热点25 机械波 --高考物理50热点冲刺精练（名师解析）

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2024高考物理50热点冲刺训练
热点25 机械波
1．(2024福建漳州三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刚传到质点时的波形如图所示，质点M的横坐标．时，质点N第一次到达波谷，则（ ）
A．该波的波长为
B．该波的周期为
C．在内质点M通过的路程为
D．时质点M恰好经过平衡位置
【参考答案】．AB
【命题意图】本题考查机械波．
【解题思路】由题图可知，波长,A正确：离质点N最近的波谷与质点N的水平距离,该波的波速,因此该波的周期,B正确；由于时质点M不在最大位移处或平衡位置，且波沿x轴正方向传播，可知在内质点M的路程大于振幅A,所以在内质点M的路程大于,C错误；设题图示位置质点M的位移,从题图示位置开始质点M到达平衡位置的最短时间为时质点M到达x轴上方且位移为,D错误．
2. （2024湖南永州重点高中质检） 如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，实线为时刻的波形，虚线为时的波形，下列说法正确的是（　　）
A. 该波的周期为
B. 时，处的质点正在向y轴负方向运动
C. 波速大小可能为
D. 内该波上所有质点运动的路程可能为
【参考答案】BCD
【名师解析】
由题意可得 （n＝0，1，2，3…）
解得该波的周期为 （n＝0，1，2，3…）
故A错误；
根据“上下坡”规律可得，时，处的质点位于平衡位置，正在向y轴负方向运动，故B正确；
波长为，波速大小为 （n＝0，1，2，3…）
当时，波速大小为，故C正确；
当时，该波的周期为，内该波上所有质点，经历，运动的路程为
故D正确。
3. （2024武汉新洲区期末）“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中简谐波t=0时刻的波形图，M 是此波上的一个质点，平衡位置处于4m处，图乙为质点M的振动图像，则（　　）
A. 该列波的传播方向沿x轴正向传播
B. 该列波的传播速度为4m /s
C. 质点M在7s内通过的路程为280cm
D. 质点M 在2s内沿x轴运动了8m
【参考答案】C
【名师解析】
根据图乙可知，0时刻，质点M沿y轴正方向运动，根据图甲，利用同侧法可知，该列波的传播方向沿x轴负向传播，故A错误；
根据图甲可知，波长为4m，根据图乙可知，周期为2s，则波传播速度为
故B错误；
C．由于
则质点M在7s内通过的路程为
故C正确；
机械波传播的是质点振动的形式与能量，质点本身不会随波发生迁移，故D错误。
。
4. （2024北京西城期末）位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t = 0时波源开始振动，t = 6s时波刚好传播到x = 12m处，此时波形图如图所示。则（　　）
A. 该波的传播速度v = 8m/s
B. 该波的周期T = 8s
C. 波源在这段时间运动的路程为12m
D. 波源开始运动的方向沿y轴正方向
【参考答案】D
【名师解析】．该波的传播速度，故A错误；
该波的波长
周期，故B错误；
波源运动时间，在这段时间运动的路程为，故C错误；
根据同侧法，x = 12m处质点开始运动的方向沿y轴正方向，则波源开始运动的方向沿y轴正方向，故D正确。
5. （2024四川南充一诊）杜甫在《曲江》中写到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B、C三点与S在同一条直线上。图示时刻，A在波谷与水平面的高度差为H，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B在水平方向的距离为a，则下列说法正确的是（　　）
A. 水波通过尺寸为1.5a的障碍物能发生明显衍射
B. 点振动频率为
C. 到达第一个波峰的时刻，C比A滞后
D. 从图示时刻起，经过时间，B、C之间的距离增大
E. 从图示时刻开始计时，点的振动方程是
【参考答案】ACE
【名师解析】
图示时刻，A在波谷，B在波峰上，A、B连线在水平方向的距离为a，可知水波的波长为
水波通过尺寸小于波长的障碍物能发生明显衍射，故A正确；
A点振动频率为 , 故B错误；
由图可知C比A距离波源多
到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 , 故C正确；
由于质点只是上下振动，不随波传播方向迁移，则B、C之间的距离保持不变，故D错误；
图示时刻A处于波谷，振幅为H，角速度为
则点的振动方程是，故E正确。
6. （2024河南高考适应性考试）如图，在同一根软绳上先后激发出a、b两段同向传播的简谐波，则它们（　　）
A. 波长相同 B. 振幅相同 C. 波速相同 D. 频率相同
【参考答案】C
【名师解析】根据波在相同介质中传播的速度相同，可知在同一根软绳上传播的波速度相同，C正确。由波形图可知，两列波的波长不同，振幅不同，根据频率与波速、波长关系式，
可知两列波频率不同，ABD错误。
7. （2024北京石景山期末） 位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则t=时的波形图为（　　）
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【名师解析】
时，波源的位移为
故选C。
8. （2024河北沧州市1月质检）光滑水平面上放有一根劲度系数较小的软弹簧，弹簧上有M、N两点，初态弹簧静止时M、N的平衡位置相距60cm。现用一周期性外力拍打弹簧的左端，在弹簧上形成一列纵波，观察到M点向右回到平衡位置时，N点恰向左运动到最大位移处，且0.25s后N点向右回到平衡位置。已知波的周期T>0.25s，则该波的波速可能为（　　）
A. 4.8m/s B. 2.4m/s C. 0.96m/s D. 0.48m/s
【参考答案】BD
【名师解析】
以向右为正方向，点向右回到平衡位置时，在波的图像上正处于平衡位置向正方向运动，点正处于负向位移最大处，之间小于一个波长的图像如图所示
所以有
解得
由0.25s后N点向右回到平衡位置，有
由于周期
所以
解得周期
波速
易知
时，
时，
故选BD。
9. （2024江西上进联盟质检）如图为一“环腔式”消声器的原理图，可以对高速气流产生的噪声进行降噪。波长为λ的声波沿水平管道自左侧入口进入后分成上下两部分，分别通过通道①、②继续向前传播，在右侧汇聚后噪声减弱，下列说法正确的是（　　）
A. 该消声器是利用波的漫反射原理设计的
B. 该消声器对所有频率的声波均能起到降噪效果
C. 上下两束波的路程和满足时，降噪效果最好
D. 上下两束波的路程和满足时，降噪效果最好
【参考答案】C
【名师解析】
该消声器是利用声波干涉原理设计，故A错误；根据波的叠加原理可知，该消声器对于路程差为
的声波降噪效果良好，但不符合上述条件的声波降噪效果较差，甚至不能起到降噪效果，故而并非对所有波长或频率的声波均有效，故BD错误，C正确。
。
10. （2024广东佛山一模）主动降噪耳机能根据环境中的噪声（纵波）产生相应的降噪声波，降噪声波与环境噪声同时传入人耳，两波相互叠加，达到降噪的目的。下列说法正确的是（　　）
A. 降噪声波与环境噪声的波长相同
B. 耳膜振动方向与环境噪声传播方向垂直
C. 降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动加强
D. 环境噪声频率越高，从耳机传播到耳膜的速度越快
【参考答案】A
【名师解析】
降噪声波与环境噪声叠加后实现降噪，根据波的干涉条件可知，降噪声波与环境噪声频率相同，速度相同，波长相同，相位相反，A正确；
声波是属于纵波，纵波是振动方向与波的传播方向一致，B错误；
降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动减弱，C错误；
声波传播的速度取决于介质，与其频率无关，故D错误。
11. （2024深圳龙岗期末）有两位同学分别握着一条绳的两端同时刻开始作上下的简谐运动，形成了如图所示的波动图像，下列判断正确的是（　　）
A. 两列波同一时刻到达点
B. 两位同学使波源的振动频率相同
C. 两列波在点的振动方向是相反的
D. 两列波在点的振动总是叠加形成干涉加强点
【参考答案】A
【名师解析】
两列波在同一介质中的传播速度相同，由可得，两列波同一时刻到达点，故A正确；
因为两列波在同一介质中，波速相等，由图可知
由波速公式得
所以两位同学使波源的振动频率不相同，故B错误；
由同侧法可知，两列波在点的振动方向是相同的，都是沿y轴正方向振动，故C错误；
由于两列波的波长（频率）不同，不能产生干涉，故P点的振动不稳定，有时候振动加强，有时候振动减弱，故D错误。
12.（2024湖南顶级名校联考）如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点。如图乙所示为质点Q的振动图像，则（ ）
图甲 图乙
A.波沿x轴负方向传播
B.波的传播速度为
C.质点P从0时刻到时刻经过的路程可能为
D.质点P的振动方程为
【参考答案】.D
【名师解析】由图乙可知时刻，质点Q向上振动，根据上下坡法可知，波沿x轴正方向传播，故A错误；由图甲可知，波长为，由图乙可知，周期为，波的传播速度为，故B错误；质点P从0时刻到时刻有（，1，2，3…），处于平衡位置的质点从0时刻到时刻经过的路程（，1，2，3…），当时，，由于质点P不在平衡位置，从0时刻到时刻经过的路程不可能为，故C错误；质点Q的振动方程为，质点P与质点Q相位差恒定，为，故质点P的振动方程为，故D正确。
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