【三维设计】2022届高三物理一轮 课时跟踪检测42 机械波

课时跟踪检测(四十二)　机械波高考常考题型：选择题＋填空题＋计算题1．(2022·九江联考)下列物理现象中：(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急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的(　　)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2．(2022·上海虹口期末)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，俯视如图1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(　　)图1A．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3.如图2所示为一列横波的图象，在此时刻，质点P的振动速度为v，经过0.2s，P的振动速度仍为v，再经过0.2s，P点的振动方向改变，速度大小还是v，从而可以断定(　　)A．若波向左传播，波速最小为10m/sB．若波向左传播，波速最小为5m/s图2C．若波向右传播，波速最小为10m/sD．若波向右传播，波速最小为15m/s4．(2022·唐山模拟)一列沿x轴正向传播的简谐横波，当波传到O点时开始计时，7.0s时刚好传到x＝3.5m处，如图3所示。由此可以判定(　　)6\n图3A．该波的振动周期为7.0sB．波源的起振方向向上C．该波的波速为0.5m/sD．再经过1.0s，x＝2m处质点刚好处在波谷的位置5．(2022·德州一模)如图4所示是一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，此时P点沿y轴的负方向运动，已知波的传播速度为2m/s。下列说法正确的是(　　)图4A．波沿x轴正方向传播B．P、Q两点的振幅均为5cmC．再过0.1s的时间P点将运动到波峰位置D．平衡位置在x＝－0.4m处的质点振动后，其振动步调与P点始终相反6．如图5所示是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为8cm，E点是B、D和A、C连线的交点，下列说法中正确的是(　　)A．A、C两处两质点是振动加强的点图5B．B、D两处两质点在该时刻的竖直高度差是4cmC．E处质点是振动加强的点D．经0.02s，B处质点通过的路程是8cm7．(2022·天津高考)沿x轴正方向传播一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图6所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t＝s时(　　)图6A．质点M对平衡位置的位移一定为负值6\nB．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反8．(2022·北京西城期末)如图7所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线表示t＝0时刻的波形，虚线表示t＝0.7s时刻的波形。则这列波的(　　)图7A．波长为4m　　　　　B．周期可能为0.4sC．频率可能为0.25HzD．传播速度可能约为5.7m/s9．(2022·海南高考)某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图8所示。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s。由此可知图8(1)波长λ＝________m。(2)当B点离开平衡位置的位移为＋6cm时，A点离开平衡位置的位移是________cm。10．(2022·江苏高考)地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0km/s的P波。一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3min。假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2s，求震源与监测点之间的距离x和S波的波长λ。11．(2022·山东高考)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图9所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2m、x＝4m处。从t＝0时刻开始计时，当t＝15s时质点Q刚好第4次到达波峰。图9(1)求波速。(2)写出质点P简谐运动的表达式(不要求推导过程)。6\n12．如图10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，求：图10(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？答案课时跟踪检测(四十二)机械波1．选A　在春天里在一次闪电过后，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急驶而来时，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。2．选B　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。3．选BD　由题意，若波向左传播，则周期最大为0.8s。由λ＝4m，波速最小为5m/s。B正确，A错误。若波向右传播，设质点由P点到最大位移处再回到P点的时间为t1，由P点直接到对称点P′的时间为t2，根据题意2t1＋t2＝0.2s，t1＋2t2＝0.2s，周期T＝2t1＋2t2，解得最大周期为T＝s，此时波速为v＝＝15m/s，故C错，D正确。4．选C　由题述可知，该波的振动周期为4.0s，波源的起振方向向下，选项A、B错误；该波的波长为2m，波速为0.5m/s，选项C正确；再经过1.0s，x＝2m处质点刚好处在平衡位置，选项D错误。5．选BD　根据此时P点沿y轴的负方向运动，波沿x轴负方向传播，选项A错误；P、Q两点的振幅均为5cm，选项B正确；由波动图象可知波长为λ＝0.4m，周期为T＝λ/v＝0.2s，再经过0.1s的时间P点将运动到平衡位置向上运动，选项C错误；平衡位置在x＝－0.4m处的质点与P点相距1.5个波长，二者振动步调始终相反，选项D正确。6.选CD　实线交点为振动加强点，实线与虚线的交点为振动减弱处，振幅分别为A1＋A2和|A1－A2|。对照图示，A、C振动减弱，B、D6\n振动加强，故A错。而此刻D位移应是A1＋A2＝4cm，B位移应是－(A1＋A2)＝－4cm，竖直高度差为8cm，B错。由v＝λf，得f＝＝Hz＝25Hz，此为单列波的频率，也是B的振动频率，故质点B在0.02s内振动了，通过的路程sB＝2A＝8cm。故D正确。对E处情况的判断可用——波形图法。画D、B间的波形如图所示，再经过后，两列波波峰同时到该处，故E点亦为振动加强的点。C正确。7．选CD　根据波的图象可知波长为λ＝4m，根据波速可得该波周期为T＝＝0.1s，则由图示状态再经过s即T后质点M相对平衡位置的位移仍为正值，但正在向下振动，可知其在t＝s时的速度方向与其相对平衡位置位移方向相反，而与加速度方向相同，选项A、B错误、C、D正确。8．选AB　由波形图可知，这列波的波长为4m，选项A正确；由0.7s＝3T/4＋nT可得周期T＝，可能为0.4s，频率可能为2.5Hz，选项B正确C错误；由v＝λ/T可知，传播速度不可能为5.7m/s，选项D错误。9．解析：(1)由v＝Δx/Δt，得v＝10m/s。由振动图象可知波动周期T＝2.0s，波长λ＝vT＝10×2m＝20m。(2)由于A、B两点相距10m，为半个波长，当B点离开平衡位置的位移为＋6cm时，A点离开平衡位置的位移是－6cm。答案：(1)20　(2)－610．解析：设P波的传播时间为t，则x＝vPt，x＝vS(t＋Δt)，解得x＝1260km。由λ＝vST，解得λ＝4.2km。答案：x＝1260km　λ＝4.2km11．解析：(1)设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，有图象知，λ＝4m。由题意得t＝3T＋3T/4，v＝λ/T联立上述二式，代入数据得v＝1m/s。(2)质点P做简谐运动的表达式为：y＝0.2sin(0.5πt)m答案：(1)1m/s　(2)y＝0.2sin(0.5πt)m12．解析：(1)波形图象如图：6\n(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。答案：(1)见解析　(2)0.01s　M点正在平衡位置6