高考物理一轮总复习检测第十三章 第2课时 机械波 Word版含答案Word格式.docx

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特别提醒：

（1）机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变；

（2）机械波的波速仅由介质来决定，波速在固体、液体中比在空气中大．波速的计算方法：

v＝

或v＝

.

4．波的图象的物理意义：

反映了某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移．

5．波的干涉．

（1）产生稳定干涉的条件：

频率相同的两列同性质的波相遇．

（2）现象：

两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，且加强区和减弱区互相间隔．

（3）对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长整数倍时，振动加强；

凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱．

6．产生明显衍射现象的条件：

障碍物或孔（缝）的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小．

7．多普勒效应．

（1）波源不动

（2）观察者不动

1．在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移（×

）

2．机械波在传播过程中，各个质点振动的周期、振幅都相等．（√）

3．周期或频率，只取决于波源，而与v、λ无直接关系．（√）

4．波速v取决于介质的性质，它与T、λ无直接关系．只要介质不变，v就不变；

如果介质变了，v也一定变．（√）

5．机械波在一个周期内传播的距离等于一个波长．（√）

6．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象．（×

7．一切波都能发生衍射现象．（√）

8．多普勒效应说明波源的频率发生变化．（×

1．（2017·

长沙模拟）下列物理现象：

①在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；

　②“闻其声而不见其人”；

　③学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；

④当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．分别属于波的（　　）

A．反射、衍射、干涉、多普勒效应

B．折射、衍射、多普勒效应、干涉

C．反射、折射、干涉、多普勒效应

D．衍射、折射、干涉、多普勒效应

解析：

在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；

“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；

学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；

当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应．正确选项是A.

答案：

A

2．（2015·

重庆卷）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s．求该波的波速并判断P点此时的振动方向．

由波形图可知λ＝1.0m，

则v＝

＝2.5m/s.

波沿x轴正方向，由同侧法可知P点沿y轴正向振动．

2.5m/s　P点沿y轴正向振动

一、单项选择题

恩施模拟）利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则（　　）

A．图甲、乙均显示了波的干涉现象

B．图甲、乙均显示了波的衍射现象

C．图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象

D．图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象

由图容易看出甲是小孔衍射，图乙是波的干涉，选项D正确．

D

2．（2017·

济南模拟）小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静．现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是（　　）

A．提高拍打水面的频率

B．降低拍打水面的频率

C．无论怎样拍打，A都不会振动起来

D．无需拍打，A也会振动起来

使形成的水波能带动树叶A振动起来，必须使水面形成的波波长足够长，衍射现象明显，可以采用的方法是降低拍打水面的频率，选项B正确．

B

3．（2015·

福建卷）简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（　　）

由图A知，波长λ＝2s，周期T＝

，由图知质点a向上振动，经

第一次到达波谷，用时t1＝

T＝

，B图对应波长λ＝s，周期T＝

，由图知质点a向下振动，经

第一次到达波谷，用时t2＝

，C图对应波长λ＝s，周期T＝

第一次到达波谷，用时t3＝

，D图对应波长λ＝

第一次到达波谷，用时t4＝

，所以D正确．

4．（2016·

日照模拟）在坐标原点处有一质点O做简谐振动，它形成沿x轴传播的简谐横波，波长为16m，在其右侧相距4m处的质点P的振动图象如图所示，使用与P质点相同的计时起点，那么当t＝5s时的波动图象是下图中的（　　）

由振动图象可知，t＝5s时，质点P正经过平衡位置向上运动．比较波形图中距离O点右侧面4m处的质点，A、B波形图中该处质点并不在平衡位置上，故A、B错；

D图中4m处质点正经过平衡位置向下运动，D项错．

C

5．（2016·

烟台模拟）如图甲所示，S点为振源，P点距S的距离为r，t＝0时刻S点由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P点从t1时刻开始振动的振动图象，则以下说法正确的是（　　）

A．t＝0时刻振源S的振动方向沿y轴负方向

B．t2时刻P点振动速度最大，方向沿y轴负方向

C．该简谐波的波长为

D．若波源停止振动，则P点也马上停止振动

据题意，当机械波在t1时刻刚传到P点时，P点的起振方向向上，说明这列波的起振方向向上，则t＝0时，振源的振动方向沿y轴正方向，A选项错误；

据图可知，t2时刻质点P处于平衡位置向上振动，即此时质点P具有正向的最大速度，B选项错误；

这列波从波源S传到距离r的P点时所用的时间为t1，则这列波的传播速度为v＝

，那么由图可得这列波的波长为λ＝vT＝

，则C选项正确；

如果波源停止振动，则P点需要经过t1时间才会停止振动，所以D选项错误．

6．（2015·

北京卷）周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波（　　）

A．沿x轴正方向传播，波速v＝20m/s

B．沿x轴正方向传播，波速v＝10m/s

C．沿x轴负方向传播，波速v＝20m/s

D．沿x轴负方向传播，波速v＝10m/s

根据机械波的速度公式v＝

，由图可知波长为20m，再结合周期为2s，可以得出波速为10m/s.应用“同侧法”等方法判断波沿x轴正方向传播．因此答案为B.

二、多项选择题

7．（2016·

衡水模拟）为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛音do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如图中a和b的两个振动图线，由此可以判断（　　）

A．do和sol的频率之比约为2∶3

B．do和sol的周期之比约为2∶3

C．do和sol在空气中传播的波速之比约为3∶2

D．do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2

由题图可知，相同长度的do的4个波长对应sol的6个波长，故do和sol在空气中传播的波长之比约为3∶2，选项D正确；

由于二者在空气中传播速度相等，由v＝λf可知，do和sol的频率之比约为2∶3，do和sol的周期之比约为3∶2，选项A正确，B、C错误．

AD

8．（2017·

唐山模拟）如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（　　）

A．该时刻质点O正处在平衡位置

B．P、N两点始终处于平衡位置

C．点M到两波源的距离之差一定是波长的整数倍

D．从该时刻起，经过

周期，质点M到达平衡位置

由题图可知，O、M为振动加强的点，此时点O处于波谷，点M处于波峰，点M是峰、峰相遇，只有当两波源振动相位相同时，点M到两波源的距离差才是波长的整数倍，若两波源振动相位相反，则点M到两波源的距离差为半波长的奇数倍，故A、C均错；

P、N两点为减弱点，又因为两列波的振幅相同，因此P、N两点的振幅为零，即两点始终处于平衡位置，B正确；

从该时刻经

周期，两列波分别引起的振动都使点M位于平衡位置，故点M位于平衡位置，D正确．

BD

9．（2015·

海南卷）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s．下列说法正确的是（　　）

A．波速为4m/s

B．波的频率为1.25Hz

C．x坐标为15m的质点在t＝0.2s时恰好位于波谷

D．x坐标为22m的质点在t＝0.2s时恰好位于波峰

E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷

任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则

T＝0.4s，解得T＝0.8s，从图象中可知λ＝4m，所以根据公式v＝

＝

m/s＝5m/s，故选项A错误；

根据公式f＝

可得波的频率为1.25Hz，选项B正确；

x坐标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x坐标为3m的质点经过t＝0.2s，即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t＝0.2s时振动到平衡位置，选项C错误；

x的坐标为22m的质点和x的坐标为2m的质点为同相点，x的坐标为2m的质点经过t＝0.2s，即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为22m的质点在t＝0.2s时恰好位于波峰，选项D正确；

当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为17m的质点和x坐标为1m的质点为同相点，经过半个周期x坐标为1m的质点恰好位于波谷，选项E正确．

BDE

三、非选择题

10．（2015·

课标全国II卷）平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T＝1s，振幅A＝5cm.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；

此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：

（1）P、Q之间的距离；

（2）从t＝0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程．

（1）由题意，O、P两点的距离与波长满足

OP＝

λ，

波速与波长的关系为v＝

在t＝5s时间间隔内波传播的路程为vt，

由题意有vt＝PQ＋

，

综上解得PQ＝133cm.

（2）Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为

t1＝t＋

T.

波源由平衡位置开始运动，每经过

，波源运动的路程为A，由题意可知t1＝25×

T，

故t1时间内，波源运动的路程为s＝25A＝125cm.

（1）133cm　　

（2）125cm

11．（2016·

南京模拟）如图所示，在坐标原点O处有一波源S，它沿y轴做频率为50Hz，振幅为2cm的简谐振动，形成的波可沿x轴正、负方向传播，波速为20cm/s，开始振动时，S恰好通过O点沿y轴正方向运动．

（1）当S完成第一次全振动时，画出此时的波形图．

（2）如图，波传到坐标为x1＝2.7cm的M点时，还要经过多长时间才能传到N点？

波传到N点时，M点在什么位置？

（1）波形图象如图．

（2）当波到达M点时，波也已经传到x＝－2.7cm的位置．

还要再经过t＝

＝0.01s才能传到N点．

当波传播到N点时，M点已经振动了半个周期，故M点正在平衡位置且正在向y轴负向运动．

（1）见解析　

（2）0.01s　M点正在平衡位置