新高考2023版高考物理一轮总复习练案36第十三章第2讲机械波.docx

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1、第2讲机械波一、选择题(本题共9小题，14题为单选，59题为多选)1(2022山东青岛高三月考)在日本近海某次地震引发的海啸，造成了重大的人员伤亡。海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪。下列说法中正确的是(B)A波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止B地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波C地震波和海啸都只有纵波D地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强解析地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波，当波源停止振动时，海啸和地震波的传播都不会立即停止，A错误，B正确；地震波既有横波，也有纵波，C错误；地震波和海啸具有能量，随着传播将越来越弱，D错误。2(2022湖北荆门高三月考)波源O从

2、0时刻开始向上振动，由此在水平绳引发的一列横波在某时刻t1的波形如图所示，已知在图示空间第一次出现如图所示的波形。则此波的速度为(B)ABCD解析由同侧法可知，t1时刻O点的质点向下振动，O质点在最低点向上振动，由题意可知从0时刻到t1时刻经过，即t1，由图可知a，由公式v，联立解得v，故B正确，A、C、D错误。3(2022河北邢台高三月考)如图所示为沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图，其波速为200 m/s，则下列说法正确的是(C)A从图示时刻开始，经0.01 s质点a通过的路程为40 cm，此时相对平衡位置的位移为零B图中质点b的加速度在减小C从图示时刻开始，经0.01 s质点

3、b位于平衡位置上方，并向上做减速运动D若要发生明显的衍射现象，该波所遇到障碍物的尺寸一定不小于200 m解析根据题意知，该简谐波的波长为4 m，波速为200 m/s，则周期为0.02 s，从图示时刻开始，经0.01 s质点a通过的路程为40 cm，此时相对平衡位置的位移为20 cm，选项A错误；该波沿x轴正方向传播，图示时刻质点b正向y轴负方向运动，加速度在增大，选项B错误；从图示时刻开始，经0.01 s质点b位于平衡位置上方，并向上做减速运动，选项C正确；若要发生明显的衍射现象，该波所遇到障碍物的尺寸应与波长相差不多或比波长小，选项D错误。4(2021辽宁卷，5)如图所示，在xOy平面内有两

4、个沿z轴方向(垂直xOy平面)做简谐运动的点波源S1(1,0)和S2(4,0)，振动方程分别为zs1Asin、zs2Asin。两列波的波速均为1 m/s，两列波在点B(2.5,3)和点C(4，4)相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互(D)A加强、加强B减弱、减弱C加强、减弱D减弱、加强解析由几何关系可知B点到两波源的距离相等，两列波从波源传到B点的路程差s0，等于波长的整数倍，由两波源的振动方程可知两波源的相位相反，可得两列波在B点的振动方向相反，所以引起B处质点的振动总是相互减弱；由振动波源的路程差s1 m，等于半波长的奇数倍，又因为两波源的起振方向相反，则两列波在C点的振动方向总是相

5、同，所以引起C处质点的振动总是相互加强，D正确。5(2022福建高三模拟)降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱。某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪过程包括如下几个环节：首先，由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低频噪声(比如100 Hz1 kHz)；接下来，将噪声信号传至降噪电路，降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作；在降噪电路处理完成后，通过扬声器向外发出声波来抵消噪声；最后，我们耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。对于该降噪耳机的下列说法中，正确的是(ACD)A抵消声波的频率与噪声的频率应该相同B抵消声波的相位与噪声的相位应该相同C如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢

6、，则耳机使用者可能会听到更强的噪声D抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等解析频率相同的波才能发生干涉，即声波的叠加，相位相反则可以相互抵消，故A正确，B错误；如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则在降噪电路处理完成后，通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相同、振幅相同的声波来加强噪声，则耳机使用者可能会听到更强的噪声，故C正确；声波是靠介质传播，同一介质中传播速度相等，故D正确。6(2022河北高三月考)如图所示，x轴上有间距为1 m的13个质点a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m，它们均静止在各自的平衡位置，一列横波以1 m/s的速度水平向右传播，在t0时刻到达质点a，且a

7、开始由平衡位置向上振动，在t1 s时刻，质点a第一次达到波峰，则(ACD)A波源的周期是4 sBa点在10 s时将运动到k点所在位置C这列波的波长为4 mDt6 s时刻，d点位于波谷解析由题意，在t0时刻到达质点a，a开始由平衡位置向上振动，在t1 s时刻，质点a第一次达到波峰，可知波的周期是4 s，由vT，代入数据，可得波长为4 m，A、C正确；波传播过程中，质点不随波迁移，B错误；3 s时刻，波传播到d点，d点开始向上振动，再经3 s，向下运动到最大位移处，D正确。7(2021山东高考真题，10)一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t12 s时的波形图，虚线为t25 s时的波形图。以下

8、关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是(AC)ABCD解析机械波的传播方向不确定，所以需要考虑机械波传播方向的不确定性。若机械波沿x轴正方向传播，在t12 s时O点振动方向竖直向上，则传播时间tt2t13 s满足tTnT(n0,1,2,3)，解得T s(n0,1,2,3)，当n0时，解得周期T4 s，A正确，B错误；若机械波沿x轴负方向传播，在t25 s时O点处于波谷，则tTnT(n0,1,2,3)，解得T s(n0,1,2,3)，当n0时，解得周期T12 s，C正确，D错误。8甲图为一列简谐横波在t2 s时波的图像，Q为x4 m的质点，P为x11 m的质点。乙图为质点P的振动图像。下

9、列说法正确的是(AD)A此波沿x轴负方向传播Bt2 s时，Q点的位移为 cmCt s时，Q点到达正的最大位移处Dt s时，Q点回到平衡位置且向y轴负方向运动解析由乙图知，在t2 s时质点P沿y轴正方向运动，根据上下坡法可知此波沿x轴负方向传播，故A正确；由甲图知，波长12 m，由乙图知，周期T4 s，所以波速v3 m/s。在t2 s时，x14 m处的质点处在正向最大位移处，当该点的振动形式传播到Q点时，Q点到达波峰，需时t s s，所以t s时，Q点到达正的最大位移处，故C错误；x5 m处质点的振动形式传播到Q点时，Q点回到平衡位置且向y轴负方向运动，需时t s，所以t s时，Q点回到平衡位置

10、且向y轴负方向运动，故D正确。9一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点。下列说法正确的是(ACD)A这列波的波速可能为50 m/sB质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cmC质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cmD若周期T0.8 s，则在t0.5 s时刻，质点b、P的位移相同解析由波形图可知波长40 m，且0.6 snTT(n0,1,2)，解得周期T s(n0,1,2)。当n0时，T0.8 s，波速v50 m/s，选项A正确；由传播方向沿x轴正方向可知质点a在t时刻向上

11、运动，当n0时，T0.8 s，则质点a在这段时间内通过的路程小于30 cm；当n1时，T s，质点a在这段时间内通过的路程大于30 cm，选项B错误；若n1，则T s，波传播到c点所用时间为 T,0.6 s，质点c振动的时间为TTT，故在这段时间内质点c通过的路程则为6A60 cm，选项C正确；若T0.8 s，t0.5 s时刻，质点P从平衡位移向下移动t0.1 s，质点b从波谷向上移动t0.1 s，而0.2 s，故质点b、P的位移均为负值，大小相等，选项D正确。二、非选择题10(2022唐山市高三月考)一列简谐横波沿着x轴正方向传播，t0时刻波刚好传播到x4 m处；t0.05 s时刻，平衡位置

12、x4 m处的质点第一次到达波峰。求：(1)这列波的周期和传播速度；(2)经过0.55 s，平衡位置为x2 m处质点的位移与路程。答案(1)0.2 s；20 m/s(2)位移为0.2 m，朝y轴正方向路程为2.2 m解析(1)波沿着x轴正方向传播，且t0.05 s时刻，平衡位置x4 m处的质点第一次到达波峰，则有t，解得：T0.2 s；由图可知，横波的波长为4 m，则有v m/s20 m/s。(2)经过0.55 s，平衡位置为x2 m处质点的路程为s4A40.2 m2.2 m，经过0.55 s，平衡位置为x2 m处质点振动了2.75个周期，处于波峰的位置，因此位移为0.2 m，朝y轴正方向。11

13、(2022芮城中学高三月考)如图所示，一列简谐横波由M向P方向传播，M、P、Q为波上的三个质点，若质点M是振源，当它由平衡位置开始向上振动时，经1 s后第一次到达波峰。当波传到P时，质点M在波谷，再经过13 s，质点Q第一次达到波谷。已知质点M与P之间的距离为84 cm，且84 cm2，从质点M开始振动到质点Q第一次在波谷的过程中，质点M通过的路程是200 cm。求：(1)质点P与Q平衡位置间的距离；(2)这列简谐横波的振幅。答案(1)120 cm(2)10 cm解析(1)设波的周期为T，T4 s，波长为，质点M与P平衡位置间的距离为x1，且x184 cm，波从M传到P的时间为t1，由于质点M与P平衡位置间的距离大于一倍波长小于二倍波长，且当波传到P时质点M在波谷，所以t1TT，所以x1，设质点P与Q平衡位置间的距离为x，波从P传到Q的时间为t2，当波传到Q点后，质点Q经过时间t3第一次在波谷，且这过程总时间为t0，则t3，t0t2t3，解得t210 s，所以x2，解得x120 cm。(2)设波的振幅为A，从质点M开始振动到质点Q第一次在波谷经过的时间为t总，质点M通过的路程为L，且L200 cm，则t总t1t0，解得t总20 s，即t总5T，所以L54A，解得A10 cm。