《2023年高考物理一轮复习：机械波检测试卷含答案解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年高考物理一轮复习：机械波检测试卷含答案解析.pdf（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机械波一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图所示，图（a）是一波源的振动图象，图（b）是某同学画出的某一时刻波形图象的一部分，该波沿x 轴的正方向传播，P、。是介质中的两个质点，下A.该时刻这列波至少传播到x=1 0 m 处的质点B.此刻之后，Q比P先回到平衡位置C.x=2 m与x=6 m的质点在任何时候都保持相同的距离D.从波源开始振动，在 1 0 s 内传播方向上的质点振动经过的最长路程是4 0 c m2.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8超图
2、像。如图为血管探头沿龙轴正方向发送的简谐超声波图像，U0时 刻 波 恰 好 传 到 质 点 已知此超声波的频率为l x。胴，下列说法不甲蒯勺是（）0 4 一 八一 0NU/7 U4724 28 35 x/(xl0-2mm)-0.4 K2A.0 L2 5 x l 0 入 内质点M运动的路程为2 m m7B.质点M第一次位移为0.2 m m 的时刻是 x l O%6C.超声波在血管中的传播速度为1.4 X 1 0 3 m zsD.1.5 x 1 0-75 时质点N恰好处于波谷3.为了观察两列波的叠加情况，某同学在同一介质中放置了两个振源，可以向外产生简谐横波，设某次产生的两列简谐横波分别沿X轴正、
3、负方向传播，在r=0时刻分别到达A、3两点，如图中实线甲和虚线乙所示。已知实线波的传播周期为两列波的振幅相同，均为10cm,则下列说法正确的是（）A.两列波在相遇区域内会发生干涉现象B.甲、乙两列波的频率之比为2：3C.对于x=（）的质点和x=9.5m处的质点，它们开始振动的时间之差为0.125sD.f=时，x=4m处的质点的实际位移大小等于5cm4.在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右、乙向左，波速大小为0.5m/s,沿x 轴相向传播，f=0时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（）A.两列波相遇时能发生稳定的干涉B.一观察者正经A 2m处沿x 轴正向运动，在他看来，两波的频率可能相同C.
4、x轴上第一个位移达到6cm的质点的横坐标为x=2.75mD.7=0时刻，x=-2.6m处质点的振动方向与x=5.1m处质点的振动方向相反5.一列简谐横波在f=0 时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经 02 s 波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为10 m/s,则下列说法错误的是（）A.这列波的周期为0.8 sB.x=4 m 处质点的位移表达式为y=4sin（5兀 5）（cm）C.，=0 s 时刻质点尸沿y 轴负方向运动D.从/=0 时刻开始质点P 经 0.4 s 通过的路程为8cm6.某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术
5、资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（）A.降噪过程实际上是声波发生了干涉B.降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音C.降噪声波与环境噪声的传播速度不相等D.P 点经过一个周期传播的距离为一个波长7.如图甲，让一根足够长均匀软绳的绳端M 点在垂直于软绳的方向以/=0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。在片1.1s时刻，M、N 平衡位置之间总有一个波峰，且N 点处在平衡位置且向下运动，M、N 两点平衡位置之间距离占0.
6、6m。下列说法中正确的是（）二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.一列简谐横波在均匀介质中沿x 轴正方向传播，=0 时刻的波动图像如图甲所示，质点M的振动图像如图乙所示。已知/=0 时刻振动恰好传播到平衡位置为x=7 m 的质点处，质点M的平衡位置为X M=3 m,质点N 的平衡位置为X N=2 1 m。则下列说法正确的是（）A.该波的传播速度大小为5 m/s,且波源的起振方向沿y 轴正方向B.r=5.8 s 时质点N 位于波峰，且质点N 在5.8 s 内通过的路程为3 mC.
7、当质点N 振动起来以后，质点M与质点N 的速度始终大小相等、方向相反D.U 3 s 时质点N 第一次到达波峰E.x=2.5 m 处的质点P在r=0.3 s 时恰好处于平衡位置且沿y 轴正方向运动9.如图所示，x 轴上有间距为1 m的 1 3 个质点a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、I、m,它们均静止在各自的平衡位置，一列横波以l m/s 的速度水平向右传播，在 时 刻 到 达 质 点。，且。开始由平衡位置向上振动，在，=l s 时刻，质点。第一次达到波峰，则（）X -a b c d e f g h i j k I mA.波源的周期是4 sB.a点在1 0 s 时将运动到k点所在位置C
8、.这列波的波长为4 mD.f =6 s 时刻，d点位于波谷E/=6 s 时刻,点位于波谷1 0.如图甲、乙分别为两列横波I、I I 的振动图像，仁0时刻分别同时从图丙的A、3两点开始向四周传播，并在U2 s 时恰好相遇，已知A、3相距0.8 m,C为A3中点，。距A点0.1 5 m,则（）A.直线上A、B外侧均为振动加强点B.直线上A、8间(不包括A、8点)共 有8个振动加强点C.，=4s内直线上C点通过的路程为零D.U3.75S时。点经平衡位置向下振动三、非选择题：共 6 小题，共 54分，考生根据要求作答。11.如图甲所示，M、N是一根长乙=10.5m的细绳的两个端点，P为绳上一点，MP=
9、3.75m。：=0时刻，M点和N点同时开始振动，它们做简谐运动的图象分别如图乙和图丙所示，/=0.75s时，P点开始振动取竖直向上为正方向。求：(i)此绳波的波速u和波长小(ii)f=1.85s时尸点的位移。12.甲、乙两列简谐横波分别沿x轴负方向和正方向传播，两波源分别位于x=0.9m处和x=-0.6m处，两列波的波速大小相等，波源的振幅均为2 c m,两列波在r=0时刻的波形如图所示，此时平衡位置在户-0.2m和A 0.1m处的P,。两质点刚要开始振动。质点M位于x=0.3m处，已知甲波的周期为0.8 s,求：(i)乙波传播到M质点所需要的时间；（i i）在0 0.5 s时间内，M质点沿y
10、轴正方向位移最大的时刻。1 3.平衡位置位于原点。的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、。为x轴上的两个点（均位于x轴正方向）。P与。的距离为3 5 c m,此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自”。时由平衡位置开始向下振动，周期T =l s,振幅A =2 c m。当波传到尸点时，波源恰好处于波峰位置，此后再经过5 s,平衡位置在。处的质点第一次处于波峰位置。求：（1）该列波的传播速度；（2）P、。间的距离；（3）从，=0开始到平衡位置在。处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。1 4 .一列简谐横波在f=0.4 s时的波形图如甲所示，波上质点A从0时刻开
11、始的振动图像如图乙所示，求：（1）该列波的传播速度并判断其传播方向；（2）若图甲中质点P的纵坐标为-1,请写出质点P的振动方程并求出P在平衡位置的X坐标。f y/m一r/xiO-s乙1 5.海面上停着A、8两条船，它们相距s=200m。一列水波正在海面上沿AB连线的方向传播，每条船每分钟上下浮动2 0次。当A船位于波峰时，B船在波谷，两船之间还有一个波峰。一段时间后8船驶离该海域，海面平静下来，船A在其离海平面高度为/z=25m的桅杆上装有发射天线，向位于海岸高处的山顶接收站发射波长在3040m范围内的无线电波。当船A驶至与接收站的水平距离L越接近2 0 0 m,山顶接收站所接收到的信号越弱；
12、当L=2（X）m时失去无线电联系。山顶接收站海拔高度为 =175m。船A上天线发出的无线电波中有一部分直接传播到接收站，另一部分经海平面反射后传播到接收站。已知海平面能将无线电波全反射，反射波与入射波之间存在由于反射造成的半个波长的相位突变，求：（计算结果保留均3位有效数字）（1）水波的波速V；（2）船A发出的无线电波的实际波长2。16.如图所示，在平静的水面上有两个波源S/和软木塞静止在水面上的尸点，波源S/和S2、软木塞分别位于边长为L=6?的等边三角形的三个顶点。/=0时刻，S/开始自平衡位置向下振动，S2 开始自平衡位置向上振动，且与振动的频率是5 2 的g 倍，产生的两列波在水面传播
13、的速度均为2.0 m/s,其中Si产生波的波长为3 机。求：(i)振源S2 振动的周期；(i i)从 r=0 开始,经过多长时间尸质点第一次偏离平衡位置位移为负向最大值。(规定垂直水面向上为正方向)答案及解析1.【答案】A【解析】A.由振动图象知周期7 =4 s；波源起振的方向向上；根据波形图可知4 =8 m ,并且该部分前面还有至少半个波长，所以该刻这列波至少传播到x=10 m处的质点，故 A正确；B.该波沿x 轴的正方向传播，结合波形图可知，Q点振动方向向下，而 P 点的振动方向向上，所以尸点比。点先回到平衡位置，故 B 错误；C.根据波形图可知/l =8 m,则x=2 m 与x=6 m
14、的质点的平衡位置之间的距离为半个波长，由于它们步调总是相反，所以它们不可能在任何时候都保持相同的距离，故 C 错误；D.由振动图象知周期T =4s,则l()s =2.5 T,质点在一个周期内通过的路程是四个振幅,在2.5 T内的路程最长为10 A =10 x 5 c m =5 0 c m故D错误。2.【答案】B【解析】A.由题可知，质点M运动的路程为s=lf-4A=1.2 5 x 10 7 x l O7 x 4 x 0.4 m m =2 m mA正确，不符合题意；B C.超声波在血管中的传播速度为v =/l/=14 x 10-5 x 10 7mzs =1.4 x 10 3 m/s根据传播方向可
15、知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向。当坐标为x =y x l 0-2m m的质点的振动形式传到M点时，质点M第一次位移为0.2 m m,此时波向前传播=。+)x l(T 5 m=?x l 0-5 m3 6所用时间 f =一7s 5.8X10-3Sv 6 x l.4 x l 03B错误，符合题意；C正确，不符合题意；D.质点N第一次到达波谷的时间为/=1=(3 5 一0 4 s =1 5 x l O，sv 1.4 x 10D正确，不符合题意。3.【答案】C【解析】A.两列波在同种介质中传播速度相同，因甲乙波长不同，则频率不同,则相遇区域内不会发生干涉现象，选项A错误；B.甲、乙两列波的波长之比
16、为2:3,根据/可得，频率之比为3：2,选项B错误；C.两 列 波 的 波 速 均 为 尹 如=12向s3甲波传到A点的时间“丝=2S=O.5Sv 12乙波从。点传到A点的时间工=-s=0.5 sv 12乙波从x=9.5m处传到B点的时间弓=二五二s=0.625s则对于x=()的质点和x=9.5m处的质点，它们开始振动的时间之差为Az=/2 =0.125s选项c正确；D.时，两列波各自沿传播方向传播了 3 m,此时x=4m处的质点由甲波引4起的位移是+10cm；由乙波引起的位移为-5百c m,则此时该质点的实际位移大小等于10cm-5G cm=l.34cm,选项D错误。4.【答案】C【解析】A
17、.由/=可得4 =0.125Hz于 乙=0.25Hz发生稳定干涉的条件是频率相同，故A错误；B.由多普勒效应可知，一观察者正经4 2 m处沿x轴正向运动，在他看来，甲波的频率在降低，乙波的频率增大，由A选项可知，两波的频率不可能相同，故B错误；C.要使质点的位移第一次达到6 c m,必定是两列波相距最近的两个波峰相遇，f=0时这两个波峰相距Ar=7.5m故从此时开始到两者相遇，两波峰移动的距离均为与=3.75m因甲波的第一个波峰r=o的横坐标为x=-1m,想X轴正方向移动3.75m后横坐标为2.75m,故C正确；D.由同侧法可得x=-2.6m处质点向下振动，x=5.1m处质点也是向下振动，故D
18、错误。5.【答案】B【解析】A.由波形图可以看出波长为8m,故周期7=4=2S=O.8Sv 1 0故A正确；C.波的传播速度为1 0 m/s ,经0.2 s波形平移的间距为A x =wA/=1 0 x 0.2 m =2 m结合波形图可看出波形向左平移2 m,故波向左传播，故C正确；B.，=0时刻，x=4 m处质点正在向下运动，故位移表示为y=-A s i n -r =4 s i n (竿 f +7 r)(c m)故B错误；D.周期为0.8 s,由于加=0.4 s =,故质点P进过0.4 s通过的路程为s =2 A =2 x 4 c m =8 c m故D正确。6.【答案】A【解析】A.由图看出，
19、降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A正确；B.降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，故B错误；C.机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C错误；D.P点并不随波移动，故D错误。7.【答案】A【解析】AB.在U l.l s时，M点处于平衡位置，且向上运动，与z=O.l s的运动状态相同，M、N之间只有一个波峰，则有人+2=4解得z=0.4 m根据图乙可知，振动周期T=0.2 s,由/=”,解 得 帝 喑m/s =2 m/s故A正确，B错误；C.由图可
20、知，M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；D.波传到N点的时的时间f =4 =s =0.3 sv 2则z=0.5 5 s时，N点的振动时间为0.5 5 S-0.3 s=0.2 5 s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0.2 5 s,是。7,此时N点处于波谷，故D错误。8.【答案】B C E【解析】A.根据图甲可知波长为加4m,根据图乙可知周期T=0.8 s,则波速v=5 m/sT波沿x轴正方向传播，根据同侧法，x=7 m的质点振动方向向下，则波源的振动方向沿y负方向，A错误；X 2 1-7B.波从户7m传 播 至!N的时间为f =-=s =2.8
21、sv 53 3则在Z=5.8 s时质点N振动了 3 s,即振动了 3：T,质点N振动方向向下，则经过3彳T位于波峰，且质点N在5.8 s内通过的路程为s =1 5 A =3 mB正确；C.M,N两质点的平衡位置相距1 8 m1 8 m =4 2 +-A2质点M与质点N的速度始终大小相等、方向相反，C正确；D.波从N传播到M的时间为每=受丝=HS=2.8Sv 5r=3 s时质点N振动了 0.2 s,即振动了;T ,振动到波谷，D错误；E.t=3s,波向前传播的距离x =w=1.5？则恰好是/=0时刻x =l m处质点的振动传到振动传播到x =2.5 m处的尸点，则此时刻x =2.5 m处的尸点在
22、t=3s时恰好处于平衡位置，E正确。9.【答案】A C D【解析】AC.由题意，在0时刻到达质点a ,。开始由平衡位置向上振动，在f =l s时刻，质点。第一次达到波峰，可知波的周期是4 s,由 加 代入数据，可得则波长为4m,A C正确；B.波传播过程中，质点不随波迁移，B错误；D.3 s时刻，波传播到点，4点开始向上振动，再经3 s,向下运动到最大位移处，D正确；E.6 s时刻，波只传播到g点，此时力点还未振动，E错误。10.【答案】BCD【解析】A.由题意知，波长为0.2m,A、8两质点的起振方向相反，A 3间距满足波长的整数倍，故A、8外侧均为减弱点，故A错误；B.加强点满足该点距的位
23、移差为半波长的奇数倍，共有8个点，分别距A点的距离为 0.05m,0.15m,0.25m,0.35m,0.45m,0.55m,0.65m,0.7 5 m,故B正确；C.C点距A点0.4 m,为减弱点其位移始终为零，故C正确；D.。点为加强点，/=3.25s时，波II刚传到。点，从平衡位置向上振动，此时波I已在。点振动了 2.5 s,也从平衡位置向上振动。再经0.5 s,质点。经平衡位置向下振动。故D正确。11.【答案】(i)5m/s；2m；(ii)-5cm【解析】(1)由图可知，f=0.75s时M点的振动形式先到达P点,7=0.4sMP代入数据得4=2m,v=5m/s(2)因为t=1.85s=
24、0.75s+01s所以t时刻，波源M传递到P点的振动位移为-5cm因为r=1.85s=1.35s+0.5s所以f时刻，波源N传递到P点的振动位移为0,由波的叠加原理可得，f=L85s时P点的位移为-5cm。1 2.【答案】0.5 s；(2)见解析【解析】(i)由题图可知，甲波的波长为4=o.8 m,由于甲波的周期为，=0.8 s,p|3 v =可得 u =1.0m/s两波波速大小相等，由题图可知为w=0.5 m,由 土纪v可解得，=0.5 s(i i)由题图乙知乙波的波长儿4m,由=么V可得心=0.4 s甲波使M质点处于波峰时，应有加=胆，解得加=g s(，=0,l,2,)乙使M质点处于波峰时
25、，应有L =5 +2)42解得，乙 二 5 +2)S(=0,1,2/-,)欲使两列波相遇后M质点位于波峰位置，则必有加=之B P 2m-n=2因?、只能取整数，故有m=l =0 时，t=0.8 sm=2、n=2 时，t=1.6 sm=3 n=3 时，t=2.4 s1 3.【答案】(1)0.2 m/s；(2)8 5 c m；(3)5 4 c m【解析】(1)由题意，0、P两点的距离与波长满足O P =3=3 5 c m4解得z=2 0c m波速为 v =y =竽 m/s=0.2 m/s(2)在仁5 s时间间隔内波传播的路程为由题意有昨也+14综上解得P Q=8 5 c m（3）。处的质点第一次处
26、于波峰位置时，波源运动时间为:OQ 3T 1.2 t.=-1 T=s+0.75s=6.75s1 v 4 0.2波源由平衡位置开始运动，每经过四，波源运动的路程为A,由题意可知 9故t,时间内，波源运动的路程为s=2 7 A=5 4 c m1 4.【答案】（1）2 5 m/s；沿x轴正向传播；y=2 s i n1 2.5 m +；【解析】（1）由图乙可知f =0.4 s时刻，A点振动方向向下，由波形图可知波沿x轴正向传播；由图甲可知/l =20 m,由图乙可知T =0.8 s,所以丫=楙=253（2）由题可知，=0到f =0.4 s的过程，尸点振动经过的路程为2 A=4 c m,可得，=0时刻，
27、尸点纵坐标为1,向下振动，周期T =0.8 s,则。=2.5 i r a d/s所以P点振动方程为y=2 s i n（2.5加+看）冗而/=五7 =L s171 1 5即f =1s时，P点从平衡位置到达该点（1、1 5.【答案】（1）v =4 4.4 m/s；（2）3 2.8 m【解析】（1）水波的周期T=枭S=3S由题意得|a =s又 用联立解得u =4 4.4 m/s（2）由于电磁波反射时造成半个波长的相位突变，所以两列波相遇时振动最弱的条件为S 2-1 =/其中S|=J(H-/?)2+一5 2=j(4+y+-又 3 0m A 4 0m联立解得力=3 2.8 m1 6.【答案】2.5 s；(i i )4.8 7 5 s【解析】(i)根据波速公式可得工=2=L 5 sV依题意有=3月，解得n=1=2 5 s(i i)设两列波刚传播到尸点所用的时间为t o,贝 1几=3.0 sV第一列波的波谷传到P点 再 用 的 时 间 为 巾(n.=0,1,2.)第二列波的波谷传到P点再用的时间为，2=6+%,(n2=0,1,2.)当尸点的位移为负向最大值时，有+5=+小得仆=1+1 ；当=0时，n,=l,时间最短4=L875S贝|J /=/0+/(=4.87 5s