高考物理一轮总复习第十五章第2课时机械波限时规范训练(含解析)新人教版

1、机械波基础巩固题组（20分钟，50分）1. （多选）下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是（）A. 相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将加强B. 相遇之后，两列波的振动情况与相遇前完全相同C. 在相遇区域，任一点的总位移等于两列波分别在该点引起的位移的矢量和D. 几个人在同一房间说话，相互间听得清楚，这说明声波在相遇时互不干扰E. 相遇之后，振动加强区域内质点的位移始终最大解析：选BCD两列波相遇时，每一列波引起的振动情况都保持不变，而质点的振动情 况由两列波共同作用的结果决定，故A错误，B、C正确；几个人在同一房间内说话，发出的声波在空间中相互叠加后，每列波的振幅和频率并不改变

2、，所以声波传到人的耳朵后，仍能分辨出不同的人所说的话，故选项D正确；两列波相遇后，振动加强区域内质点的振幅最大，振动的位移仍随时间发生周期性变化，故E错误.2. （多选）下列关于多普勒效应的说法中，正确的是（）A. 只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应B. 如果声源静止，就观察不到多普勒效应C. 当声源朝靠近观察者方向运动时，声源的频率不变D. 当声源远离观察者方向运动时，观察者接收到的频率变低E. 当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低解析：选CDE.波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，A错；声源静止时，若观察者向声源运动， 能发生

3、多普勒效应，B错；声源朝着观察者运动时， 声源频率不变，观察者接收到的频率增大，相反，声源远离观察者方向运动时，观察者接收到的频率减少，C、D对，声源相对观察者运动时，二者距离可能增大，也可能减小，故观 察者接收到的频率可能变低，也可能变高，E对.）（多选）一简谐横波沿（ ）x轴负3. （2019 贵州遵义航天高级中学模拟 向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻A. 质点A的速度向下B. 质点B的动能为零C. 从该时刻经过半个周期，质点C将移动到质点 B的位置1D. 从该时刻经过4个周期，质点 D的加速度达到最大E. B、D两质点的振动情况总相反解析：选ADE根据“上下坡”法可得质点A向下振动

4、，选项 A正确；该时刻质点 B正通过平衡位置向下振动，故动能不为零，选项B错误；简谐横波在传播过程中波上的各个质点只在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，选项C错误；t时刻质点D正通过平衡位置1向上振动，从该时刻经过 4个周期，质点 D到达波峰，故加速度最大，选项D正确；B、D两质点相隔半个波长，所以属于反相点，即振动步调相反，选项E正确.A错误；此时A4. （多选）如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S、S2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）.S的振幅Ai = 4 cm , S2的振幅A2= 3 cm ,则下列说法正确的是（）A.

5、质点D是振动减弱点B. 质点A D在该时刻的高度差为 14 cmC. 再过半个周期，质点 B C是振动加强点D. 质点C的振幅为1 cmE. 质点C此刻以后将向下振动解析：选BDE由图象可知，D点为两波谷相遇，应该是加强点，选项点在加强后的最咼点，D点在加强后的最低点，由波的叠加可知AD的咼度差为14 cm,选项B正确；由于两波的频率相等，叠加后会形成稳定的干涉图象，所以A、D点始终是加强点，B C点始终是减弱点，选项 C错误；质点C为减弱点，振幅为两波源振幅之差，为 1 cm , 选项D正确；由题意可知此时刻以后质点 C将向下振动，选项 E正确.5. （多选）如图所示，当波源和障碍物都静止不

6、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，只要增大波长或v减小障碍物的长度可满足题目要求.由入=f知，v不变，减小f ,入增大，故A、C错，BD对；波源远离障碍物将产生多普勒效应，等效于增大波长，衍射明显，故6. （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E对.x= 2 m处的质点甲GP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

7、向是沿x轴正方向B. 这列波的传播速度是 20 m/sC. 经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向传播了 3 mD. 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；由题图甲知波长入=4 m,由题图乙知周期 T= 0.2 s,则波速v =丰=誇 m/s = 20 m/s , B正确；质点不1随波迁移，只在其平衡位置附近振动，C错误；经过0.1 s = 质点Q的运动方向沿y轴3负方向，D错误；经过0.35 s = 14T,质点P到达波峰，而质点 Q在波谷与平衡位

8、置之间，故E正确.7. 列简谐横波沿 x轴正方向传播，t = 0时刻的波形如图所示，介质中质点 P、Q分 别位于x = 2 m x = 4 m处.从t = 0时刻开始计时，当t = 15 s时质点Q刚好第4次到达波 峰.J j/m求波速；（2）写出质点P做简谐运动的表达式（不要求推导过程）.解析：（1）设简谐横波的波速为V,波长为入，周期为T,由图象知 入=4 m.由题意知3 -t = 15 s = 3T+：T4又v =联立式，代入数据得v = 1 m/s（2）质点P做简谐运动的表达式为 y = 0.2sin（0.5 n t）m答案：(1)1 m/s (2) y= 0.2sin(0.5n t

9、)m能力提升题组（25分钟，50分）1. （多选）如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab= 6 m, ac= 8 m.在ti= 0时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所 示，所形成的机械波在水平面内传播，在 t2= 4 s时c点开始振动，则（）甲A. 该机械波的传播速度大小为2 m/sB. c点的振动频率先是与 a点相同，两列波相遇后 c点的振动频率增大C. 该列波的波长是 2 mD. 两列波相遇后，c点振动加强E. 两列波相遇后，c点振动先加强后减弱8解析：选ACD.因为经过（2019 河北唐山一模）（多选）如图所示为一列向左传播的横波的图象

10、，图中实线表示 t时刻的波形，虚线表示又经 t = 0.2 s时刻的波形，已知波长为 2 m,下列说法正确的是（） s，振动由a点传到c点，则波的传播速度v= 4 m/s = 2 m/s，选项A正确；c点的振动频率先是与 a点相同，两列波相遇后c点的振动频率仍然是不变的， 选项B错误；该波的波长为 入=vT= 2X 1 m= 2 m,选项C正确；因为be ac= 2 m=入， 故两列波相遇后，c点振动加强，选项 D正确、E错误.2. （多选）一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿接收到1: )A.声源在A点时发出声音的频率大于600 HzB.声源在B点时发出声音的频率等于600

11、 HzC.声源在C点时发出声音的频率等于600 HzD.声源在C点时发出声音的频率小于600 HzE.声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz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，则观察者解析：选 ABD.根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，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，故选项 A、B

12、D正确，C、E错误.3. （多选）设x轴方向的一条细绳上有O A B C D E、F、G”.OABCDEFG八个点，OA= AB= BC= CD= DE= EF= FG= 1 m，质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，沿 x轴方向传播形成横波.t = 0时刻，O点开始向上运动，经 t = 0.2 s, O点第一次到达上方 最大位移处，这时 A点刚好开始运动.那么在 t = 2.5 s时刻，以下说法中正确的是 （）A. B点位于x轴下方B. A点与E点的位移相同C. D点的速度最大D. C点正向上运动E. 这列波的波速为 5 m/sT1解析：选 ABE.由题可知，4= 0.2 s，周期T= 0.8

13、 s ,玄入=1 m,波长 入=4 m,由vX1=得波速v= 5 m/s，则可判断E项正确；当t = 2.5 s时，波源O已振动了 3：个周期，此1 8时O位于x轴上方，向上振动，B点与O点之间相距半个波长，可判断B点位于x轴下方，A项正确；2.5 s时E点已经振动了一段时间，A点与E点间距1个波长，两点振动情况完全一样，则B项正确；O点与D点间距1个波长，两点的振动情况完全一样，此时，O点已经离开平衡位置向上振动，D点也一样，则 D点的速度不是最大，C项错误；O点与C点间3 3距为；波长，2.5 s时，C点已振动了 2：个周期，又因 C起振方向向上，则 C点应向下振动，4 8则D项错误.生偏

14、振现象，选项 D错误；因为障碍物的直径 r = 1 m入=2m，则这列波遇到此障碍物可 以发生明显的衍射现象，选项E正确.5. （2019 武汉市模拟）（多选）如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x= 0与x= 75 m处的A、B两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示则这列波的A.A点处波长是B.周期一定都是22X10 sC.t = 0.012 5 s时刻，两质点的振动速度方向相反D.传播速度一定是 600 m/sE.A质点的振幅是B质点的振幅的2倍解析：选BCE.由 A、B两质点的振动图象可知两质点的周期均为2X 10 两列波的传播速度； 从t = 0时刻开始，最短经过多长时间x= 1.

15、0 m的质点偏离平衡位置的位移为0.16m?s，所以选项B正确；再由振动图象知 t = 0时，质点A在平衡位置且向上振动， B处在波峰，则有75 m=#入 + n 入（n= 0、1、2），解得入=4 m（ n= 0、1、2、3），所以选项A错误；在t =50.012 5 s = gT时，质点A向下振动，B向上振动，所以选项C正确；波的传播速度 v= * =15 000命3 m/s( n= 0、X 2、3),有多种可能,选项D错误；由图可知质点 A的振幅为10 cm,质点B的振幅为5 cm,所以选项E正确.6.有两列简谐横波 a、b在同一介质中分别沿 x轴正方向和负方向传播.两列波在t =两列波

16、在同种介质中的传播速度相同，为 v =拿=2.5 m/s.(2)要使x = 1.0 m处的质点偏离平衡位置的位移为0.16 m，需满足同时传播到该质点.a波的波峰传播到x= 1.0 m的质点经历的时间：a波和b波的波峰 Xa 1 + ITlX a ta=VV(m= 0,1,2，)b波的波峰传播到x= 1.0 m的质点经历的时间: Xb 1.5 + n 入 b t b=VV(n= 0,1,2，)又：t a= t b= t联立解得：5mr8n= 1(m= 0,1,2，；n = 0,1,2，)分析知，当 m= 5、n= 3时，x = 1.0 m的质点偏离平衡位置的位移为 时间最短.匚1 m + m入a将m= 5代入t a=0.16 m时经过的解得：t = t a = 5.4 s.答案：(1)2.5 m/s (2)5.4 sA. 波的周期的最大值为 2 sB. 波的周期的最大值为| sC. 波的速度的最小值为 9 m/sD.