专题10 机械波-2024高考物理真题分类汇编（全国版 含解析）

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2024高考物理真题分项解析
专题10 机械波
1. （2024年6月浙江省物理选考）频率相同的简谐波源S1、S2，和接收点M位于同一平面内，S1、S2到M的距离之差为6m。t=0时S1，S2，同时垂直平面开始振动，M点的振动图像如图所示，则（　　）
A. 两列波的波长为2m
B. 两列波的起振方向均沿x正方向
C. S1和S2，在平面内不能产生干涉现象
D. 两列波的振幅分别为3cm和1cm
【参考答案】B
【名师解析】
根据图像可知时M点开始向上振动，故此时一列波传播到M点，起振方向向上，时波形开始改变，说明另一列波传播到M点，此时两列波平衡位置都传到M点，第一列波使M点向下振动，之后振幅减小，则此时M点振动减弱，可知第二列波使M点向上振动。
S1、S2到M的距离之差为6m，由图可知两列波传到M点的时间差为，根据可得波速为
故波长为
故A错误；
根据前面分析可知两列波刚传到M点时均使M点向上振动，故两列波的起振方向均沿x正方向，故B正确；
两列波频率相等，在平面内能产生干涉现象，故C错误；
由和时的位移知第一列的振幅为3cm,，第二列波的振幅为
故D错误。
2. （2024年高考海南卷）一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和水传到距其2km的湖对岸，空气中的声速为340m/s，水中声速为1450m/s，歌声可视为频率为400Hz的声波，则下列说法正确的是（　　）
A. 在水中传播频率会改变
B. 由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5s
C. 在空气中波长为0.85m
D. 在水中的波长为5m
【答案】BC
【解析】
频率只与波源有关，故在水中传播频率不会改变，故A错误；
由空气传到湖对岸的时间为
由水传到湖对岸的时间为
故由空气和水传到湖对岸的时间差约为
故B正确；
在空气中的波长为
故C正确；
在水中的波长为，故D错误。
3. （2024高考重庆卷）一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则（ ）
A. 最小波长
B 频率
C. 最大波速
D. 从该时刻开始2s内该质点运动的路程为
【答案】BD
【解析】
根据乙图写出平衡位置与坐标原点距离为3m米的质点的振动方程
y = sin（ωt＋φ）
带入点（0，）和（2，0）解得
，
可得T = 2.4s，
故B正确；
在题图甲中标出位移为的质点
若波沿x轴正方向传播则为Q点，沿x轴负方向传播则为P点，则波长可能为
，即λ = 18m
或，即λ′ = 9m
故A错误；
根据，可得v = 7.5m/s，v′ = 3.75m/s
故C错误；
根据题图乙计算该质点在2s内运动的路程为
故D正确。
4. （2024年高考广东卷）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为，时的波形如图所示。时，处的质点相对平衡位置的位移为（　　）
A. 0 B.
C. D.
【参考答案】. B 机械波的传播
由波动图像可知，波长λ=2m，波动周期T=λ/v=2s，t=1s时，x=1.5m处的点运动到波峰，相对平衡位置的位移为0.1m，B正确。
5. （2024高考湖南卷）如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距，时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是（ ）
A. 波长为
B. 波速为
C. 时刻，B点速度为0
D. 时刻，A点速度为0
【答案】D
【解析】
根据题意, 长绳上A、B两点平衡位置相距，时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷,可画出波形图如图.
由波形图可知
解得
故A错误；
波源的振动频率为
故波速为
故B错误；
质点的振动周期为，因为，故B点在运动到平衡位置，位移为0，速度最大，故C错误；
，故A点在运动到波峰，位移最大，速度为0，故D正确。
6. （2024高考江西卷）如图（a）所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是（ ）
A. 振动减弱；
B. 振动加强；
C. 振动减弱；
D. 振动加强；
【答案】A
【解析】
根据反射信号图像可知，超声波的传播周期为
又波速v=6300m/s，则超声波在机翼材料中的波长
结合题图可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为
故两个反射信号的路程差
解得
两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。
7．（2024高考全国理综甲卷）（1）. 一列简谐横波沿x轴传播，周期为，时刻的波形曲线如图所示，此时介质中质点b向y轴负方向运动，下列说法正确的是（　　）
A. 该波的波速为
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 时质点a和质点c的运动方向相反
D. 时介质中质点a向y轴负方向运动
E. 时介质中质点b的速率达到最大值
【答案】ACD
【解析】
由图可知波长为，则该波的波速为
故A正确；
此时介质中质点b向y轴负方向运动，根据波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故B错误；
由于质点a和质点c之间的距离为半个波长，则质点a和质点c的振动完全相反，所以时质点a和质点c的运动方向相反，故C正确；
时刻质点a处于波峰位置，则时，质点a刚好经过平衡位置向y轴负方向运动，故D正确；
8.（2024高考全国理综新课程卷）位于坐标原点O的波源在时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（ ）
A．波的周期是0.1s
B．波的振幅是0.2m
C．波的传播速度是10m/s
D．平衡位置在处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置
参考 答案 AC
解题思路 本题考查的考点：振动图像、波动传播。
由振动图像，可知波动周期T=0.2s，振幅为0.2m，A错误B正确；根据题述，平衡位置在x=3.5m处的质点开始振动时，波源恰好第二次处于波谷位置，t=7T/4，波动传播速度v=x/t=10m/s，C正确；由波长λ=vT=2m，可知PQ两点为反相点，平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时，质点P运动到平衡位置向下运动，D错误。
【关键点拨】波动传播时，相距整数波长的两个质点为同相点，振动情况相同；相距半波长奇数倍的两个质点为反相点，振动情况相反。
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