机械波(解析版)-2022年高考物理一轮复习提升练

一、单选题

1.一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图,

对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的（）

A.波源Q产生的波将先到达中点MB.波源P的起振方向是向下的

C.中点M的振动始终是加强的D.M点的位移大小在某时刻可能为零

【答案】D

【解析】A.同种介质波速相同，传播距离又相同，所以两波同时到达M点，A不符合题意；

B.由题图可知，两波的波前均向上振动，故P质点的振动方向向上，B不符合题意；

CD.由于两列波的波长不同，频率不同，不会形成稳定的干涉，故在M点相遇时，并不总是加强或减弱,

可能在某一时刻位移为零，C不符合题意，D符合题意

故答案为：D。

2.一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c,则

A.此刻a的加速度最小

B.此刻b的速度最小

C.若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动

D.若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置

【答案】C

【解析】由机械振动特点确定质点的加速度和速度大小，由"上下坡法''确定振动方向.

由波动图象可知，此时质点a位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点a的加速度最大，A不符合题意,

此时质点b位于平衡位置，所以速度为最大，B不符合题意，若波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”可知,

质点b向y轴正方向运动，C符合题意，若波沿x轴负方向传播，由“上下坡法”可知，a质点沿y轴负方向

运动，c质点沿y轴正方向运动，所以质点c比质点a先回到平衡位置，D不符合题意.

故答案为：C

3.Si、S2为两个相干波源，在同一水平面上它们发出两列圆形波，两列波某时刻叠加的波形如图所示，图中

实线表示波峰，虚线表示波谷。图中有a、b、c三个位置，这三个位置上质点的振动情况是（）

A.a、b、c都加强B.a、c加强，b消弱C.b、c加强，a消弱D.a、b加强，c消弱

【答案】D

【解析】因为a点是峰峰相遇点，则振动加强；b点是谷谷相遇点，则振动加强；c点是峰谷相遇点，振动

减弱。

故答案为：D。

4.如图所示为一列简谐横波在t=0时的波形图，波中P点在此刻向上振动，P点的振动周期是2秒，那么对

于此列波，下列说法正确的是（）

A.该波的传播速度为v=25cm/s

B.该波沿x轴向左传播

2

C.该波的波长为2m

D.该波的频率为2Hz

【答案】B

【解析】ACD.因为P点的振动周期是2秒，可知波的周期为T=2s,频率为f=0.5Hz,波长为入=100cm=lm,

则波速v=专=(m/s=0.5m/s

ACD不符合题意：

B.在t=()时波中P点向上振动，可知该波沿x轴向左传播，B符合题意。

故答案为：Bo

5.一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。如图所示,

1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐

运动，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。质点1的振动周期为T。

t=0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是

左i一0一0-0一0一0一0一0一0一0一0一0一0一0~0—0—0—10—O-右

123456789101112B14151617181920

A.质点1与质点20间相距一个波长

B.质点20开始振动时运动方向向下

C.t=^时质点5的加速度方向向上

D.t=斗时质点12的运动方向向上

【答案】D

【解析】A.由题意可知，第1到第5个质点之间为:入，则质点1与质点17间相距一个波长，A不符合

4

题意；

B.因为质点1开始起振的方向向上，则质点20开始振动时运动方向也向上，B不符合题意；

C.在t=；时刻质点5开始向上振动，在t=；时质点5到达最高点，其加速度方向向下，C不符合题意；

D.t=延时质点13刚开始起振，此时质点12已经振动了-,则运动方向向上，D符合题意：

416

故答案为：D.

6.关于波的现象，下列说法正确的是()

3

A.交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率己知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速，这是

利用了波的多普勒效应

B.”闻其声不见其人”是声波的反射现象

C.医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断

血流的速度是利用波的干涉现象

D.夏日雷声轰鸣不绝，这是声波的衍射现象

【答案】A

【解析】A.交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速，

这是利用了波的多普勒效应，A符合题意；

B.“闻其声不见其人”是声波的衍射现象，B不符合题意；

C.医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断

血流的速度是利用多普勒现象，C不符合题意；

D.夏II雷声轰鸣不绝，这是声波的反射现象，D不符合题意。

故答案为：A。

7.一列机械波从甲介质进入乙介质继续传播，下列选项不发生变化的是（）

A.波长B.波速大小C.频率D.传播方向

【答案】C

【解析】机械波从甲介质进入乙介质继续传播，不变的是频率。

故答案为：C«

8.如图甲所示，0点为振源，OP=s,t=0时刻0点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简

谐横波。图乙为质点P的振动图像。下列判断中正确的是（）

A.t=0时刻，振源0振动的方向沿y轴负方向

B.t=t2时刻，。点的振动方向沿y轴正方向

4

c.这列波的波速为三

12Tl

D.这列波的波长为珥泡

【答案】D

【解析】A.P点的起振方向与。点起振方向相同，由乙图读出tl时刻，P点的振动方向沿y轴正方向，即

P点的起振方向沿y轴正方向，则t=0时刻，振源0振动的方向沿y轴正方向，A不符合题意；

B.由图乙振动图象看出，t2时刻，P点的振动方向沿y轴正方向，因不知tl与周期T的倍数关系，故不能

判断t2时刻O点的振动情况，B不符合题意；

C.由乙图看出，波从0点传到P点的时间为tl,传播距离为s,则波速为v=?

C不符合题意；

D.由乙图看出，周期T=t2-tl

则波长为人=vT=空山

D符合题意；

故答案为：D。

9.如图，一弹性绳上有％和S2两个波源，P点为，和S2连线的中点。两个波源同时开始振动发出两个相向

传播的波1和波2,波长分别为N和入2（Xi>X2），则两列波（）

A.频率相同B.同时到达P点C.相遇时，发生干涉现象D.相遇时，波长均变大

【答案】B

【解析】两列波在同一条绳子上传播，则波速相等，则两列波同时到达P点；因波长不同，则频率不同，

相遇时不能产生干涉现象；根据波的独立传播原理可知，相遇时波长均不变。

故答案为：Bo

10.如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向（垂直xOy平面）做简谐运动的点波源Sx（l,0）和

S2（5,0）,振动方程分别为Ns】=Asin（7rt+/）、zSz=^sin（7rt-»两列波的波速均为lm/s,两列波

在点B（5,3）和点C（3,2）相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互（）

5

八y/m

4.

3......................B

2..............

$：”2

1I•1

0123456,r/m

A.加强、加强B.减弱、减弱C.加强、减弱D.减弱、加强

【答案】B

【解析】AD.由于C点到两波源的距离相等，两列波从波源传到C点的路程差为ASc=O,为波长的整

数倍，由两波源的振动方程可知两波的振动方向相反，所以C为振动减弱点，则AD不符合题意；

BC.两列波从波源传到B点的路程差为ASB=V5可取一3=2m

由振动方程可知两列波源的振动周期为T=至=2s

7T

波长为A=vT=lx2=2m

两列波从波源传到B点的路程差为波长的整数倍，所以B点为振动减弱点，所以B符合题意；C不符合题

屈；

故答案为：Bo

二、解答题

11.一列简谐横波沿X轴传播，如图甲所示为t=O.ls时刻的波形图，介质中P、Q两质点离开平衡位置的位

移相等，P、Q两质点相距8m,图乙为质点P的振动图象。求：

①质点P在t=0.7s时离开平衡位置的位移y；

②波速v及波的传播方向。

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图甲图乙

【答案】解：①由图乙可得质点P的振动周期为T=1.2s,振动方程为y=lOsinytcm=lOsinytcm

将t=0.7s代入振动方程得y=-5cm

②t=0.1s时刻介质中P、Q两质点离开平衡位置的位移均为5cm,各质点振动的振幅均为10cm,

根据波的图象特点可知P、Q两质点间的水平距离为:入，即:入=8m

则这列简谐横波的波长为人=24m

则波速v=专=20m/s

从振动图象可得t=0.1s时质点P向y轴正方向运动，则由“上下坡”法可知波沿x轴负方向传播。

【解析】(1)根据P的振动图像得到振动周期和振动方程，然后将时间带入振动方程求得偏离平衡位置的

位移；

(2)根据P、Q的振动图像得出该波的波长，根据P的振动方向判断波的传播方向。

12.一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波

源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为1,如图所示。已知除

c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为白。求：

O

(i)波的波长;

7

(ii)波的传播速度。

【答案】解：(i)设与c点最近的振幅极大点为d,则ad=l-9=9

o8

bd=Vcd24-be2—2bcxcdcos60°=-1

8

根据干涉加强点距离差的关系：Ax=X]—X2=nA

bd-ad=i1

4

所以波长为il

4

(ii)由于受迫振动的频率取决于受迫源的频率由v=M知，v=；fl

4

【解析】(1)利用几何关系可以求出振幅极大点到a和b的距离大小；利用干涉加强和波长的关系可以求

出波的波长大小；

(2)利用受迫振动的频率源于受迫源的频率；利用波长和频率可以求出波传播的速度大小。

13.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知该波的传播速度为10m/s,求:

(i)这列波的周期；

(ii)从图示时刻开始，在x=4cm处的质点在0~4.9s时间内运动的路程。

【答案】解：(i)由题图可知波长大=12m则周期T=：=1.2s

(ii)依据可知该质点在4.9s时间内振动了4个完整的周期后又向上振动了周期，如图可知质

点振动的振幅为A=4cm,总运动路程为s=4x4A+Asin1|=66cm=0.66m

【解析】(1)利用图像波长结合波速的大小可以求出周期的大小；

(2)利用周期和振动时间可以求出质点运动的路程大小。

14.甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，在t=0时刻两列波的部分波形如图，甲

恰好传播到质点M(1.0,0),乙恰好传播到质点N(2.0,0)。己知乙的周期T?J=0.4s,求：

8

(i)质点P(1.6,0)开始振动的时刻to；

(ii)质点Q(2.4,0)