续，但已有形状不变随时间推移，波形沿传播方向平移一完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长例题5 （多选）一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t0时刻的波形图，图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是（）AmBmCmDm【解答】解：由图甲可知波长：2m，振幅：A0.1m图乙所示质点在t0时在正向最大位移处，图丙所示质点在t0时，y0.05m，运动方向沿y
8、轴负方向，结合波形图找到对应的点，如图所示：若题图乙所示质点为图中左侧波峰上的点，则两点距离为m；若题图乙所示质点为图中右侧波峰上的点，则两点距离为m；考虑到空间周期性，则xn（m）或xn（m）（n0、1、2），即x2n（m）或x2n（m）（n0、1、2）当n1时xm或xm当n2时xm或xm故ABC正确，D错误。故选：ABC。例题6 一列沿x轴传播的简谐横波，其周期T0.20s，在t0时的波形图象如图所示。其中P、Q是介质中平衡位置分别处在x1.0m和x4.0m的两个质点，若此时质点P在正向最大位移处，质点Q通过平衡位置向下运动，则（）A该波沿x轴正方向传播B该波的传播速度为2.0m/sC当质
9、点Q到达波谷时，质点P位于平衡位置且向上运动D经过0.50s，质点Q通过的路程为10cm【解答】解：A、因为Q点正在通过平衡位置向下振动，根据同侧法可以判断出这列波沿x轴正方向传播，故A正确；B、由图象可知，波长：4m，周期：T0.20s，则波速：v20m/s，故B错误；C、由于Q点向下振动，再经过四分之一周期运动到波谷，此时P点会振动到平衡位置，且向下运动，故C错误；D、周期：T0.2s，故再经过0.5s，即2.5个周期，Q通过的路程：s2.54A20cm，故D错误。故选：A。例题7 一列横波在t0时刻的波形如图甲所示，M、N是介质中的两个质点，图乙是质点M的振动图象，则（）A该波沿x轴正方
10、向传播B该波的波速为0.2m/sC质点M与N的位移总相同D质点M与N的速率总相同【解答】解：A、在t0时刻的波形如题目图甲所示，图乙是质点M的振动图象，则M质点下一时刻向上y轴正方向运动，依据微平移法，由此可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；B、由甲图象可知，波长为：4m，由乙图象可知，T2s，依据v，则波的传播速度：vm/s2m/s，故B错误；CD、因介质中M、N两个质点的平衡位置相距半个波长，那么它们的振动情况完全相反，因此它们的位移大小总相等，速度大小总相等，而其方向却总相反，故C错误，D正确。故选：D。例题8 （多选）图（a）是一列简谐横波在t0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x
11、1.5m处的质点，Q是平衡位置在x12m处的质点；图（b）为质点Q的振动图象，下列说法正确的是（）A这列波沿x轴正方向传播B在t0.25s时，质点P的加速度方向沿y轴负方向C从t0.10s到t0.25s的过程中，质点Q的位移大小为0.30mD从t0.10s到t0.25s，回复力对质点P的冲量为零E质点Q简谐运动的表达式为y0.10sin10t（m）【解答】解：A、图（b）为质点Q的振动图象，则知在t0.10s时，质点Q正从平衡位置向下运动，所以点Q向y轴负方向运动，根据“上坡向下”可知故这列波沿x轴正方向传播，故A正确；B、在t0.10s时，P点正向下运动，根据图（b）知波的周期T0.2s，从
12、t0.10s到t0.25s经过的时间为t0.15sT，则在t0.25s时，质点P位于x轴上方，根据a知加速度方向沿y轴负方向，故B正确；C、在t0.10s时质点Q正从平衡位置向波谷运动，在t0.25s时质点Q处于波峰，故位移为0.1m，故C错误；D、从t0.10s和t0.25s时，质点P的速度不相等，即动量的变化量p0，根据动量定理得回复力对质点P的冲量Ip0，故从t0.10s到t0.25s，回复力对质点P的冲量不为零，故D错误；E、质点Q简谐运动的表达式为yAsint0.1sint （m）0.10sin10t（m），故E正确；故选：ABE。例题9 （多选）如图所示，在一条直线上两个振动源A，
13、B相距6m。振动频率相等，t0时A，B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，甲图为A的振动图象，乙图为B的振动图象，若A向右传播的波与B向左传播的波在t10.3s时相遇，则下列说法正确的是（）A两列波在A、B间的传播速度均为10m/sB两列波的波长都是4mC在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点D在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点Et20.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下【解答】解：A、由图可得，v10m/s，故两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/s，故A正确；B、由图可得振动周期为0.2s，波长vT100.22m，故B错误；CD、A向右传动的波与B向左传播的波，振动反向，中
14、点C为减弱点，故C错误，D正确；Et20.6s时刻向右运动的波传到B，再经0.1s经过平衡位置且振动方向向下，故E正确。故选：ADE。例题10 （多选）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x2m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 （）A这列波的传播方向是沿x轴正方向B这列波的传播速度是20m/sC经过0.15s，质点P沿x轴的正方向传播了3mD经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向E经过0.35s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离【解答】解：A、由乙图读出，t0时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播。故A正确。B、由图知：4m，T0.2s，则波速vm/s20m/s。故B正确。C、简谐横波中质点在平衡位置附近振动，并不随着波迁移，故C错误；D、图示时刻Q点沿y轴正方向运动，t0.1sT，质点Q的运动方向沿y轴负方向。故D错误。E、t0.35s1.75T，经过0.35 s时，质点P到达波峰，而质点Q位于平衡位置与波谷之间，故质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离。故E正确。故选：ABE。例题11 （多选）如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t0时刻的波动图象，乙图为
