2024浙江专版新教材物理高考 基础练--小题增分特训(7)机械振动与机械波（有解析）
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2025浙江专版新教材物理高考第一轮
小题增分特训(七)机械振动与机械波
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
2.(多选)下列现象,可以用多普勒效应解释的有( )
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声
B.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低
D.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度相同
3.(2023北京卷)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y=Asin2πTt,则t=T时的波形为( )
4.(2023浙江湖州高三统考)如图所示,波源O从t=0时刻开始垂直纸面做振幅为10 cm的简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t=4 s时第一次出现如图所示的波形,实线为波峰,虚线为波谷,两个实线圆的半径分别为6.5 m和0.5 m,下列说法正确的是( )
A.该波波长为3 m
B.该波周期为3.7 s
C.波源O的起振方向向上
D.此时波源O的位移为5 cm
5.(2021浙江1月选考)两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播,在相遇区域发生了干涉,在相距0.48 m的A、B间用频闪相机连续拍摄,依次获得1、2、3、4、5五个波形,如图所示,且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.12 s,下列说法正确的是( )
A.简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24 m
B.简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48 s
C.绳上各点均做振幅相同的简谐运动
D.两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是0.48 m
6.某均匀介质中,一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻和t=2.5 s时刻的部分波形图分别如图中实线和虚线所示。下列说法正确的是( )
A.这列波的波长为6 m
B.振源的频率可能为1 Hz
C.这列波的波速大小可能为4 m/s
D.质点P和质点Q的振动情况完全相同
7.(多选)一列简谐横波沿x轴传播,图甲和图乙分别是平衡位置位于x1=1 m及x2=4 m处两质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波长可能为3 m
B.波长可能为125 m
C.波速可能为37 m/s
D.波速可能为65 m/s
参考答案
小题增分特训(七) 机械振动与机械波
1.A 解析 声波在空气中和水中传播时,频率相同,周期相同,波速不同,波长不同,选项A正确。
2.BC 解析 雷雨天看到闪电后,虽然闪电和雷声同时产生,由于光传播速度远大于声音传播速度,根据闪电和雷声发生地距离的远近,需要过一会儿才能听到雷声,选项A错误;超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化,选项B正确;观察者听到远去的列车发出的汽笛声,根据多普勒效应,频率减小,音调会变低,选项C正确;同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同,选项D错误。
3.D 解析 由于t=0时波源从平衡位置开始振动,由振动方程可知,波源起振方向沿y轴正方向,且t=T时波的图像应和t=0时的相同,根据“上坡下,下坡上”可知t=T时的波形为选项D图。
4.C 解析 由图知波长λ=6.5 m-0.5 m=6 m,故A错误;依题意,t=4 s时第一次出现如图所示的波形,说明波前与相邻的波峰相距四分之一波长,波前从平衡位置开始向上振动,易知波源的起振方向向上,t=4 s时该波已经传播的距离为x=6.5 m+λ4=8 m,则波速为v=xt=2 m/s,根据v=λT,解得T=3 s,故B错误,C正确;波源的振动方程为y=10sin2π3t(cm),代入t=4 s,可得y=53 cm,故D错误。
5.D 解析 简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.48 m,选项A错误;从波形1到波形5经历的时间为12T,则12T=4×0.12 s,可得简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为T=0.96 s,选项B错误;绳上各点中加强点和减弱点振幅不相同,选项C错误;A、C两点均为振动减弱点,则两波源到两点的距离之差分别为λ2(2n+1)和λ2(2n-1),则两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是λ2(2n+1)-λ2(2n-1)=λ=0.48 m,D正确。
6.C 解析 由题图可知,这列波的波长为8 m,故A错误;波沿x轴正方向传播,在0~2.5 s内波传播的距离为x=n+14λ=(8n+2) m(n=0,1,2,3,…),则波速为v=xt=45(4n+1) m/s,当n=1时,可得v=4 m/s,若振源的频率为1 Hz,则波速为v=λf=8 m/s,把v=8 m/s代入v=45(4n+1) m/s,可得n=94,由于n为整数,所以振源的频率不可能为1 Hz,故B错误,C正确;质点P和质点Q的平衡位置相距λ4,所以质点P和质点Q的振动情况不同,故D错误。
7.BC 解析 若波沿x轴负方向传播,则x1=1 m及x2=4 m的振动相差时间为Δt1=n+14T,则n+14λ1=3 m,可得λ1=124n+1 m(n=1,2,3,…),由题意可知T=4 s,故对应的波速为v1=λ1T=34n+1 m/s(n=1,2,3,…),同理,若波沿x轴正方向传播,则x1=1 m及x2=4 m的振动相差时间为Δt2=n+34T,则n+34λ2=3 m,可得λ2=124n+3 m(n=1,2,3,…),故对应的波速为v2=λ1T=34n+3 m/s(n=1,2,3,…),故A错误,B正确;结合A、B分析可知,当波沿x轴正方向传播,且n=1时,v=37 m/s,且波速不可能为65 m/s,故C正确,D错误。
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