《（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光電磁波與相對論 第二節(jié) 機(jī)械波檢測》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光電磁波與相對論 第二節(jié) 機(jī)械波檢測（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二節(jié) 機(jī)械波 (建議用時(shí)：40分鐘) 一、選擇題 1．(2017·高考天津卷)手持較長軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡諧波沿繩水平傳播，示意如圖．繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P，且O、P的平衡位置間距為L.t＝0時(shí)，O位于最高點(diǎn)，P的位移恰好為零，速度方向豎直向上，下列判斷正確的是(　　) A．該簡諧波是縱波 B．該簡諧波的最大波長為2L C．t＝時(shí)，P在平衡位置上方 D．t＝時(shí)，P的速度方向豎直向上 解析： 選C.由題意知繩上的質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上振動(dòng)，波水平向右傳播，故該波為橫波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t＝0時(shí)刻，P點(diǎn)在如圖所示位置時(shí)，波長最大，

2、則有λ＝L，λ＝4L，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝0時(shí)，P在平衡位置且向上振動(dòng)，當(dāng)t＝時(shí)，P在平衡位置上方，選項(xiàng)C正確；當(dāng)t＝T時(shí)，P處于從最高點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)過程中，故速度方向向下，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．A、B兩列簡諧橫波均沿x軸正向傳播，在某時(shí)刻的波形分別如圖中甲、乙所示，經(jīng)過時(shí)間t(t小于A波的周期TA)，這兩列簡諧橫波的波形分別變?yōu)閳D中丙、丁所示，則A、B兩列波的波速vA、vB之比可能是(　　) A．1∶1　　　　　　　　　 B．2∶1 C．1∶2 D．1∶3 解析：選ACD.由題圖讀出，A波波長為λA＝24 cm，甲圖到丙圖一定相隔半個(gè)周期，所以周期TA＝2t；B波波長為λB＝12 c

3、m，乙圖與丁圖的波形圖相同，經(jīng)過的時(shí)間一定是整數(shù)個(gè)周期，所以周期TB＝(n＝1，2，3，…)，波速vA＝＝＝，vB＝＝＝，得到vA∶vB＝1∶n，所以A、B兩列波的波速vA、vB之比可能是A、C、D，不可能是B. 3. 如圖所示，當(dāng)波源和障礙物都靜止不動(dòng)時(shí)，波源發(fā)出的波在障礙物處不能發(fā)生明顯衍射．下列措施可能使波發(fā)生較為明顯 衍射的是(　　) A．增大波源的振動(dòng)頻率 B．減小波源的振動(dòng)頻率 C．增大障礙物的長度 D．減小障礙物的長度 解析：選BD.不能發(fā)生明顯衍射的原因是障礙物的長度遠(yuǎn)大于波長，只要增大波長可滿足題目要求．由λ＝知，v不變，減小f，λ增大，故A、C錯(cuò)，B、D

4、對． 4．(2016·高考天津卷)在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡諧運(yùn)動(dòng)，其表達(dá)式為y＝5sint(m)，它在介質(zhì)中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻波剛好傳播到x＝12 m處，波形圖象如圖所示，則(　　) A．此后再經(jīng)6 s該波傳播到x＝24 m處 B．M點(diǎn)在此后第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向 C．波源開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向 D．此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3 m處所需時(shí)間是2 s 解析：選AB.由題中波的圖象可知，該波的波長λ＝8 m．由波源簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式y(tǒng)＝5sint(m)可知，ω＝ rad/s，周長T＝＝4 s，波速v＝＝2 m/s.此后再經(jīng)6 s，該

5、波再向前傳播的距離s＝vt＝2×6 m＝12 m，即再經(jīng)6 s，該波傳播到x＝12 m＋12 m＝24 m處，選項(xiàng)A正確．題中波的圖象上此時(shí)M點(diǎn)向下振動(dòng)，在此后的第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向，選項(xiàng)B正確．由題圖為某時(shí)刻波剛好傳播到x＝12 m時(shí)的波的圖象可知，波源開始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸正方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．題圖中M點(diǎn)振動(dòng)方向向下，此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3 m處所需的時(shí)間小于半個(gè)周期，即小于2 s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5. 設(shè)x軸方向的一條細(xì)繩上有O、A、B、C、D、E、F、G八個(gè)點(diǎn)，OA＝AB＝BC＝CD＝DE＝EF＝FG＝1 m，質(zhì)點(diǎn)O在垂直于x軸方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，沿x軸方向傳播形成橫

6、波．t＝0時(shí)刻，O點(diǎn)開始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t＝0.2 s，O點(diǎn)第一次到達(dá)上方最大位移處，這時(shí)A點(diǎn)剛好開始運(yùn)動(dòng)．那么在t＝2.5 s時(shí)刻，以下說法中正確的是(　　) A．B點(diǎn)位于x軸下方 B．A點(diǎn)與E點(diǎn)的位移相同 C．D點(diǎn)的速度最大 D．這列波的波速為5 m/s 解析：選ABD.由題可知，＝0.2 s，周期T＝0.8 s，λ＝1 m，波長λ＝4 m，由v＝得波速v＝5 m/s，則可判斷D項(xiàng)正確；當(dāng)t＝2.5 s時(shí)，波源O已振動(dòng)了3個(gè)周期，此時(shí)O位于x軸上方，向上振動(dòng)，B點(diǎn)與O點(diǎn)之間相距半個(gè)波長，可判斷B點(diǎn)位于x軸下方，A項(xiàng)正確；2.5 s時(shí)E點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了一段時(shí)間，A點(diǎn)與E點(diǎn)間距1個(gè)波長，兩點(diǎn)

7、振動(dòng)情況完全一樣，則B項(xiàng)正確；O點(diǎn)與D點(diǎn)間距1個(gè)波長，兩點(diǎn)的振動(dòng)情況完全一樣，此時(shí)，O點(diǎn)已經(jīng)離開平衡位置向上振動(dòng)，D點(diǎn)也一樣，則D點(diǎn)的速度不是最大，C項(xiàng)錯(cuò)誤． 6．周期為2.0 s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖象如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波(　　) A．沿x軸正方向傳播，波速v＝20 m/s B．沿x軸正方向傳播，波速v＝10 m/s C．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝20 m/s D．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝10 m/s 解析：選B.質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系，可判定該波沿x軸正方向傳播．由波的圖象可知λ＝20 m，根據(jù)v＝

8、得波速v＝10 m/s.選項(xiàng)B正確． 7．一列簡諧橫波沿x軸的正向傳播，振幅為2 cm，周期為T.已知為t＝0時(shí)刻波上相距50 cm的兩質(zhì)點(diǎn)a、b的位移都是1 cm，但運(yùn)動(dòng)方向相反，其中質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．該列簡諧橫波波長可能為150 cm B．該列簡諧橫波波長可能為12 cm C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b的位移為＋2 cm時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的位移為負(fù) D．在t＝時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b速度最大 解析：選ACD.根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程：x＝Asin ωt，設(shè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上，且a、b中間的距離小于1個(gè)波長，則b點(diǎn)：1＝2sin ωt1，所以ωt1＝，a點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間比b點(diǎn)長，所

9、以由1＝2sin ωt2，得ωt2＝，a、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間差：Δt＝t2－t1＝－＝＝，所以a、b之間的距離：Δx＝vΔt＝v·＝. 則通式為(n＋)λ＝50 cm，n＝0，1，2，3，…；則波長可以為λ＝ cm(n＝0，1，2，3，…)；當(dāng)n＝0時(shí)，λ＝150 cm，由于n是整數(shù)，所以λ不可能為12 cm，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b的位移為＋2 cm時(shí)，即b到達(dá)波峰時(shí)，結(jié)合波形知，質(zhì)點(diǎn)a在平衡位置下方，位移為負(fù)，故C正確；由ωt1＝，得t1＝＝，當(dāng)T＝－t1＝時(shí)質(zhì)點(diǎn)b到達(dá)平衡位置處，速度最大，故D正確． 8．簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v.若某時(shí)刻在波的傳播方向上

10、，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，下列四幅波形圖中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是(　　) 解析：選D.根據(jù)機(jī)械波傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向之間的關(guān)系可知，A、C選項(xiàng)中的質(zhì)點(diǎn)a此時(shí)刻沿y軸正方向振動(dòng)，a點(diǎn)要到達(dá)波谷至少還需個(gè)周期，B、D選項(xiàng)中的質(zhì)點(diǎn)a此時(shí)刻沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，只需再經(jīng)過個(gè)周期即可第一次到達(dá)波谷．已知a、b兩質(zhì)點(diǎn)間的距離為s，則A選項(xiàng)中λ＝2s，B、C選項(xiàng)中λ＝s，D選項(xiàng)中λ＝s，因波速均為v，則由T＝可知，A選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時(shí)為T＝·＝·＝，B選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時(shí)為T＝·＝·＝，C選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時(shí)為T＝·＝，D選項(xiàng)中a點(diǎn)

11、到達(dá)波谷最少用時(shí)為T＝·＝·＝，經(jīng)比較可知，D選項(xiàng)中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷． 9．(2019·河北石家莊調(diào)研)如圖甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象．下列說法正確的是(　　) A．這列波的傳播方向是沿x軸正方向 B．這列波的傳播速度是20 m/s C．經(jīng)過0.15 s，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向傳播了3 m D．經(jīng)過0.1 s，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向 解析：選AB.由題中甲、乙兩圖可知，該波向x軸正方向傳播，A正確；由題圖甲知波長λ＝4 m，由題圖乙知周期T＝0.2 s，則波速v＝＝ m/s＝20 m/s，B正確；質(zhì)點(diǎn)不

12、隨波遷移，只在其平衡位置附近振動(dòng)，C錯(cuò)誤；經(jīng)過0.1 s＝T，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，D錯(cuò)誤． 10．一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3 m．已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s，下列說法正確的是(　　) A．波速為4 m/s B．波的頻率為1.25 Hz C．x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.2 s時(shí)恰好位于波峰 D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí)，x坐標(biāo)為17 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷 解析：選BCD.任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)兩次通過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s，則T＝0.4 s，解得T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，選項(xiàng)B

13、正確；由題圖知：該波的波長λ＝4 m，波速v＝＝5 m/s，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；畫出t＝0.2 s時(shí)的波形圖如圖所示，因22 m＝5λ＋λ，故x＝22 m處的質(zhì)點(diǎn)與x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況一樣，即在波峰位置，選項(xiàng)C正確；因質(zhì)點(diǎn)P與x＝17 m處質(zhì)點(diǎn)平衡位置間距離Δx＝14 m＝3λ＋λ，故兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)相反，選項(xiàng)D正確． 二、非選擇題 11．(1)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比________． A．波速變大　　　　　　 B．波速不變 C．頻率變高 D．頻率不變 (2)(2018·高考全國卷Ⅱ)聲波在空氣中的傳播速度為340

14、m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4 900 m/s，一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00 s，橋的長度為________m．若該聲波在空氣中的波長為λ，則它在鋼鐵中的波長為λ的________倍． 解析：(1)漁船與魚群發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，被魚群反射回來的超聲波的速度大小不變；由多普勒效應(yīng)知，反射回來的超聲波的頻率變高，故選項(xiàng)B、C正確． (2)設(shè)聲波在鋼鐵中的傳播時(shí)間為t1、傳播速度為v1，在空氣中的傳播時(shí)間為t2、傳播速度為v2，橋長為l，則l＝v1t1＝v2t2，而t2－t1＝1.00 s，代入數(shù)據(jù)解得l≈365 m．又λ＝，聲

15、波頻率不變，所以＝，得λ鋼＝λ空＝λ. 答案：(1)BC　(2)365　 12．實(shí)線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t1＝0和t2＝0.06 s時(shí)刻的波形圖．已知在t＝0時(shí)刻，x＝1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)． (1)判斷該波的傳播方向； (2)求該波的最小頻率； (3)若3T<0.06 s<4T，求該波的波速大小． 解析：(1)由題意可知該波向x軸正方向傳播． (2)因波的傳播具有周期性，設(shè)波的周期為T，t2＝0.06 s時(shí)刻，則有(下列各式中n＝0，1，2…) T＝0.06 s 得T＝ s 則f＝＝ Hz 當(dāng)n＝0時(shí)，f最小為 fmin＝ Hz＝12.5 Hz. (3)法一：由3T<0.06 s<4T，T＝0.06 s得： n＝3，T＝0.016 s 所以v＝＝ m/s＝75 m/s. 法二：由3T<0.06 s<4T知，n＝3，則波在0.06 s內(nèi)傳播距離為：x＝λ＝4.5 m v＝＝ m/s＝75 m/s. 答案：(1)向x軸正方向傳播　(2)12.5 Hz　(3)75 m/s 8