江苏专用2025版高考物理一轮复习课后练习39机械波含解析

PAGE7-机械波建议用时：45分钟1．振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波波形如图1所示，在波传播到细绳上一点P时起先计时，则图2中能表示P点振动图象的是()图1ABCD图2C[由波的传播特点，前边的质点带动后面的质点，后面的质点重复前面的质点振动，由图1可知振源A初始是从平衡位置向下振动的，所以t＝0时刻，质点P应由平衡位置起先向下运动，选项C正确。]2．如图所示，水平放置的弹性长绳上有一系列匀称分布的质点1、2、3……，现使质点1沿竖直方向做简谐运动，振动将沿绳向右传播，质点1的起始振动方向向上，当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动，此时质点9的运动状况是()A．加速度方向竖直向上B．在平衡位置C．速度方向竖直向上D．速度方向竖直向下D[由题可知，质点1的起振方向向上，介质中各质点起振方向均向上，波向右传播，画出1～13个质点间的波形如图所示：由图可以看出，质点9正在向下运动，速度方向向下，位移减小，加速度也正在减小，且方向竖直向下，故D正确，A、B、C错误。]3．在图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可推断此横波()A．向右传播，且此时质点B正减速运动B．向右传播，且此时质点C位移正增大C．向左传播，且此时质点D加速度正减小D．向左传播，且此时质点E势能正减小C[由题意，此时质点A正向上运动，波形将向左平移，所以此横波向左传播。此时质点B、C的振动方向向下，D、E方向向上，B向平衡位置运动，速度增大，C向波谷运动，位移增大，D向平衡位置运动，加速度减小，E向波峰运动，位移增大，势能增大，故C正确，A、B、D错误。]4．如图甲所示，S为振源，P质点距S的距离为r，t＝0时刻S由平衡位置起先振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P质点从t1时刻起先振动的振动图象，则下列说法正确的是()甲乙A．t＝0时刻振源S的振动方向沿y轴正方向B．t2时刻P质点振动速度最大，方向沿y轴负方向C．t2时刻振源S处于平衡位置向y轴正方向振动D．若波源停止振动，则P质点也立刻停止振动A[当机械波在t1时刻刚传到P质点时，P质点的起振方向沿y轴正方向，说明这列波的起振方向沿y轴正方向，则t＝0时，振源的振动方向沿y轴正方向，选项A正确；依据题图乙可知，t2时刻P质点处于平衡位置向y轴正方向振动，即此时P质点具有正向的最大速度，选项B错误；依据题图乙无法确定t2时刻振源S的位置，选项C错误；假如波源停止振动，则P质点须要经过t1时间才会停止振动，选项D错误。]5．如图甲所示，波源S从平衡位置起先上、下振动，沿y轴方向，向上为y轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过0.1s后，沿波的传播方向上距S为2m的P点起先振动。若以P点起先振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图象如图乙所示，则下列说法正确的是()甲乙A．波源S最初是向上振动的B．t＝0.2s时P点向上振动C．0～0.1s时间内P点运动的路程为2mD．t＝0.6s时P点处于波峰B[依据题中P点的振动图象可知P点的起振方向向下，则波源起先振动的方向也向下，选项A错误；依据振动图象可知，t＝0.2s时P点处于平衡位置向上振动，选项B正确；质点上下振动，0～0.1s时间内P点运动的路程为一个振幅，大小未知，选项C错误；依据P点的振动图象可知t＝0.6s时P点处于平衡位置，选项D错误。]6．如图所示，实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此时M点是波峰与波峰的相遇点。设两列波的振幅均为A，则()A．再过四分之一周期，Q点为振动减弱点B．图中位于P、N两处的质点正处于平衡位置C．M点为振动加强点，位移始终为2AD．从今刻起，经过半个周期，M点的位移为零B[由图知Q点是波谷和波谷叠加，是振动加强点，波源不变，振动加强点位置不变，故A错误；P、N两点是波谷和波峰叠加，位移始终为零，即处于平衡位置，故B正确；由图可知M点为波峰与波峰相遇，是振动加强点，但并不是位移始终为2A，故C错误；M点为波峰与波峰相遇，半个周期后为波谷与波谷相遇，M点处于波谷，位移为－2A，故D错误。]7．下列选项与多普勒效应有关的是()A．科学家用激光测量月球与地球间的距离B．外科医生对结石病人的超声排石C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D．交通警察向车辆放射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度D[选项A科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用了波的反射原理，故选项A错误；选项B是利用超声波能传递能量，故选项B错误；选项D利用了超声波的多普勒效应，故选项D正确；选项C利用了超声波波长短，穿透实力强的特点，故选项C错误。]8．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点起先振动，则该波的振幅A和频率f为()A．A＝1mf＝5HzB．A＝0.5mf＝5HzC．A＝1mf＝2.5HzD．A＝0.5mf＝2.5HzD[由图象可以干脆读出该波的振幅A＝0.5m；经0.6s，N点起先振动，说明波在0.6s内向前传播了6m，所以波的传播速度为v＝eq\f(s,t)＝eq\f(6m,0.6s)＝10m/s，由图象知波长为4m，所以周期为T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4m,10m/s)＝0.4s，f＝eq\f(1,T)＝2.5Hz。故D正确，A、B、C错误。]9．近年来我国的航空事业快速发展，战机的超音速飞行已非常普遍。当战机在法定上空返航时，地面上的人常常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的猛烈抖动。这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方积累形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆。关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近()A．音叉四周有些区域声音较强，有些区域声音较弱B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话C[音叉四周有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示远离，音调会变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍射现象，故D错误。]10．某横波在介质中沿x轴传播，左图为t＝0.25s时的波形图，右图为P点(x＝1.5m处的质点)的振动图象，那么下列说法不正确的是()A．该波向右传播，波速为2m/sB．质点L与质点N的运动方向总相反C．t＝0.75s时，质点M处于平衡位置，并正在往正方向运动D．t＝1.25s时，质点K向右运动了2mD[从振动图象可知，在t＝0.25s时，P点振动方向向上，所以波向右传播。由图知，λ＝4m，T＝2s，则波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,2)m/s＝2m/s，故A正确；由波动图象可知，质点L与质点N平衡间距为半个波长，因此振动状况总是相反，则运动方向总是相反，故B正确；左图为t＝0.25s时的波形图，再经过t′＝eq\f(0.5,2)＝eq\f(1,4)T，即当t＝0.75s时，质点M处于平衡位置，并正在往正方向运动，故C正确；质点K在平衡位置来回振动，并不随着波迁移，故D错误。本题选不正确的，故选D。]11．一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播，处在x1＝1m和x2＝2m的两质点A、B的振动图象如图所示。由此可知()A．波长为eq\f(4,3)mB．波速为1m/sC．3s末A、B两质点的位移相同D．1s末A质点的振动速度大于B质点的振动速度A[波从A向B传播，AB间的距离Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ，n＝0,1,2，…由题，波长大于1m，则n只能取0，即有Δx＝eq\f(3,4)λ，波长λ＝eq\f(4,3)m，波速为v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(1,3)m/s，故A正确，B错误；3s末A、B两质点的位移分别为yA＝－2cm，yB＝0，位移不同，故C错误；由振动图象读出，1s末A质点的位移yA＝2cm，处于波峰，速度最小，B质点的位移yB＝0，处于平衡位置，速度最大，所以1s末A质点的速度小于B质点的速度，故D错误。]12．如图所示，一列简谐波在x轴上传播，实线和虚线分别表示前后间隔1s的两个时刻的波形图，则这列简谐波的波速可能是()A．0.60m/sB．0.75m/sC．0.95m/sD．1.15m/sB[由图可知波长为：λ＝60cm。若波沿x轴正方向，传播的距离为：x1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ(n＝0,1,2，…)，波速为：v1＝eq\f(x1,t)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ,1)m/s＝(0.6n＋0.15)m/s(n＝0,1,2，…)，当n＝1时，v1＝0.75m/s，故B正确；若波沿x轴负方向，传播的距离为：x2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ(n＝0,1,2，…)，波速为：v2＝eq\f(x2,t)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ,1)m/s＝(0.6n＋0.45)m/s(n＝0,1,2，…)，当n＝1时，v2＝1.05m/s，故C错误。]13．(2024－2024学年·湖北省汉川市其次中学高二下学期月考)湖面上停放甲、乙两条船，它们相距30m，一列水波正在湖面上沿两船连线方向传播，视察到甲船从起先振动的1min内上下震荡30次，而乙船在这个时间内上下震荡28次。求：(1)这列波的周期；(2)水波在水面上传播的速度。[解析](1)甲船从起先振动的1min内上下震荡30次，则甲船的振动周期为：T＝eq\f(t,n)＝eq\f(60,30)s＝2s这列波的周期等于船的振动周期，也为2s。(2)波从甲船传到乙船，1min内，甲船比乙船多震荡2次，说明两船间的距离是两个波长，由题意得2λ＝30m得：λ＝15m，则：v＝eq\f(λ,T)＝7.5m/s。[答案](1)2s(2)7.5m/s14．一列简谐横波的波形如图所示，实线表示t1＝0时刻的波形图，虚线表示t2＝0.05s时刻的波形图，求：(1)该简谐横波的振幅与波长各为多少？(2)若2T＞t2－t1＞T，波速可能为多大？(T为周期)[解析](1)依据振动图象可以求出：振幅A＝5cm；波长为λ＝8m。(2)若波向右传播，从t1＝0到t2＝0.05s，传播了2m，即eq\f(1,4)λ，所以t2－t1＝eq\f(1,4)T＋nT，解得周期：T＝eq\f(1,20n＋5)，因2T＞t2－t1＞T，所以：n＝1，T＝eq\f(1,20＋5)s＝0.04s，波速：v＝eq\f(λ,T)＝200m/s；若波向负向传播，从t1＝0到t2＝0.05s，传播了6m，即eq\f(3,4)λ，所以t2－t1＝eq\f(3,4)T＋nT，解得周期：T＝eq\f(1,20n＋15)，因为2T＞t2－t1＞T，所以：n＝1，T＝eq\f(1,20＋15)s＝eq\f(1,35)s，波速：v＝eq\f(λ,T)＝280m/s。[答案](1)5cm8m(2)见解析15．如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2s后的波形图线。(1)若波向左传播，求它传播的距离及最小距离；(2)若波向右传播，求它的周期及最大周期；(3)若波速为35m/s，求波的传播方向。[解析](1)由题图知，λ＝4m若波向左传播，传播的距离的可能值为Δx＝nλ＋eq\f(3,4)λ＝(4n＋3)m(n＝0,1,2，…)最小距离为当n＝0，此时Δxmin＝3