高考物理一轮复习：
课时作业(三十九) 机械波
[双基巩固练]
3
1．如图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻的波动图象．从此刻起再过T开
4始计时，质点P的振动图象是( )
3
B [波沿x轴负方向传播，所以此时P向y轴负向振动，再过T，质点P振动到波峰处，
4故选B．]
2．(多选)下列选项利用了多普勒效应的是( )
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
ABD [铁路工人把耳朵贴在铁轨上听火车运动情况属于利用固体传声较快的特点，不是利用多普勒效应，选项C错误．]
3．(多选)如图是一列简谐波某一时刻波的图象，下列说法正确的是( )
A．波一定沿x轴正方向传播
B．a、b两个质点的振动速度方向相反
C．若a点此时的速度方向沿y轴正向，那么波的传播方向是沿x轴的正方向 D．若波沿x轴的负向传播，则b质点的振动速度方向沿y轴的负方向
BC [x轴是表示在波传播方向上的一系列质点的平衡位置，但x轴指向不表示波的传播方向，故A错；根据“坡形”法：无论波向左还是向右传播，a、b差半个周期，所以两者振动速度方向相反，故B正确；同理可判断C正确，D错误．]
1
4．(多选)如图所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400 m/s.为了接收信号，在x＝400 m处设有一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40 m处，则下列说法中正确的是( )
A．波源振动的周期为0.05 s
B．x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时位移最大 C．接收器在t＝1.0 s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz
λ20
AD [波源振动的周期T＝＝ s＝0.05 s，A正确；x＝40 m处的质点在t＝0.5 s
v400400－40
时恰好振动10个周期，因此质点仍在平衡位置，B错误；接收器接收到此波的时间t＝
400s＝0.9 s，C错误；由多普勒效应的知识，可知D正确．]
5．(2017·天津卷·5)手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是( )
A．该简谐波是纵波
C．t＝时，P在平衡位置上方
8
B．该简谐波的最大波长为2L 3TD．t＝时，P的速度方向竖直向上
8
TC [振动方向与传播方向垂直，故该简谐波是横波，A错误；根据“下坡上”判断，P111
距离O的最近距离L＝λ，所以最大波长等于4L，B错误；经过T，P位于波峰，所以T4483
时，P在平衡位置上方，C正确；在T时，P正在从波峰回到平衡位置，速度方向竖直向下，
8D错误．]
6．如图所示为某干涉型消声器的结构及气流运行示意图，若已知发动机排出高速气流的速度为v，高速气流的振动频率为f，当高速气流沿排气管自左向右运动到a处时，被装置分成向上和向下运行的两束波，它们分别通过路程r1和r2后，再在b处相遇，欲达到消声的目的．则下列情形中合理的是(n为正整数)( )
2
A．r2－r1＝n
2fC．r2－r1＝(2n＋1)
2fvB．r2－r1＝n D．r2－r1＝2n
vfvvfC [据波的干涉的特点，当分别从上、下各传到b点的两列波相遇发生干涉后，欲得到相互减弱的目的，这两列波在到达b点时必须反相，而在a处分离时是同向的，故到达b点处两波的路程差Δr＝r2－r1必须满足Δr等于半波长的奇数倍的条件，而该波的波长可由公式v＝fλ，解得λ＝，B、D为波长的整倍数，故B、D错误；而对于A项，当n为偶数时也不满足该条件，故A错误；而C选项满足条件，故C正确．]
7．(2016·天津卷)(多选)在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式π
为y＝5sint (m)，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x2＝12 m处，波形图象如图所示，则( )
vf
A．此后再经6 s该波传播到x＝24 m处 B．M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向 C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向
D．此后M点第一次到达y＝－3 m处所需的时间是2 s
π
AB [由题中波的图象可知，该波的波长λ＝8 m，由波源简谐运动的表达式y＝5sin
2
t (m)可知，ω＝ rad/s，周期T＝
π2
2πλ＝4 s，波速v＝＝2 m/s.此后再经6 s，该波再
ωT向前传播的距离s＝vt＝2×6 m＝12 m，即再经6 s，该波传播到x＝12 m＋12 m＝24 m处，3T选项A正确．题中波的图象上此时M点向下振动，在此后的第3 s末(即经过)的振动方向
4沿y轴正方向，选项B正确．由题图为某时刻波刚好传播到x＝12 m时的波的图象可知，波源开始振动时的方向沿y轴正方向，选项C错误．题图中M点振动方向向下，此后M点第一次到达y＝－3 m处所需的时间小于半个周期，即小于2 s，选项D错误．]
8．(2015·天津卷)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2 m和xb＝6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是
3
( )
A．该波沿＋x方向传播，波速为1 m/s B．质点a经4 s振动的路程为4 m C．此时刻质点a的速度沿＋y方向 D．质点a在t＝2 s时速度为零
D [由题图乙可知，该时刻质点b在平衡位置沿＋y方向运动，根据“上下坡”法可知，波沿－x方向传播，A项错误；由题图乙可知，波的振动周期为8 s，振幅A＝0.5 m，则质点a经4 s振动的路程为2A＝1 m，B项错误；由“上下坡”法可知，此时刻质点a的速度沿－y方向，C项错误；经过2 s即四分之一周期，质点a运动到波谷，速度为零，D项正确．]
9．如图所示，一列波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如实线所示，t＝0.5 s时刻的波形如虚线所示，t＝0时刻位于x＝4 m处的质点P正沿y轴正向运动．
(1)若从t＝0到t＝0.5 s这段时间内，质点P运动的路程为1 m，则这列波的波速为多少？
(2)若3T<0.5 s<4T，则这列波的波速为多少？
解析 (1)从t＝0到t＝0.5 s这段时间内，质点P运动的路程为s＝1 m 则s＝n×4A 得n＝1.25 即1.25T＝0.5 s 得T＝0.4 s 波速为v＝＝
λ8
m/s＝20 m/s.
T0.4
(2)由于t＝0时刻位于x＝4 m处的质点P正沿y轴正向运动，由此可以判断波沿x轴1
正向传播，因此有0.5 s＝(＋n)T
4
由于3T<0.5 s<4T 33
因此2 44 4 2 解得T＝ s 13 波传播的速度v＝＝52 m/s. 答案 (1)20 m/s (2)52 m/s [能力提升练] 10．如图所示是某波源振动一个周期形成的波的图象，下列说法正确的是( ) λT A．若P是波源，b开始时向上振动 1 C．若P是波源，a已振动T 4 B．若P是波源，Q点将向上振动 D．若Q是波源，P将向上振动 D [若P为波源，经一小段时间Δt后的图象如图甲中虚线所示，由图可知，波向右传3 播，各质点的起振方向都向下，A、B错误．波从a传到Q，传播距离为个波长，所用时间 433 为T，则a已振动了T，C错误．若Q为波源，经一小段时间Δt后的图象如图乙中虚线所44示，由图可知，波向左传播，各质点的起振方向都向上，D正确．] 11．一列沿x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图甲所示．图甲中某质点的振动图象如图乙所示． (1)求该波的波速； (2)求图甲中的质点L从图示位置到达波峰的时间； (3)写出t＝0开始计时x＝2 m处的振动方程． 解析 (1)根据题图甲可知，波长λ＝2 m，根据图乙振动图象可得周期T＝4 s， 该波的波速v＝＝0.5 m/s. (2)根据波的传播方向沿x轴正向，判断质点L从平衡位置沿y轴正向运动，经过t＝ λT 5
2021高考物理一轮复习课时作业39机械波含解析 - 图文
