2024年高考物理二轮复习专题分层突破训练12振动与波

专题分层突破练12…振动与波・…

A组基础巩固练

1.（2023全国新课标卷）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传

播时的（）

A.波速和波长均不同

B.频率和波速均不同

C.波长和周期均不同

D.周期和频率均不同

2.（2023浙江6月选考）如图所示.置于管口7前的声源发出一列单一频率声波,分成两列强度不同的

声波分别沿A、8两管传播到出口。。先调节A、B两管等长。处探测到声波强度为400个单位，然

后将A管拉长d=15cm,在。处第一次探测到声波强度最小淇强度为100个单位。已知声波强度与

声波振幅二次方成正比，不计声波在管道中传播的能量损失,则（）

T

A.声波的波长x=15cm

B.声波的波长，=30cm

C.两声波的振幅之比为3：1

D.两声波的振幅之比为2：1

3.（2023山东济南一模）某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为L。

/=0时刻，波源开始从平衡位置沿），轴在竖直方向做简谐运动产生的水波沿水平方向传播（视为简谐

波"时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分

别如图中的实线和虚线所示，则（）

A.浮标的振动周期为4h

B.水波的传播速度大小为与

C.|h时刻浮标沿y轴负方向运动

D.水波的波长为2L

4.（2023黑龙江大庆二模）有两个钓鱼时所用的不同的鱼漂P元IQ分别漂浮于平静水面上的不同位

置,平衡时状态均如图甲所示。现因鱼咬钩而使鱼漂尸和Q均在竖直方向上做简谐运动，振动图像如

图乙所示,以竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（）

乙

A.鱼漂•尸和Q振动形成的水波叠加后会形成「•涉图样

B./=0.6s时鱼漂P和Q的速度都为0

0=1.0s时用漂P和Q的速度方向相同

D.Gl.Os时鱼漂P和Q的加运度方向相同

5.（多选）（2023全国乙卷改编）一列简谐横波沿x轴传播，图甲是7=0时刻的波形图;P是介质中位于

x=2m处的质点，其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.波速为2m/s

B.波向左传播

C.x=3m处的质点在t-1s时位于平衡位置

D.质点尸在0~7s时间内运动的路程为70cm

6.（2023湖南郴州三模）有一列简谐横波的波源在。处，某时刻沿x轴正方向传播的振动形式传到20

cm处，此时工轴上10cm处的质点已振动0.2s,质点夕距离。处80cm,如图所示，取该时刻为r=0,F

列说法正确的是（）

A.质点户开始振动时的速度方向沿），轴正方向

B・波的传播速度为1m/s

C.经过1.5s,质点P第一次到达波峰

D.在0~0.1s时间内/=10cm处的质点振动的速度逐渐增大

7.均匀介质中质点八、8的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和冲=16cm。某简谐横波沿x轴正方

向传播，波速为y=20cm/s,波长大于20cm，振幅为cm,且传播时无衰减。/=0时亥ijA、8偏离平

衡位置的位移大小相等、方向相同,运动方向相反，此后每隔々=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小

相等、方向相同。己知在八时刻质点A位于波峰。求：

（1）从t\时刻开始，质点8最少要经过多长时间位于波峰；

（2）力时刻质点3偏离平衡位置的位移。

B组素能提升练

8.（2023山东日照一模）如图所示，一列简谐横波在xQy平面内沿x轴负方向传播，波速为8m/s,振幅为

4m,M、N是平衡位置相距4m的两个质点。仁0时刻,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于

其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于Is,则下列说法正确的是（）

加

~o~as~说

A.该波的周期为［s

B.从Z=0到/=0.5s,M向左移卸了4m

C.在/=0.5s时,N的速度也一定为8m/s

D.从/=0到f=0.5s,N的路程为4m

9.（多选）（2022浙江1月选考）两列振幅相等、波长均为九周期均为7的简谐横波沿同一绳广相向传

播，若两列波均由一次全振动产生J=0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距2,则（）

乙~

w—一

T-----------------------

国2

AJ二：时，波形如图2甲所示

4

B.耳时，波形如图2乙所示

时，波形如图2丙所示

A.(0.2m,0)处的质点开始振动方向沿z轴负方向

B.两列波相遇后,(0.6m,0)处的质点振动加强

C.两列波相遇后40.5m,0)处的质点振动加强

D.若△r=0.2m,从两列波在M点相遇开始计时,A/点振动方程为z=0.4sin(lOnr+n)m

13.(多选)(2023湖南衡阳二模)一列简谐横波沿大轴传播，在f=O.I25s时的波形如图甲所示，朋、N、

P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m,图乙为质点P的振动图

像。下列说法正确的是(

A.该波的波速为240m/s

B.该波沿工轴负方向传播

C.质点尸的平衡位置位于x=3m处

D.从t=0.125s开始，质点Q比质点N早4s回到平衡位置

专题分层突破练12振动与波

1.A声波在空气中和水中传播时濒率相同，周期相同，波返不同，波长不同，选项A正确。

2.C假设沿A管传播的声波的振幅为力八，沿8管传播的声波的振幅为根据题意（呼）2=

器,解得光=:，选项C正确,D错误;把A管拉长&在。处第一次探测到声波强度最小，故2d二1，

解得A=60cm,选项A、B错误。

3.A根据振动图像可知,波源在0时刻振动，波形经过传递到浮标处，浮标的振动周期为

T=4/hA正确;波源的振动情况经过/1传到距离为L处的浮标，可知波速大小为v=^,B错误;根据

虚线图像可知浮标在海时刻沿），轴正方向运动,C错误;水波的波长为"・4/尸4£。错误。

4.D两列波的周期不相等，不满足干涉条件，所以不能形成干涉图样,A错误；z=0.6s时，鱼漂P和

Q都经过平衡位置，此时它们的速度均为最大值,B错误;f=LOs时，鱼漂产的速度方向为正，。的

速度方向为负，即方向相反,C错误;Ul.Os时，鱼漂尸和。的位移方向均为负，所以加速度方向均

为正，此时两者的加速度方向相同,D正确。

5.ABD简谐横波沿天轴传播，由题图甲的波形图可知波长2=4m,振幅A=5cm,由题图乙的振动

图像可知周期T=2s,波速v=^=2m/s,选项A正确。由题图乙可知P在1=0时刻向下振动，由题

图甲，根据同侧法（或波形微平移法）可知简谐横波向左传播，选项B正确。f=O时K=3m处的质

点位于波谷,7s=37+5,所以7s时，该质点位于波峰，选项C错误。s=14A=7Ucm,选项D正确。

6.C波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知，质点A起振方向沿），轴负方向，各个质点的起振

方向均相同,故质点P开始振动时的速度方向沿），轴负方向,A错误;根据题图可知波长为20cm,

此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s,则周期为0.4s,可知波的传播速度为二段m/s=0.5

TU.4

m/s,B错误;根据波形图可知，质点P第一次到达波峰经过的时间广竺二%誓s=L5s,C正

确;在。〜0.1s时间内口=IOcm处的质点从平衡位置向波峰位置运动，速度逐渐减小,D错;吴。

7.答案（1）0.8s

（2）-0.5cm

解析（1）由题意，若Ar表示一个周期，则波长为0.6x20cm=l2cm<20cm,与题目要求不符,所以该

波的周期7'=2A/=1.2s,波长）=vT=24cm用B二§九

故振动状态从A传到8需要勺,丁的时间，故8最少经过片什=0.8s,位于波峰。

⑵从人时刻开始，质点A的振动方程为划=y℃osm质点8的振动落后质点A什时间，故

yfi=y（）cos（yX|?）,即此时ys=-0.5cm。

8.D仁0时刻,M通过其平衡位置沿），轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处,已知该

波的周期大于1s,且M、N是平衡位置相距4nl的两个质点，则有4m二，,解得波长为2=16ni,则

周期为T=-=3s=2s,A错误;从r=0到f=0.5s,M只是在平衡位置上下振动，不会随波移动,B错

Vo

误;8m/s只是波的传播速度，在；=0.5s时,N的振动速度不能确定,C错误;由于加=0.5s=：7；且

r=0时刻,N位于其平衡位置二方最大位移处，则从t=0到/=0.5s,N的路程为s=A=4m,D壬确。

9.BD波长和波速的关系式为匹今则时,两列波各向前传播了故两列波的波前还未相遇,A

T44

错误;时,两列波各向前传播了故两列波的波前刚好相遇,R正确;/=1时，两列波各向前传播

了*两列波的波谷相遇,振动加强尚处的波谷质点的位移为24c错误;UT时，两列波各向前传播

了九两列波的波峰与波谷叠加，位移为零,D正确。

10.BD由图可知，以M点为波源的波传播到x=4m处，该点此时振动方向向下，由同一列波上的

点起振方向与波源相同，可知M点的起振方向向下;同理,N点的起振方向向上,A错误。虫图可

知，两列波波长均为，=4m,波源起振后0.5s第一次回到各自平衡位置，所以两波源的振动周期也

相等§=（）.5s,所以两列波的波速大小相等，片餐4m/s,B正确。由于两列波起振方向相反,所以若

工轴上某点到M、N的距离差是半波长的奇数倍，则该点振动加强;设振动加强点的横坐标为X,

则|（%-%加-（工V刈=如〃（〃=1，3,5「，）,0或不或12111,解得工1=1111、12=3111、13=51]1、工4=71?1、_¥5=9

m、先二11m,所以两波叠加后M、N间有6个振动加强点,C错误。两波叠加后x=3m处质点是

振动加强点，振幅A'=2A=6cm,D正确。

n.c由题意可知,两波源的起振相位差5,对M点而言，由于。、。到M点的波程差为零,故两列

波在M点引起的振动相位也差"故既非加强点也非减弱点。对N点而言，由于C、。到N点的

波程差为21,当C波到达N点时，。波到达N点还需2・丁,故再经名工。波在N点引起的振动位

于最低点,而此时。波刚到达N点，在N点引起的振动位于最高点，故两列波在N点引起的振动

刚好反向，为减弱点，振幅为零，此位置始终听不到声音。对P点而言，由于C、。到P点的波程差

为19，故当C波到达『点时Q波到达P点还需匚式故再经匚二。波在P点引起的振动位于最

444

高点,而此时。波刚到达P点，在P点引起的振动也位于最高点，故两列波在P点引起的很动刚

好同向，为力口强点，振幅最大，此位置听到的声音最强。故选C。

12.BD(0.2m,0)处的质点，离S波源更近,故该质点先按S波源的振动形式振动5波源开始向

上振动，故该质点开始振动时也是先向上振动,A错误;两列波的振动周期、波速均相等，故波长也

相等，为2=7V=0.2x2m=0.4m,由图可知两列波的起振方向相反，故质点离两波源距离差为半波

长的偶数倍，为振动减弱点,奇数倍为振动加强点,(0.6m,0)处的质点离两波源的距离差为0.2m,

为半波长的奇数倍，故为振动加强点,B