2024年高考物理一轮考点复习 课时规范练23 机械波

课时规范练23机械波

基础对点练

i.（多选）（波的干涉、衍射）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

100Hz~lkHz）;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。下列关于该降噪耳机的说法正确的是（）

扬声器发出

的反向声波环境噪音

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，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

2.（波的形成、波速、振幅）如图所示，一根柔软的弹性绳右端固定在竖直墙壁上,左端自

由，在绳上每隔0.25m标记一个点，分别记为A、B、C、D……当用某一机械装置拉着绳

子的端点A使其上下做简谐运动时，绳上便形成一列向右传播的简谐横波。若点A起振

方向竖直向下，振幅为10cm,设竖直向上为正方向，经0.3s点A第一次达到正向最大位

移处，此时点。恰好开始振动，忽略传播过程振幅的衰减，则关于这列波，以下说法正确的

是（）

ABCDEFGHIJKLM£

A.波长为2m

B.传播速度为25m/s

C.从点A开始振动，经过0.8s点C只经历过一次波谷

D.从点A开始振动，经过0.9s点G通过的路程为30cm

3.（波的干涉）（2022浙江丽水期末）消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃

机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声,如图所示的消声器可以用来

削弱高速气流产生的噪声。波长为A的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达。处

时，分成上下两束波，这两束声波在》处相遇时可削弱噪声。下列说法正确的是（）

*II■

■他

A—■

a!A

A.该消声器工作原理是利用波的衍射

B.该装置可以说明声波是横波

C.该消声器对不同波长的声波都有相同的减噪效果

D.要达到良好的减噪效果，从a处分成的上下两束声波传到b处需满足波程差是半波长

的奇数倍

4.（多选）（波的叠加）两列振幅相等、波长均为九周期均为T的简谐横波沿同一绳子相

向传播，若两列波均由同一次全振动产生」=0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距九

则（）

图2

A.g时，波形如图2甲所示

B.g时，波形如图2乙所示

时，波形如图2丙所示

DJ=T时，波形如图2丁所示

5.（多选）（波的叠加、干涉）两个材质不同、长度相等的细绳连接在一起，连接点为尸点。

甲、乙两名同学分别在绳的两端A、5以相同的振动频率同时上下抖动形成两列横

波。经过一个周期后，从两端各自形成一个完整的波形如图所示。已知AC的水平距离

4m,BD的水平距离为6m。A、3两点距P点的水平距离均为12m,波在传播过程中各

点的水平位置保持不变。已知3点形成的机械波在BP中传播的速度为6m/s,下列说法

正确的是（）

A.A点形成的机械波在左侧绳中传播的速度为4m/s

B.3点形成的机械波传播到P点左侧时速度仍为6m/s

C.两列波形成的第一个波峰在P点相遇

D.P点振动稳定后，为振动加强点

6.（多选）（波的干涉、多普勒效应）（2023广东梅州开学卷）“球鼻脑”是位于远洋轮船船头

水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻脑推起的波与船首推起的波如图

所示,两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的

是（）

船首

球鼻艄推起的波

船首推起的波一

A.插入水中的筷子,看起来折断了

B.阳光下的肥皂膜,呈现彩色条纹

C.驶近站台的火车,汽笛音调变高

D.振动音叉的周围,声音忽高忽低

7.（多选）（波动图像）（2023广东汕头期末）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超

声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。

如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像」=0时刻波恰好传到质点已

知此超声波的频率为1x107Hz,下列说法正确的是（）

MN

14/21—28—痂如mm)

A.0~1.25xl0-7s内质点M运动的路程为2mm

Bl=2xl0-7s时质点N偏离平衡位置的位移最大

C.超声波在血管中的传播速度为1.4x103m/s

D.经过1.25x10-7s后M点移动到了N点

素养综合练

8.（2023天津高三模拟）如图甲所示，让一根足够长均匀软绳的绳端〃点在垂直于软绳的

方向从t=0时刻开始做持续的简谐运动，软绳上会形成横波波形。已知软绳端点M的振

动图像如图乙所示。在f=l.ls时刻,〃、N平衡位置之间只有一个波峰，且N点处在平衡

位置且向下运动,“、N两点平衡位置之间距离d=0.6m。下列说法正确的是（）

A.该波的波速为2m/s

B.该波的波长为0.6m

C.波上各质点的起振方向向上

Dl=0.55s时,N点位于波峰

9.（2022江苏泰州模拟）如图所示,在一平静水面上建立坐标系。甲、乙两波源分别

在Oi（x=0.3m）、（?2（X=0.6m）处先后以5Hz的频率上下振动，在水面上产生简谐横波。

图中虚线为某一时刻两列波到达的位置，此时x=0.4m处的质点沿振动方向的位移为零

且速度向下。已知该水波的波速为0.5m/s,振幅为2cm,两波源起振方向相同，传播过程

中能量损耗不计。下列说法正确的是（）

A.波源。1、。2起振方向向上

B.波源01比。2振动提前0.2s

C.图示时刻x=0.5m处的质点向下振动

D.图示时刻x=0.55m处的质点位移大小为4cm

10.（2022重庆模拟）一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t=0时刻该简谐横波传播到

x=5m的Q点时的波形，图乙是质点P（x=3m）的振动图像，下列说法正确的是（）

A.这列简谐横波的振幅为4m

B.这列简谐横波的频率是2Hz

C.这列简谐横波的波速大小是2m/s

D.质点P经过时间1s运动到Q点

11.（2023广东广州期中）一条轻长绳放置在水平桌面上，俯视图如图甲所示用手握住长

绳的一端。，从/=0时刻开始用手带动。点沿垂直绳的方向（图甲中y轴方向）在水平面

内做简谐运动,0~6s内。点的振动图像如图乙所示。f=4s时轻长绳上的波形图可能正

确的是（）

QVm轻箕绳,y/m

甲乙

-y/mAj/m

12.（多选）（2023广东佛山期末）图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在/=0时的波形

图"、N、尸是介质中的三个质点,〃的平衡位置x=0.5m,N的平衡位置x=1.5m,尸的平

衡位置x=2m;图乙为P点的振动图像。下列说法正确的是（）

A.这列波沿x轴正方向传播

B.这列波的传播速度大小为1m/s

C./=0时，”与N的加速度方向相反

D.0-4s内，尸点通过的路程为16cm

答案：

1.ACD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。

2.D解析由题意可知，经0.3s点A第一次达到正向最大位移处，且点A起振方向竖直

向下，故有4=0.3s,则周期为T=0.4s,又因此时点。恰好开始振动，可得波速v=7=啜2

m/s=2.5m/s,波长/l=vT=lm,A、B错误;从点A开始振动,波传到C点所需时间为

fi=¥竽s=0.2s,因为周期为0.4s,且开始振动的方向为竖直向下，所以，经过0.8s点C会

经历两次波谷,C错误;从点A开始振动，波传到点G需要的时间为/2=^s=0.6s,所以,

点G振动的时间为0.3s,又因为周期为0.4s,则点G运动的路程为5=3A=3xl0cm=30

cm,D正确。

3.D解析根据干涉特点知,消除噪声利用了波的干涉原理，且在空气中声波是纵波，故

A、B错误;距离差为半波长的奇数倍，即A6=5+研〃=0,1,2,3/"）时,此点为振动减弱点,故

D正确,C错误。

4.BD解析波在一个周期内传播的距离为一个波长，因为f=0时刻两列波相距时，

两列波各传播：的距离，两列波还没有相遇，各自的波形不变，故A错误;时，两列波各传

42

播我距离，两列波刚好相遇，各自的波形不变，波形如图乙所示，故B正确;/=9时,两列波

各传播，的距离，两个波谷相遇,两波谷叠加处的位移等于原来两个波谷位移之和，波形

与图丙不同，故C错误;7=T时,两列波各传播7的距离，左波的波峰与右波的波谷相遇，左

波的波谷与右波的波峰相遇，相遇处位移均为零，波形如图丁所示，故D正确。

5.AD解析B点形成的机械波的振动周期为TB=—=1s=ls,两列波的振动频率相同，

则振动周期也相同，有TA=TB=1s,根据波速公式有VA=^T-3mzs=4m/s,所以A点形成的

TA1

机械波在左侧绳中传播的速度为4m/s,则A正确油于两段绳子的材质不同，即波的传播

介质不同,所以无法确定3点形成的机械波传播到P点左侧的速度，所以B错误出点发

出第一个波峰到达P点的时间为te=^=-s=2s,此时A点发出的第一个波峰传播距

VB6

离为X4=VA加=4x2=8m,则没有到达P点，所以形成的第一个波峰无法在P点相遇，则C

错误;两列波到P点的相位差为0,为振动加强点，所以P点振动稳定后，为振动加强点，则

D正确。

6.BD解析由题图可看出球鼻脑推起的波的波长与船首推起的波的波长相等,两波在

同一介质中传播，波速也相等，由丫裂,可知两列波的频率相同，故两列波叠加时发生了干

涉现象。插入水中的筷子,看起来折断了，是光线由水中斜射向空气经过水面时发生了偏

折,光的传播方向改变了，这是光的折射现象，故A不符题意;阳光下的肥皂膜，呈现彩色条

纹，是肥皂膜的前后表面反射的光叠加产生的干涉现象，故B符合题意;驶近站台的火车，

汽笛音调变高，是火车与接收者逐渐靠近，使接收者接收到声音频率高于汽笛发声的频

率，这是多普勒效应，故C不符题意;振动音叉的周围，声音忽高忽低,是由于音叉的两个振

片发出频率相同的两列声波，两列声波在音叉的周围叠加产生了振动加强和振动减弱区

域，这是波的干涉现象，故D符合题意。

7.ABC解析根据简谐横波在竖直方向上的振动特点可知质点M运动的路程为

5=tf-4A=1.25x10-7x107X4X0.4mm=2mm,故A正确;根据运动学公式可知超声波在血管

中的传播速度为v=/l/=14xl0-5xl07m/s=1.4xl03m/s,/=2xl0-7s时简谐超声波传播的距

离为X=V?=1.4X103X2X10-7m=2.8xl0-4m=28mm,画出t=2xl0'7s时刻的波形图如图所示

可知，质点N偏离平衡位置的位移最大，故B、C正确;在波的传播过程中,质点不会随波

移动,质点只是在各自的平衡位置附近振动，故D错误。

8.A解析在Z=l.ls时,M点处于平衡位置，且向上运动，与Z=0.1s的运动状态相同,M、

N之间只有一个波峰，则有7+白必解得7=0.4m,根据图乙可知，振动周期T=0.2s,由

/l=vT,解得v=^-氏m/s=2m/s,故A正确,B错误油题图可知，”点开始振动时向下运动,

则每个质点的起振方向都向下，故C错误;波传到N点的时间t=-=芋s=0.3s,则t=Q.55

V2

s时,N点的振动时间为0.55s-0.3s=0.25s,因为每个质点的起振方向都向下，所以N点起

振方向向下，经过0.25s,即此时N点处于波谷，故D错误。

4

9.C解析由题图知，此时。2处产生的水波还未传播到x=0.4m处,此时质点只受处

波源形成的水波影响，两列波频率为5Hz,在水中的传播速度为0.5m/s,则波长2=/=%

m=0.1m,此时。1处波源形成的水波已传播到x=0.6m处,x=0.4m处的质点已振动了两

个周期，且位于平衡位置向下振动，根据波的传播特点可知,x=0.4m处质点起振方向向下,

波源起振方向也向下，故A错误;两波已经形成的时间分别为小='=曾s=0.6sj乙

V0.5

/=第s=0,2s,故波源01比。开始振动的时间早0.4s,故B错误;题图所示时刻x=0.5

v0.5

m处到两波源的路程差为A5=(0.5-0.3)m-(0.6-0.5)m=0.1m=/l,此处为振动加强点,。2处

波源正传播到此处,因波源起振方向向