2022-2023学年高二物理人教版（2019）寒假作业机械波

（13）寒假提前学：机械波2022-

2023学年高二物理人教版（2019）寒假作业

1.甲、乙两列简谐横波沿同一直线传播，，=0时刻两波叠加区域各自的波形如图所示,

已知甲沿x轴正方向传播，乙沿x轴负方向传播，两列波的传播速度相同，甲波的周

期为0.4s,则（）

A.两列波在相遇区域会发生干涉现象

B.t=0时，平衡位置在x=4m处质点的速度沿y轴正方向

C.t=0.2s时，平衡位置在x=4m处质点的位置为y=-1cm

D1=0.2s时，平衡位置在x=4m处质点的速度为零

2.如图为一列传播速率丫=8m/s的简谐横波在r=0时刻的波形图，P是平衡位置在

玉=3.5m处的质点，此时波刚好传到x=6m处©是平衡位置在々=26m处的质点.则

（）

A.此时P正在做加速运动

B.ls内质点P通过的路程为8m

C.质点Q的起振方向沿＞轴负方向

DJ=2.7s时质点。沿y轴负方向做加速运动

3.位于水面上的波源力S?产生两列周期均为「振动方向相同、振幅均为A的相干波,

实线、虚线分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示，

a、b、c、d、e是水面上的五个点，其中有一小树叶（未画出）位于d处，下列说法正确的

1

是（）

b.

A.0点的振动加强，d点的振动减弱

B.一段时间后，小树叶被水波推至〃处

C.e点在某时间内也会振动

D.若波源$2突然停止振动，之后的2T内，匕点通过的路程为16A

4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，，=0时刻的波形如图所示，波速大小为

v=0.6m/s,此时波刚好传到％=0.24m的位置，P为x=0.60m处的质点.下列说法中

正确的是（）

A.经过1.0s波传播到P点

B.波刚传播到P点时，P点处的质点由平衡位置向下振动

C.从，=0时刻到波刚传播到P点过程中，。点处质点运动的路程为20cm

».%=0.1801处的质点的振动方程为丁=55如（5加+5卜111

5.光学倍频是指频率为v的光波入射到非线性介质后产生频率为如的光波的现象，倍频技术扩大

了激光的波段。已知入射光子的能量为E,动量为p,波长为2,普朗克常量为〃，真空中光速为以

则下列关于倍频之后光的说法正确的是（）

A.波长为24B.波长为一C.动量为一D.动量为2cE

Pc

6.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位.某渔船发出的一列超声波在，=0时的波动图像

如图甲所示，图乙为质点P的振动图像，则（）

2

A.该波的波速为1.5m/s

B.该波沿x轴负方向传播

C.O~ls时间内，质点P沿x轴运动了1.5m

D.O-ls时间内，质点P运动的路程为2m

7.一列简谐横波在某均匀介质中沿直线由“质点向〃质点传播，小。两质点的平衡位置相距2.5m,

如图所示，图中实线表示〃质点的振动图像，图中虚线表示b质点的振动图像，则下列说法中不正

确的是（）

B.此波的传播速度可能为1.2m/s

C.此波的传播速度可能为6m/s

D.在0.1~0.15s内，质点〃向），轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运动

A

8.甲、乙两列波振幅分别为A、］,在同一介质中相向传播，某时刻的波形图如图所示，x=4m处

的质点再过1s将第一次到达波谷，以下说法正确的是（）

A.这两列波不能发生干涉现象

B.经过4s两波会相遇

C.当两列波叠加时，x=7m处的质点振幅为A

D.当两列波叠加时，x=6m处的质点振动加强

3

9.关于波的叠加和干涉,下列说法中正确的是()

A.两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加

B.两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点

C.两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移可能是零

D.两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大

10.如图所示，有两个沿z轴方向(垂直xOy平面)做简谐运动的点波源，和S?,两者平衡位置的

坐标分别为(1m,0)和(5m,0),振动方程分别为=A-sin[f+；)、zS2=Asin^/o

两列波的波速均为1m/s,两列波在点B(5m,3m)和点C(3m,2m)相遇时，分别引起8、C

处质点的振动总是相互()

A.减弱、减弱B.加强、加强C.加强、减弱D.减弱、加强

答案以及解析

L答案：C

解析：由题图可知，乙波的波长为8m,甲波的波长为4m,由于波速相同，则两波的

频率不同，所以两列波在相遇区域不会发生干涉现象，故A错误；由两波的传播方向

可知，，=()时，平衡位置在％=4m处质点的速度沿)，轴负方向，故B错误；由于乙波

的波长为甲波的两倍，波速相同，则乙波的周期为甲波的两倍，为0.8s,从图示位置

开始经过0.2s,即甲波经过半个周期，平衡位置在x=4m处的质点回到平衡位置，乙

波经过0.2s,即四分之一周期，平衡位置在x=4m处质点振动到波谷位置，由叠加原

理可知，此时平衡位置在x=4m处质点位置为y=-lcm,此时由于甲波平衡位置在

%=4m处质点回到平衡位置，所以此时该处质点速度不为零，故C正确，D错误.

2.答案：D

4

解析：由此时波刚好传到x=6m处可知，波沿x轴正方向传播，根据质点的振动方向

与波的传播方向的关系可知，此时P正在由平衡位置向波谷运动，即正在做减速运动,

A错误；由题图可读出振幅A=5cm,波长2=4m,由丁=一，可得周期为

V

T=().5s,ls内即两个周期内，质点P通过的路程为振幅的8倍，即0.4m,B错误；波

源的起振方向与x=6m处的质点在r=0时刻的振动方向相同，简谐横波沿工轴正方向

传播，可知％=6m的质点在/=()时刻的振动方向向上，则波源的起振方向向上，进而

可知质点Q的起振方向沿y轴正方向，C错误；经过加=q9s=2.5s,质点。开始

O

振动，而;<(2.7-2.5)s<(，故f=2.7s时质点。正由正向位移处向平衡位置运动，

即沿y轴负方向做加速运动，D正确.

3.答案：D

解析：8点是波峰和波峰叠加的点，d点是波谷和波谷叠加的点，都是振动加强点，A

错误；机械波传播的过程中，各质点并不随波迁移，故小树叶只在原位置上下振动，

B错误；e是波峰和波谷叠加的点，属于振动减弱点，由于两波源振幅相同，故e点静

止不动，C错误；若波源S?突然停止振动，由图像可知，在之后的2T内，匕点仍是振

动加强点，振幅为2A,完成两次全振动，通过的路程为16A,D正确.

4.答案：B

解析：简谐横波传播到P点的时间为「=生=”等s=0.6s,故A错误；根据波沿

x轴正方向传播可知，■=()时刻尤=().24m处的质点由平衡位置向下振动，则波源开始

振动的方向向下，所以波刚传播到P点时，P点处的质点由平衡位置向下振动，故B

正确；由题图可知，波长为/l=0.24m,简谐横波的周期为T=2=0.4S,所以波传播

V

3

到P点的时间f=0.6s=1T,从f=0时刻到波刚传播到P点过程中，。点处质点运动

32K

的路程为s=]x4A=30cm,故C错误；角速度为口=下=5兀rad/s,f=0时亥

x=0.18m处的质点的位移为-5cm,所以x=018m处的质点的振动方程为

y=5sinl57tr--^lcm,故D错误.

5

5.答案：C

解析：本题考查光学倍频现象。倍频后，光子频率变为原来的2倍，但是真空中光速不变，根据

儿=£可得，波长变为《，A错误；波长与动量满足关系几=”,波长减半，变为g,B错误；

v2P2p

2F

光子能量与动量满足关系E=pc,由上述分析可知动量变为2p,则动量变为,，C正确，D错

误。

6.答案：D

解析：本题通过用超声波来探测远方鱼群的方位考查对波的图像和振动图像的理解.由题图甲可知,

该波的波长兀=1.5x10-2m,由题图乙可知周期T=1X10Ts,则该波的波速为

y=4=L5xlO-m/s=1.5xl()3m/s,故A错误；由题图乙可知，在f=0时刻，P质点沿)，轴正

TIxlO-5

方向振动，由上下坡法可知该波沿x轴正方向传播，故B错误；质点P只在平衡位置附近振动，

不随波迁移，故C错误；质点P的振幅5x10"m,在0~Is时间内共振动了IO'个周期，运动的路

程s=4x5xIfT6xIO、m=2m,故D正确.

7.答案：B

解析：由题图知该波的周期为丁=0.2s,振幅A=2cm,则质点。的振动方程为

y=Asin(^l+^)=2sin(10m+W(cm),故A正确，不符合题意；由。质点的振动方程可知，当

"'s时位移为2cm,而对质点R当，=0.05s时，位移为2cm,结合波的周期性可知，波从〃

30

传至的时间为,=〃7'+(0.05-卷)$=(0.2〃+/)$(〃=0,1,2,...),则波速为

v=^-=-2-5m/s(〃=0,1,2,...),由于〃是整数，所以v不可能为1.2m/s,当”=2

t0.2n+—

60

时，v=6m/s)故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；在0.1~0.15s内，根据题图可知，质

点〃向y轴负方向运动，位移增大，加速度增大，速度减小，做加速度逐渐变大的减速运动，故D

正确，不符合题意.

8.答案：D

解析：由题图可知，两列波的波长相同，且在同种介质中传播时两波的波速相同，则两波的频率

相同，因此会发生干涉现象，选项A错误；由题图可知波长2=4m,由x=4m处的质点再过1s

2Av-

将第一次到达波谷可知周期T=4s,则波速v=《=lm/s,两列波相遇所需时间f=手，解得

T2v

f=2s,选项B错误；x=4m和x=10m的质点振动情况相反，两质点到x=7m的距离相等，可

6

A

知两列波在x=7m处相互减弱，因此在x=7m处的质点振幅为工，选项C错误；x=2m和