2023高考物理专题冲刺训练--机械波(二)--波的多解问题
机械波板块高考考点及典型题总结(2) 卢强撰稿
一机械波的多解问题1.如图12-2-12所示为一列简谐波某时刻的波形图，图中P点为介质中一质点，此时刻恰好过平衡位置，已知其振动周期T=0.4 s，求至少过多长时间P质点到达波峰？图 12-2-122.有一列沿水平绳传播的简谐横波,频率为,振动方向沿竖直方向.当绳上的质点P到达其平衡位置且向下运动时,在其右方相距处的质点Q刚好到达最高点.由此可知波速和传播方向可能是( )A. ,向右传播B.,向左传C. ,向右传播D. ,向左传播3.如图所示，实线是某时刻的波形图象，虚线表示0.2s后的波形图象.( )A.若这列波向左传播，则可确定它传播的距离的大小B. 若这列波向右传播，则可求它的最大周期C. 若波速是35m/s，则波的传播方向向右D. 不管波的传播方向如何，由图象都可以确定x=0的质点在0.2s时间内的位移和路程4.—列简谐横波沿水平直线向右传播。
M、N为介质中相距为△s的两质点，M在左，N在右。
t时刻，M、N两质点正好振动经过平衡位置，而且M、N之间只有一个波峰，经过△t时间N质点恰好在波峰位置。
求这列波的波速。
5.列简谐波沿x轴方向传播,已知x轴上x1=0和x2=1m两处质点的振动图象分别如图(甲)、(乙)所示，求(1)若此波沿x轴正向传播，则波的传播速度的可能值。
(2)若此波沿x轴负向传播，则波的传播速度的可能值。
二近几年机械波高考练习题5.在时刻，质点 A 开始做简谐运动，其振动图象如图乙所示。
质点 A 振动的周期是 s ；时，质点 A 的运动沿轴的方向（填“正”或“负”）；质点 B 在波动的传播方向上与 A 相距 16m ，已知波的传播速度为 2m /s ，在时，质点 B 偏离平衡位置的位移是 cm 。
6. 一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为（）A. A=1mf=5HzB. A=0.5mf=5HzC. A=1mf=2.5HzD. A=0.5mf=2.5Hz7.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示。
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案1．[2023·新课标卷]船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声．声波在空气中和在水中传播时的()A．波速和波长均不同B．频率和波速均不同C．波长和周期均不同D．周期和频率均不同答案：A解析：声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系v＝λf可知，波长也不同，故A正确，B、C、D错误．故选A.2．[2024·浙江1月]如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动．以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则()A．t1时刻小球向上运动B．t2时刻光源的加速度向上C．t2时刻小球与影子相位差为πD．t3时刻影子的位移为5A答案：D解析：以竖直向上为正方向，根据图2可知，t1时刻，小球位于平衡位置，随后位移为负值，且位移增大，可知，t1时刻小球向下运动，A错误；t2时刻，光源的位移为正值，光源振动图像为正弦式，表明其做简谐运动，根据F回＝－kx＝ma可知，其加速度方向与位移方向相反，位移方向向上，则加速度方向向下，B错误；根据图2可知，小球与光源的振动步调总是相反，由于影子是光源发出的光被小球遮挡后，在屏上留下的阴影，可知，影子与小球的振动步调总是相同，即t2时刻小球与影子相位差为0，C错误；根据图2可知，t3时刻，光源位于最低点，小球位于最高点，根据光沿直线传播，光源能够在屏上留下影子的位置也处于最高点，影子位于正向最大位移处，根据几何关系有ll＋2l ＝A＋AA＋x影子，解得x影子＝5A，即t3时刻影子的位移为5A，D正确．3．[2024·吉林卷]某同学自制双缝干涉实验装置：在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示．用绿色激光照双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹．下列做法可以使相邻两条亮条纹中央间距变小的是()A．换用更粗的头发丝B．换用红色激光照射双缝C．增大纸板与墙面的距离D．减小光源与纸板的距离答案：A解析：由于干涉条纹间距Δx＝ldλ可知，换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变小，故A正确；换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变大，故B错误；增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮条纹中央间距Δx 变大，故C错误；减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮条纹中央间距Δx，故D错误．故选A.4．[2024·浙江1月](多选)在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面(z轴垂直纸面向外).在介质Ⅰ中的P(0，4λ)处有一点波源，产生波长为λ、速度为v的波．波传到介质Ⅱ中，其速度为2v.图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R 和S点，此时波源也恰好位于波峰．M为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则()A ．介质Ⅱ中波的频率为2v λB. S 点的坐标为(0，－2 λ)C ．入射波与反射波在M 点相干减弱D. 折射角α的正弦值sin α＝352 答案：BD解析：波从一种介质到另一种介质，频率不变，故介质Ⅱ中波的频率为f ＝v λ，A 错误；在介质Ⅱ中波长为λ′＝2v f＝2 λ，由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，故S 点的坐标为(0，－2 λ)，B 正确；由于S 为波峰，且波传到介质Ⅱ中，其速度为2 v .图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，则R 也为波峰，故P 到R 比P 到O 多一个波峰，则PR ＝5λ，则OR ＝3λ，由于||MO －PM≠2n ·λ2 或(2n ＋1)λ2 (n ＝0，1，2，…)，故M 点不是减弱点，C 错误；根据n ＝λ′λ＝2 ，则n ＝sin αOR PR，解得sin α＝352 ，D 正确． 5．[2021·天津卷]一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度v ＝10 m/s ，t ＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y 轴正方向运动，下列图形中哪个是t ＝0.6 s 时的波形( )答案：B解析：由图中可以看出该波的波长为λ＝4 m ，根据v ＝λT可知该列波的周期为T ＝0.4 s ，又因为t＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当t＝0.6 s时经历了1.5 T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B正确．6．[2023·湖南卷]如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC＝BC＝4 m，DC＝3 m，DC垂直AB.t＝0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4 m．下列说法正确的是()A．这三列波的波速均为2 m/sB．t＝2 s时，D处的质点开始振动C．t＝4.5 s时，D处的质点向y轴负方向运动D．t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是6 cm答案：C解析：由图(b)的振动图像可知，振动的周期为4 s，故三列波的波速为v＝λT＝4 m4 s＝1m/s，A错误；由图(a)可知，D处距离波源C最近的距离为3 m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为t C＝DC v＝3 m1 m/s＝3 s故t＝2 s时，D处的质点还未开始振动，B错误；由几何关系可知AD＝BD＝5 m，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为t AB＝ADv＝5 m1 m/s＝5 s故t＝4.5 s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为t1＝t－t C ＝1.5 s由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；t＝6 s时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2＝t－t C＝3 s由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；t＝6 s时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为t3＝t－t AB＝1 s由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰．根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为y＝2A－A＝2 cm故t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是2 cm，D错误．故选C.。
新教材适用2023_2024学年高中物理第三章机械波2.波速与波长频率的关系课后训练教科版选择性必修
2.波速与波长、频率的关系课后训练巩固提升基础巩固1.关于波速,下列说法正确的是()A.反映了质点振动的快慢B.反映了振动在介质中传播的快慢C.波速由介质和波源共同决定D.波速与波源的频率成正比,它与质点的振动快慢无关,选项A错误,B正确;波速只由介质决定,而与频率和波长无关,选项C、D错误。
2.介质中有一列简谐机械波在传播,对于其中某个振动质点()A.它的振动速度等于波的传播速度B.它的振动方向一定垂直于波的传播方向C.它在一个周期内通过的路程等于一个波长D.它的振动频率等于波源的振动频率,波的传播速度只与介质有关,而质点的振动速度周期性变化,振动质点并不随波迁移,只是在各自的平衡位置附近做简谐运动,选项A、C错误;机械波可能是横波,也可能是纵波,故振动质点的振动方向不一定垂直于波的传播方向,选项B错误;振动质点的振动是由波源的振动引起的,是受迫振动,故质点的振动频率等于波源的振动频率,选项D正确。
3.用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波。
某一时刻的波形如图所示,绳上a、b两质点均处于波峰位置。
下列说法正确的是()A.a、b两点之间的距离为半个波长B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期C.b点完成全振动次数比a点多一次D.b点完成全振动次数比a点少一次,A错误;波在一个周期内向前传播的距离为一个波长,a点比b点早振动一个周期,完成全振动的次数也比b点多一次,故B、C错误,D正确。
4.男女生二重唱中,女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2,它们之间的关系是()A.f1>f2,λ1>λ2,v1>v2B.f1<f2,λ1<λ2,v1<v2C.f1>f2,λ1<λ2,v1=v2D.以上说法都不正确,因而在空气中波速相同,A 、B 错误;而音调高即是频率高,即f 1>f 2,又v=λf ,所以λ1<λ2,C 正确,D 错误。
2025版高考物理一轮总复习考点突破第8章机械振动机械波第21讲机械波考点3波的多解问题
考点3 波的多解问题(实力考点·深度研析)造成波动问题多解的主要因素1．周期性(1)时间周期性：时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确。
(2)空间周期性：波传播距离Δx 与波长λ的关系不明确。
2．双向性(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定。
(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定。
3．波形的隐含性形成多解在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态。
这样波形就有多种状况，形成波动问题的多解性。
►考向1 波传播的双向性和时间周期性引起的多解问题[解析] (1)由题图可知λ＝8 m 。
当波向右传播时，在Δt ＝t 2－t 1时间内波传播的距离为s 1＝nλ＋38λ＝(8n ＋3)m(n ＝0,1,2，…) 波速为v 1＝s 1Δt ＝8n ＋30.5m/s ＝(16n ＋6)m/s(n ＝0,1,2，…)。
当波向左传播时，在Δt ＝t 2－t 1时间内波传播的距离为s 2＝nλ＋58λ＝(8n ＋5)m(n ＝0,1,2，…)波速为v 2＝s 2Δt ＝8n ＋50.5m/s ＝(16n ＋10)m/s(n ＝0,1,2，…)。
(2)若波速大小为74 m/s ，在Δt ＝t 2－t 1时间内波传播的距离为s ′＝v ′·Δt ＝74×0.5 m＝37 m ，因为37 m ＝4λ＋58λ，所以波向左传播。
[答案] 答案见解析解决波的多解问题的一般思路(1)首先找出造成多解的缘由，比如考虑传播方向的双向性，可先假设波向右传播，再假设波向左传播，分别进行分析。
(2)依据周期性列式，若题目给出的是时间条件，则列出t ＝nT ＋Δt (n ＝0,1,2，…)；若给出的是距离条件，则列出x ＝nλ＋Δx (n ＝0,1,2，…)进行求解。
(3)依据须要进一步求与波速⎝ ⎛⎭⎪⎫v ＝Δx Δt 或v ＝λT ＝λf 等有关的问题。
►考向2 空间周期性引起的多解问题(2024·海南卷)下面左右两图分别是一列机械波在传播方向上相距6 m 的两个质点P 、Q 的振动图像，下列说法正确的是( C )A ．该波的周期是5 sB ．该波的波速是3 m/sC ．4 s 时P 质点向上振动D ．4 s 时Q 质点向上振动[解析] 由振动图像可看出该波的周期是4 s ，A 错误；由于Q 、P 两个质点振动反相，则可知两者间距离等于⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ＝6 m ，n ＝0,1,2，…，依据v ＝λT ＝32n ＋1 m/s ，n ＝0,1,2，…，B 错误；由P 质点的振动图像可看出，在4 s 时P 质点在平衡位置向上振动，C 正确；由Q 质点的振动图像可看出，在4 s 时Q 质点在平衡位置向下振动，D 错误。
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—机械波(含解析)
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—机械波（含解析）一、多选题1．沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M 为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s ，则1s 40t =时（）A ．质点M 对平衡位置的位移一定为负值B ．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【答案】CD【解析】由图读出波长为λ=4m ，则该波的周期为4s 0.1s 40T v λ===1s 404T t ==t=0时刻质点M 向上运动，则在1s 40t =时刻，质点M 正从波峰向平衡位置运动，所以其速度增大，加速度减小。
位移为正，质点M 的速度沿y 轴负方向，加速度沿y 轴负方向，所以加速度方向与速度方向相同，速度方向与位移方向相反，质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，故CD 正确，AB 错误。
故选CD 。
2．如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x ＝2m 处的质点P 以此时刻为计时起点的振动图像．下列说法正确的是（）A．这列波的传播方向是沿x轴正方向B．这列波的传播速度是20m/sC．经过0.15s，质点P沿x轴的正方向传播了3mD．经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴正方向E.经过0.35s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离【答案】ABE【解析】由振动图象读出t=0时刻P点的振动方向，判断波的传播方向．由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速．分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断Q点的运动方向．由乙图读出，t=0时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，A正确；由图知：λ=4m，T=0.2s，则波速4/20/0.2v m s m sTλ===，B正确；简谐横波中质点在平衡位置附近振动，并不随着波迁移，C错误；图示时刻Q点沿y轴正方向运动，1 0.12t s T==，质点Q的运动方向沿y轴负方向，D错误；t=0.35s=1.75T，经过0.35s时，质点P到达波峰，而质点Q位于平衡位置与波谷之间，故质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，E正确．3．图（a）是一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.5m处的质点，Q是平衡位置在x=12m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（）A ．这列波沿x 轴正方向传播B ．在t =0.25s 时，质点P 的加速度方向沿y 轴负方向C ．从t =0.10s 到t =0.25s 的过程中，质点Q 的位移大小为0.30mD ．从t =0.10s 到t =0.25s ，回复力对质点P 的冲量为零E.质点Q 简谐运动的表达式为y =0.10sin10πt （m ）【答案】ABE【解析】A.根据振动图像可知t =0.10s 时刻质点Q 向下振动，在波动图像中根据“同侧法”知波沿x 轴正方向传播，A 正确；B.由振动图像读出周期T =0.2s ，从t =0.10s 到t =0.25s 经过的时间为△t =0.15s=3 4T 则在t =0.25s 时，质点P 位于x 轴上方，加速度方向沿y 轴负方向，B 正确；C.从t =0.10s 到t =0.25s 经过的时间为3 4个周期，t =0.25s 时刻质点Q 位于波峰，质点Q 的位移大小为0.10m ，路程为0.30m ，C 错误；D.从t =0.10s 到t =0.25s 经过的时间为3 4个周期，t =0.10s 和t =0.25s 质点P 的瞬时速度不相同，由动量定理21()0I m v m v v =∆=-≠回复力对质点P 的冲量不为零，D 错误；E.由振动图像和波动图像可知0.10mA =210rad/s Tπωπ==质点Q 简谐运动的表达式为sin 0.10sin10(m)y A t t ωπ==E 正确。
2023版新教材高中物理第三章机械波专项2波的图像与振动图像的综合问题课时作业教科版选择性必修第一册
专项 2 波的图像与振动图像的综合问题提能力1．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t＝1 s时的波形图，图乙是波中某质点的振动位移随时间变化的振动图像(两图均用同一时刻计时)，图乙的振动图像对应图甲上的质点可能是( )A．x＝1 m处的质点 B．x＝2 m处的质点C．x＝3 m处的质点 D．x＝4 m处的质点2．一列简谐横波沿x轴传播，波速为2.0 m/s，该波在t＝0时刻的波形图如图甲所示，x＝0处质点的振动图像如图乙所示．下列说法正确的是( )A．质点的振动周期为4.0 sB．这列波的振幅为60 cmC．该波沿x轴正方向传播D．t＝0时刻，x＝4 m处的质点沿y轴负方向振动3．质点A做简谐运动，其振动图像和t＝1.6 s时刻的波动图像如图所示，则在t＝1.6 s时，下列说法正确的是( )A．质点A向上运动，波向左传播B．质点A向上运动，波向右传播C．质点A向下运动，波向左传播D．质点A向下运动，波向右传播4．(多选)如图甲所示的y-x图线表示一列简谐波在沿x轴方向传播时的波形图，若以图甲所示情况为计时起点，那么图乙所示的y-t图线表示的是( )A．当这列波沿x轴正方向传播时，是表示a质点的振动图像B．当这列波沿x轴负方向传播时，是表示a质点的振动图像C．当这列波沿x轴正方向传播时，是表示b质点的振动图像D．当这列波沿x轴负方向传播时，是表示b质点的振动图像5．(多选)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示．当t＝7 s时，简谐波的波动图像可能正确的是( )6．(多选)一列简谐横波沿x轴方向传播，在t＝0.25 s时的波形如图甲所示，图乙为x＝1.5 m处质点b的振动图像，下列说法正确的是( )A．该波的波速为2 m/sB．该波沿x轴正方向传播C．质点a(x＝1 m)在t＝0.25 s到t＝1.25 s的时间内沿x轴正方向运动了2 mD．质点d(x＝3 m)在t＝0.75 s时处于平衡位置，并沿y轴负方向运动7．一列简谐横波在t＝0.4 s时的波形如图甲所示，甲图中x＝15 m处质点A的振动图像如图乙所示．则( )A ．这列波沿x 轴正方向传播B ．这列波的波速是20 m/sC ．再过0.2 s 质点A 将迁移到x ＝20 m 处D ．质点A 在任意的1 s 内所通过的路程都是0.4 m8．(多选)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T2 时刻，该波的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是( )A ．质点Q 的振动图像与图(b)相同B ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大C ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示D ．在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大9．战斗绳是目前非常流行的一种高效全身训练的方式．在某次训练中，运动员手持绳的一端甩动形成绳波可简化为简谐波，图甲是t ＝0.3 s 时的波形图，x ＝0处的质点振动图像如图乙所示，质点A 的平衡位置在x ＝2.5 m 处，则( )A ．这列波向x 轴负方向传播B ．这列波的传播速度为1 m/sC ．t ＝0.6 s 时质点A 的加速度沿y 轴负方向D ．t ＝0.3 s 至0.55 s 时间内，质点A 通过的路程为3 cm10.如图甲为某波在t ＝1.0 s 时的图像，图乙为参与该波动的P 质点的振动图像．(1)求该波的波速；(2)画出Δt ＝3.5 s 时的波形．专项2 波的图像与振动图像的综合问题1．答案：B解析：波沿x 轴正方向传播，由题图乙可得在t ＝1 s 时刻，质点在平衡位置，且向y 轴负方向运动，由题图甲及简谐波沿x 轴正方向传播可判断x ＝2 m 处的质点在平衡位置，正沿y 轴负方向运动，故B 正确，A 、C 、D 错误．2．答案：A解析：由题图甲可知，波长λ＝8 m, T ＝λv ＝82.0 s ＝4.0 s ，故A 正确；由题图甲知，这列波的振幅为30 cm ，故B 错误；t ＝0时刻，x ＝0处质点向下振动，可知该波沿x 轴负方向传播，故C 错误；根据波沿x 轴负方向传播可判断，t ＝0时刻，x ＝4 m 处质点沿y 轴正方向振动，故D 错误．3．答案：B解析：由振动图像可知t ＝1.6 s 时，质点A 向上振动．根据“上坡下振，下坡上振”，可确定A 点处于波的图像的下坡，则波应沿x 轴正方向传播，故B 项正确．4．答案：AD解析：如果这列波沿x 轴正方向传播，a 质点应沿y 轴正方向运动，b 质点应沿y 轴负方向运动，这时y -t 图线表示的是a 质点的振动图像；如果这列波沿x 轴负方向传播，a 质点应沿y 轴负方向运动，b 质点沿y 轴正方向运动，这时y -t 图线表示的是b 质点的振动图像，故A 、D 正确．5．答案：AC解析：由O 点的振动图像可知，周期为T ＝2×(11－5) s ＝12 s ，设原点处的质点的振动方程为y ＝A sin ⎝⎛⎭⎪⎫2πT t ＋φ，则10 cm ＝20sin φ cm 解得φ＝π6，在t ＝7 s 时刻y7＝20sin⎝ ⎛⎭⎪⎫2π12×7＋π6 cm ＝－10 3 cm ≈－17.3 cm ，因7 s ＝12T ＋112T ，则在t ＝7 s 时刻质点在y 轴负向且向下振动，根据同侧法可判断若波向右传播，则波形如C 所示；若波向左传播，则波形如A 所示．6．答案：AB解析：根据题图甲可得，λ＝4 m ，根据题图乙可得T ＝2 s ，则波的速度为v ＝λT ＝2 m/s ，A 正确；在t ＝0.25 s 时，b 点振动方向向上，由波形平移法知该波沿x 轴正方向传播，B 正确；质点a 只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随着波向右迁移，C 错误；题图甲为t ＝0.25 s 时的波形图，到t ＝0.75 s 时经过了的时间是T4，即t ＝0.75 s 时，质点d 处于平衡位置，并正在向y 轴正方向运动，D 错误．方法总结：“一分、一看、二找”巧解波的图像与振动图像综合类问题7．答案：A解析：A 对：由图乙知，t ＝0.4 s 时质点A 向下振动，据带动法可知该波沿x 轴正方向传播．B 错：由图甲读出波长为λ＝20 m ，由图乙读出波的周期为T ＝0.8 s ，则波速为 v ＝λT ＝25 m/s.C 错：简谐横波沿x 轴正方向传播，质点A 只上下振动，并不随波迁移．D 错：质点在一个周期内通过的路程为四个振幅，周期T ＝0.8 s ，则Δt ＝1 s ＝54T ，若质点A 初始位置在平衡位置或最大位移处，则它在1 s 内的路程应为s ＝1.25×4A ＝5×8 cm ＝0.4 m ；若质点A 初始位置不在平衡位置或最大位移处，1 s 内所通过的路程不是0.4 m ．8．答案：BCD解析：t ＝T2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q 在t ＝T2时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q 的振动图像与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所示，选项A 错误，C 正确；在t ＝0时刻，质点P 处在波谷位置，速率为零，位移最大，加速度最大，而质点Q 运动到平衡位置，速度最大，加速度为零，即在t ＝0时刻，质点P 的加速度比质点Q 的大，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大，选项B 、D 正确．9．答案：D解析：由乙图读出，t ＝0.3 s 时x ＝0处的质点速度方向沿y 轴负方向，在图甲上，根据波形平移法可知，该波沿x 轴正方向传播，A 错误；由甲图读出波长为λ＝6 m ，由乙图读出周期为T ＝0.6 s ，则波速为v ＝λT ＝10 m/s ，B 错误；t ＝0.6 s 时，质点A 振动了0.3 s ，半个周期，质点A 振动方向向上，则经过半个周期时振动到平衡位置下面，则质点A 的加速度沿y 轴正方向，C 错误；根据ω＝2πT ＝10π3，则质点O 的振动方程为y ＝2sin ωt ＝2sin2π0.6t(cm)，O 点振动形式传到A 处的时间是t ＝xv＝0.25 s ，所以A 质点的振动方程为yA ＝2sinω(t －0.25)＝2sin (10π3t －56π)(cm)，在t ＝0.3 s ，A 质点的位移y1＝2sin (10π3×0.3－56π)(cm) ＝1 cm ，当t ＝0.55 s 时，此时A 质点的位移y2＝2sin (2π0.6×0.3)(cm)＝0，t ＝0.55s 时，A 点恰好回到平衡位置，由于振动时间小于半个周期，所以t ＝0.3 s 至0.55 s 时间内，质点A 通过的路程为3 cm ，D 正确．10．答案：(1)4 m/s (2)见解析图解析：(1)由题图甲得波长λ＝4 m ，由题图乙得周期T ＝1.0 s ，所以波速v ＝λT＝4 m/s.(2)方法一 平移法由题图乙可知1.0 s 时质点P 向y 轴负方向振动，所以题图甲中的波沿x 轴负方向传播，传播距离Δx ＝v Δt ＝4×3.5 m ＝14 m ＝(3＋12)λ，所以只需将波形沿x 轴负方向平移12λ＝2 m即可，如图(a)所示方法二特殊点法如图(b)所示，在图中取两特殊质点a 、b ，因Δt ＝3.5 s ＝312T ，舍弃3，取T2，找出a 、b 两质点振动T2后的位置a ′、b ′，过a ′、b ′画出正弦曲线即可．。
机械波-2024届高考物理一轮复习热点题型(解析版)
机械波特训目标特训内容目标1机械波的传播和波的图像(1T -4T )目标2波动图像和振动图像(5T -8T )目标3波的多解问题(9T -12T )目标4波的干涉(13T -16T )目标5波的衍射和多普勒效应(17T -20T )【特训典例】一、机械波的传播和波的图像1如图1所示为医生用B 超探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号就形成了B 超图像。
若探头发出的超声波在人体内传播时在t =0时刻的图形如图2所示，波沿x 轴正向传播，a 、b 是波传播路径上的两个质点，质点a 的振动比质点b 的振动超前43×10-6s ，则下列说法正确的是()A.t =0时刻，质点a 与质点b 振动情况相同B.超声波在人体中传播速度大小为1500m/sC.反射的超声波传播速度会小于探头发射的超声波速度D.从t =0时刻开始，当质点a 第一次回到平衡位置时，质点b 的位移和t =0时刻的位移相同E.质点a 在2×10-5s 内运动的路程为40mm 【答案】BDE【详解】A ．t =0时刻，质点a 与质点b 振动速度方向相反，振动情况不同，A 错误；B ．经过43×10-6s 波由质点a 传到质点b ，则超声波的传播速度v =Δx Δt =2×10-343×10-6m/s =1500m/s ，B 正确；C ．波在同一介质中传播速度大小相同，C 错误；D ．用平移波形法可知，从t =0时刻开始，当质点a 第一次回到平衡位置时，波向右传播2mm ，则由波形图可知，此时质点b 的位移和t =0时刻的位移相同，D 正确；E ．质点a 的振动比质点b 的振动超前43×10-6s ，由图可知1012T -812T =43×10-6s 解得T =8×10-6s则2×10-5s =52T 质点a 在2×10-5s 内运动的路程为s =52×4A =40mm 故E 正确。
2023年高二物理机械波练习题及答案
2023年高二物理机械波练习题及答案一、选择题1. 在水平方向传播的机械波中，下列哪种波是纵波？A. 声波B. 水波C. 光波D. 电磁波2. 对于横波，下列说法正确的是：A. 粒子振动方向与波传播方向垂直B. 粒子振动方向与波传播方向平行C. 波传播方向垂直于纵波的传播方向D. 波传播方向平行于纵波的传播方向3. 下列关于波速的说法正确的是：A. 波速与频率成正比B. 波速与振幅成正比C. 波速与介质密度成正比D. 波速与波长成反比4. 一个频率为10 Hz的机械波的周期是：A. 0.01 sB. 0.1 sC. 1 sD. 10 s5. 声音是一种机械波，它的传播需要依赖于：A. 光B. 电磁波C. 介质D. 真空二、填空题1. 机械波的传播需要介质，不能在________中传播。
2. 波长是波的________。
3. 声波的频率单位是________。
4. 声速是指声音在单位时间内传播的________。
5. 机械波的能量传播是靠介质中的________传递。
三、解答题1. 描述机械波的三要素，并简要解释它们之间的关系。
答案：机械波的三要素为振幅、频率和波长。
振幅是波的最大偏离量，它表示波的能量大小。
频率是指波的振动次数，单位为赫兹(Hz)。
波长是波的一个完整周期所对应的距离，它与频率和波速有关。
频率和波长的乘积等于波速，即频率 ×波长 = 波速。
2. 请解释什么是驻波，并举例说明。
答案：驻波是指两个同样频率、大小相等但传播方向相反的波相互叠加形成的波动现象。
在驻波中，某些位置的波节（振动幅度最小）和波腹（振动幅度最大）保持不动，这些位置称为驻波的节点和腹点。
例如，在弦上产生的驻波现象，弦的两端固定，当波在两端反射后与传入波相互干涉时，就会形成驻波。
3. 解释什么是多普勒效应，以及它在日常生活中的应用。
答案：多普勒效应是指当波源相对于接收者运动时，由于相对速度的不同导致波的频率发生改变的现象。
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波的多解问题
一、波传播的周期性与多解问题
1．造成波传播多解的主要因素
(1)周期性
①时间周期性：时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确。
②空间周期性：波传播的距离Δx 与波长λ的关系不明确。
(2)双向性
①传播方向双向性：波的传播方向不确定。
②振动方向双向性：质点振动方向不确定。
2．解决波的多解问题的思路
一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件关系的Δt 或Δx ，若此关系为时间，则t ＝nT ＋Δt (n ＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x ＝nλ＋Δx (n ＝0，1，2，…)。
二、针对练习
1、（多选）一列在竖直方向振动的简谐横波，波长为λ，沿正x 方向传播.某一时刻，在振动位移向上且大小等于振幅一半的各点中，任取相邻的两点1P 、2P ，已知1P 的x 轴坐标小于2P 的x 轴坐标，则（ ）
A ．若221λ<
P P ，则1P 向下运动，2P 向上运动 B ．若221λ<
P P ，则1P 向上运动，2P 向下运动 C ．若221λ>
P P ，则1P 向上运动，2P 向下运动 D ．若2
21λ>
P P ，则1P 向下运动，2P 向上运动
2、(多选)如图所示，一列简谐横波沿x 轴传播，实线为t ＝0时的波形图，虚线为t ＝0.5 s 时的波形图，下列说法正确的是( )
A ．若波沿x 轴正方向传播，则其最大周期为2.0 s
B ．若波沿x 轴负方向传播，则其传播的最小速度为2 m/s
C ．若波速为26 m/s ，则t ＝0时P 质点的运动方向沿y 轴正方向
D ．若波速为14 m/s ，则t ＝0时P 质点的运动方向沿y 轴正方向
3、（多选 ）一列横波以10 m/s 的速率沿水平方向传播，
某时刻的波形如图中的实线所示，经时间t ∆后的波形如
图中的虚线所示，已知T t T >∆>2(T 为这列波的周期).
由此可知t ∆可能是（ ）
A ．0.3s
B ．0.5s
C ．0.6s
D ．0.7s
4、(多选)一列简谐横波沿x 轴传播，t ＝0时刻该波波形如图中实线
所示，此时x ＝0处的质点沿y 轴负向振动；t ＝2.0 s 时刻波形如图
中虚线所示。
则( )
A ．波的传播速度可能为0.3 m/s
B ．波的传播速度可能为0.9 m/s
C ．此列波的波长为0.8 m
D ．此列波沿x 轴负向传播
5、一列波长大于3.6 m 的简谐横波沿直线由a 向b 传播，a 、b 的平衡位置相距6 m ，a 、b 两质点的振动图像如图所示．由此可知( )
A ．3 s 末a 、b 两质点的位移相同
B ．该波的波速为2 m/s
C ．该波的波长为4 m
D ．该波由a 传播到b 历时1.5 s
6、如图所示，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m ，t=0时a 点为波峰，b 点为波谷，t=0.5s 时，a 点为波谷，b 点为波峰. 则下列判断中正确的是（ ）
A ．波一定沿x 轴正方向传播
B ．波长可能是8m
C ．周期可能是0.5s
D ．波速一定是24m/s
7、(多选)一列沿x 轴传播的简谐横波，t ＝0时刻的波形如图中实线所示，t ＝0.3 s 时刻的波形为图中虚线所示，则( )
A ．波的传播方向一定向左
B ．波的周期可能为0.4 s
C ．波的频率可能为5.0 Hz
D ．波的传播速度可能为5.0 m/s
8、(多选)一列沿x 轴正方向传播的简谐
横波，在波的传播方向上两质点a 、b 的
平衡位置相距6 m，a、b的振动图象分别如图甲、乙所示．下列说法正确的是() A．该波的波长可能为24 m B．该波的传播速度可能为2 m/s
C．质点a在0～4 s内通过的路程为6 cm
D．质点b在波谷位置时，质点a在平衡位置沿y轴负方向运动
9、一列沿x轴方向传播的横波，如图8所示的实线和虚线分别为t1＝0与t2＝1 s时的波形图象．求：
(1)如果该横波的传播速度为v＝75 m/s时，分析该波的传播方向；
(2)如果该横波沿x轴的正方向传播，虚线上x＝2 m处的质点到达平衡位置时波传播的最短距离是多少，相对应的时间应为多长．
10、如图所示，实线是某时刻的波形图象，虚线是0.2s后的波形图
(1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期，
(2)若波向右传播，求它的可能传播速度.
(3)若波速是45m/s，求波的传播方向.
11、一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上相距0.5 m的两质点，如图甲所示．两质点的振动图像分别如图乙、丙所示．
(1)当该波在该介质中传播的速度为2.5 m/s时，求该波的波长；
(2)若该波的波长大于0.3 m，求可能的波速．
12、如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t1＝0(实线)和t2＝0.5 s(虚线)时刻的波形图．(1)若t1时刻x＝2.5 m处的质点正沿y轴负方向振动，求该质点从t2时刻位置第一次回到t1时刻的位置所经过的最长时间；
(2)若波动的周期T≤0.5 s≤2T，则在1 s内波形传播的距离为多少？
13、一列简谐横波沿x轴正方向传播，沿传播方向上P、Q两点的振动图象如左图、右图所示，已知P、Q两点平衡位置的坐标分别为x P＝2 m、x Q＝4 m。
问：
(1)若该波的波长大于2 m，则波速是多大？
(2)若该波的波长小于2 m，则波长是多少？
答案
1.AC
2.AD
3.BD
4.AB
5.B
6.B
7.BD
8.CD
9. (1) 沿x 轴的正方向 (2)1 m
18n ＋3 s(n ＝0,1,2…)
10.(1)波向左传播，传播的时间为nT T t +=∆43)3,2,1,0( =n ， 所以s 348.0344+=+∆=
n n t T )3,2,1,0( =n ，最大周期为s 27.038.0max ==T
(2)波向右传播，nT T t +=∆41)3,2,1,0( =n ，s 148.0+=
n T )3,2,1,0( =n 而λ=4m, 所以m/s )14(5+==n T v λ
，)3,2,1,0( =n
(3)若波速是m /s 45,设波向右传播，由m/s )14(5+==n T
v λ
,得45m/s=5(4n+1)m/s, 解得n=2.
故假设成立，波向右传播. 或m 92.045=⨯=∆=∆t v x ，,因为λ=4m,所以12+=∆λx .由图象可知波向右传播.
11. (1)2 m (2)若波由a 向b 方向传播，波速为56
m/s ，若波由b 向a 方向传播，波速为2.5 m/s 或0.5 m/s
12. (1)16
s (2)10 m 或14 m
13.(1)87 m/s (2)168n －1
m(n ＝2,3,4…)。