2022年高考物理一轮复习第13章机械振动与机械波光电磁波与相对论练案37机械波新人教版

2022年高考物理一轮复习第13章机械振动与机械波光电磁波与相对论练案37机械波新人教版一、选择题(本题共8小题，1～4题为单选，5～8题为多选)1．(xx·陕西西安月考)如图所示，一产生机械波的波源O正在做匀速直线运动，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布，为了使静止的频率传感器能接收到波的频率最高，则应该把传感器放在(　D　)A．A点　 B．B点C．C点　 D．D点[解析]　根据多普勒效应，当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大，如果二者远离，观察者接收到的频率减小为了使静止的频率传感器能接收到波的频率最高，频率传感器与机械波波源应该相互靠近，频率传感器应该放在D点位置，所以D项正确2．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发出噪声，干涉型消声器可以用来减弱高速气流产生的噪声干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到减弱噪声的目的若Δr＝r2－r1，则Δr等于(　C　)A．波长的整数倍　 B．波长的奇数倍C．半波长的奇数倍　 D．半波长的偶数倍[解析]　根据波的干涉，两列波的路程差等于半波长的奇数倍时，叠加后减弱，从而达到减弱噪声的目的，C正确。

3．(xx·北京昌平区月考)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1＝0和t2＝0.5s时的波形(已知波的周期T>0.5s)，则能正确反映t3＝7.5s时的波形图的是(　D　)[解析]　由题意可知，＝0.5s，故波的周期T＝2s，则当t3＝7.5s时，经过3.75个周期，即差0.25个周期是4个周期，所以等同于将波形沿x轴的负方向平移四分之一波长，故选项D正确4．(xx·天津月考)如图所示，波源S的振动方程y＝10sin(200πt＋π)cm，产生的简谐波分别沿水平方向向左、右传播，波速v＝80m/s，在波的传播方向上有P、Q两点，已知SP＝1.2m，SQ＝1.4m若某时刻Q刚好开始振动了周期，则此时PQ之间的波形图正确的是(　C　)[解析]　由振动方程y＝10sin(200πt＋π)cm可知ω＝200πrad/s，且波源的起振方向向下，故选项A错误f＝＝100Hz，波长λ＝＝0.8m，SP＝1.2m＝λ＋λ，SQ＝1.4m＝λ＋λ，Q刚好开始振动了周期，则从波源起振共经历了两个周期的时间且波源正在平衡位置准备向下振动，可知选项B、D均错误，选项C正确5．(xx·广东肇庆月考)如图所示为一列简谐横波在t0时刻的波形图，已知波速为0.2m/s，以下说法正确的是(　CDE　)A．波源的振动周期为0.6sB．经过0.1s，质点a通过的路程为10cmC．在t0时刻，质点a的加速度比质点b的加速度小D．若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播E．若该波沿x轴正方向传播，在t0时刻c点的运动方向垂直于x轴向上[解析]　由图可知，波长为8cm，又因为波速v＝0.2m/s，故波源的振动周期T＝＝s＝0.4s，选项A错误；经过0.1s，即周期，若质点a沿y轴正方向运动，则通过的路程将大于10cm，若沿y轴负方向运动，则通过的程程将小于10cm，故选项B错误；在t0时刻，质点a距平衡位置较近，所以它受到的回复力较小，故质点a的加速度比质点b的加速度小，选项C正确；若质点a比质点b先回到平衡位置，说明质点a沿y轴正方向运动，根据振动与波传播的规律可知，波沿x轴负方向传播，选项D正确；若该波沿x轴正方向传播，在t0时刻c点的运动方向垂直于x轴向上，选项E正确。

6．(xx·河南安阳质检)如图所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，相邻两质点间的距离均为10cm，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，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过t＝0.1s到达最大位移20cm处，这时质点3开始运动以向上为正方向，下列说法正确的是(　ACD　)A．该波的波速一定是2m/sB．该波的波长一定是0.8mC．质点3振动后离开平衡位置的最大位移一定是20cmD．质点3开始运动时的运动方向一定竖直向上E．质点3的振动方程一定是y＝20sin5πt(cm)[解析]　由题意可知波速一定是v＝＝m/s＝2m/s，选项A正确；题目没有说明质点1在t＝0.1s时第一次到达最大位移处，因此所用时间不一定为四分之一周期，传播距离也不一定为四分之一波长，选项B错误；各质点离开平衡位置的最大位移均为20cm，选项C正确；任意质点起振方向都与振源起振方向相同，选项D正确；质点3在t＝0时刻还没有起振，选项E错误7．(xx·安徽芜湖检测)一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.1s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为10m/s，下列说法中正确的是(　ADE　)A．这列波的周期为0.4sB．这列波沿x轴正方向传播C．t＝0时刻质点a沿y轴正方向运动D．t＝0时刻质点a经0.2s通过的路程为0.4mE．x＝2m处的质点的位移表达式为y＝0.2sin(5πt＋π)m[解析]　这列波周期为T＝＝0.4s，选项A正确；波在0.1s内传播的距离为x＝vt＝1m，因此这列波沿x轴负方向传播，选项B错误；由于波沿x轴负方向传播，因此质点a沿y轴负方向运动，选项C错误；任何质点经0.2s通过的路均为2A＝0.4m，选项D正确；x＝2m处质点正沿y轴负方向运动，因此位移表达式为y＝0.2sin(5πt＋π)m，选项E正确。

8．(xx·河北唐山月考)图甲为一列简谐横波在t＝0.05s时刻的波形图，图乙为质点P的振动图象，则下列说法正确的是(　ACD　)A．简谐波速度大小为20m/sB．简谐波沿x轴的负方向传播C．t＝0.25s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度D．t＝0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向E．t＝0.3s时，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离[解析]　由图中数据及波速公式得v＝＝20m/s，选项A正确；由图乙可知t＝0.05s时质点P正沿y轴负方向运动，可知简谐波沿x轴正方向传播，选项B错误；Δt＝0.25s－0.05s＝0.20s＝T，经过一个周期各质点回到t＝0.05s时的位置，而t＝0.05s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度，可知选项C正确；由图示位置再经0.05s即t＝0.1s时，质点Q正经过平衡位置沿y轴正方向运动，选项D正确；t＝0.3s时与图示位置时间间隔Δt＝0.3s－0.05s＝0.25s＝1T，此时Q位于平衡位置，P位于波谷，选项E错误二、非选择题9．(xx·河北石家庄月考)一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的波形如图所示，此时波刚好传到B点，再经过0.6s，P点刚好开始振动。

1)求该波的周期T及P点达到波峰时O点相对平衡位置的位移y；(2)从t＝0时刻到P点第一次达到波峰时，O点经过的路程s答案：(1)0.2s　－2cm　(2)0.3m[解析]　(1)由题意可知v＝＝＝10m/s，由波速与周期关系可得T＝＝s＝0.2s，由于PO＝3.5λ，因此当P到达波峰时，O处于波谷位置，相对平衡的位置的位移为y＝－2cm2)P第一次到家达波峰时间为t＝s＝0.75s＝3T，O点经过的路程为s＝3×4A＝30cm＝0.3m10．(xx·江西上饶检测)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点：t＝0时刻波刚好传播到B点，质点A的振动图象如图乙所示，求：(1)该波的传播速度；(2)从t＝0到t＝1.6s，质点P通过的路程；(3)经过多长时间质点Q第二次到达波谷答案：(1)25m/s　(2)16m　(3)3.8s[解析]　(1)由图甲可知，该波的波长λ＝20m由图乙可知，该波的周期T＝0.8s波的传播速度v＝＝25m/s2)从t＝0到t＝1.6s，质点P通过的路程s＝2×4A＝16m3)质点P、Q平衡位置之间的距离L＝85m－10m＝75m，由L＝vt解得t＝3s，即经过3s，Q第一次到达波谷，经过3.8s，Q第二次到达波谷。

11．(xx·陕西西安中学质检)如图所示是一列沿x轴方向传播的机械波图象，实线是t＝0时刻的波形，虚线是t＝1s时刻的波形1)求该列波的周期和波速；(2)若波速为9m/s，其传播方向如何？从t＝0时刻起质点P运动到波谷的最短时间是多少？答案：若沿x轴正方向传播，T＝s，v＝(4n＋1)m/s(n＝0.1,2，…)；若沿x轴负方向传播，T＝s，v＝(4n＋3)m/s(n＝0,1,2，…)　(2)s[解析]　由图象可知，波长λ＝4m，若波沿x轴正方向传播，则在Δt＝1s内传播距离表达式为x＝(n＋)λ(n＝0,1,2，…)，则有Δt＝(n＋)T，解得T＝＝s(n＝0,1,2，…)，波速v＝＝(4n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)；若波沿x轴负方向传播，则在Δt＝1s内传播距离表达式为x＝(n＋)λ(n＝0,1,2，…)，则有Δt＝(n＋)T，解得T＝＝s(n＝0,1,2，…)，波速v＝＝(4n＋3)m/s(n＝0,1,2，…)．(2)若波速为9m/s，符合v＝(4n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)，得n＝2，波沿x轴正方向传播，T＝s，质点P最短经过时间t＝＝s振动到波谷位置。