課時規(guī)范練23機械波基礎(chǔ)對點練1.(波長、波速、頻率)(2023新課標卷)船上的人和水下的潛水員都能聽見輪船的鳴笛聲。聲波在空氣中和在水中傳播時的()A.波速和波長均不同B.頻率和波速均不同C.波長和周期均不同D.周期和頻率均不同2.(波的干涉、多普勒效應)(2023廣東卷)漁船常用回聲探測器發(fā)射的聲波探測水下魚群與障礙物。聲波在水中傳播速度為1500m/s,若探測器發(fā)出頻率為1.5×106Hz的聲波,下列說法正確的是()A.兩列聲波相遇時一定會發(fā)生干涉B.聲波由水中傳播到空氣中,波長會改變C.該聲波遇到尺寸約為1m的被探測物時會發(fā)生明顯衍射D.探測器接收到的回聲頻率與被探測物相對探測器運動的速度無關(guān)3.(波的形成、波速、振幅)如圖所示,一根柔軟的彈性繩右端固定在豎直墻壁上,左端自由,在繩上每隔0.25m標記一個點,分別記為A、B、C、D……當用某一機械裝置拉著繩子的端點A使其上下做簡諧運動時,繩上便形成一列向右傳播的簡諧橫波。若點A起振方向豎直向下,振幅為10cm,設(shè)豎直向上為正方向,經(jīng)0.3s點A第一次達到正向最大位移處,此時點D恰好開始振動,忽略傳播過程振幅的衰減,則關(guān)于這列波,以下說法正確的是()A.波長為2mB.傳播速度為25m/sC.從點A開始振動,經(jīng)過0.8s點C只經(jīng)歷過一次波谷D.從點A開始振動,經(jīng)過0.9s點G通過的路程為30cm4.(多選)(波的疊加、干涉)兩個材質(zhì)不同、長度相等的細繩連接在一起,連接點為P點。甲、乙兩名同學分別在繩的兩端A、B以相同的振動頻率同時上下抖動形成兩列橫波。經(jīng)過一個周期后,從兩端各自形成一個完整的波形如圖所示。已知AC的水平距離4m,BD的水平距離為6m。A、B兩點距P點的水平距離均為12m,波在傳播過程中各點的水平位置保持不變。已知B點形成的機械波在BP中傳播的速度為6m/s,下列說法正確的是()A.A點形成的機械波在左側(cè)繩中傳播的速度為4m/sB.B點形成的機械波傳播到P點左側(cè)時速度仍為6m/sC.兩列波形成的第一個波峰在P點相遇D.P點振動穩(wěn)定后,為振動加強點5.(機械波的傳播)(2024江蘇卷)如圖所示,水面上有O、A、B三點共線,OA=2AB,t=0時刻在O點的水面給一個擾動,t1時刻A開始振動,則B振動的時刻為()A.t1 B.3C.2t1 D.56.(多選)(波的圖像)(2024新課標卷)位于坐標原點O的波源在t=0時開始振動,振動圖像如圖所示,所形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播。平衡位置在x=3.5m處的質(zhì)點P開始振動時,波源恰好第2次處于波谷位置,則()A.波的周期是0.1sB.波的振幅是0.2mC.波的傳播速度是10m/sD.平衡位置在x=4.5m處的質(zhì)點Q開始振動時,質(zhì)點P處于波峰位置7.(多選)(波的圖像)(2023廣東汕頭期末)B超成像的基本原理是探頭向人體發(fā)射一組超聲波,遇到人體組織會產(chǎn)生不同程度的反射,探頭接收到的超聲波信號形成B超圖像。下圖為血管探頭沿x軸正方向發(fā)送的簡諧超聲波圖像,t=0時刻波恰好傳到質(zhì)點M。已知此超聲波的頻率為1×107Hz,下列說法正確的是()A.0~1.25×10-7s內(nèi)質(zhì)點M運動的路程為2mmB.t=2×10-7s時質(zhì)點N偏離平衡位置的位移最大C.超聲波在血管中的傳播速度為1.4×103m/sD.經(jīng)過1.25×10-7s后M點移動到了N點素養(yǎng)綜合練8.(2023天津高三模擬)如圖甲所示,讓一根足夠長均勻軟繩的繩端M點在垂直于軟繩的方向從t=0時刻開始做持續(xù)的簡諧運動,軟繩上會形成橫波波形。已知軟繩端點M的振動圖像如圖乙所示。在t=1.1s時刻,M、N平衡位置之間只有一個波峰,且N點處在平衡位置且向下運動,M、N兩點平衡位置之間距離d=0.6m。下列說法正確的是()A.該波的波速為2m/sB.該波的波長為0.6mC.波上各質(zhì)點的起振方向向上D.t=0.55s時,N點位于波峰9.(2024江西卷)如圖甲所示,利用超聲波可以檢測飛機機翼內(nèi)部缺陷。在某次檢測實驗中,入射波為連續(xù)的正弦信號,探頭先后探測到機翼表面和缺陷表面的反射信號,分別如圖乙、丙所示。已知超聲波在機翼材料中的波速為6300m/s。關(guān)于這兩個反射信號在探頭處的疊加效果和缺陷深度d,下列選項正確的是()甲超聲波檢測原理示意圖乙機翼表面反射信號丙缺陷表面反射信號A.振動減弱;d=4.725mmB.振動加強;d=4.725mmC.振動減弱;d=9.45mmD.振動加強;d=9.45mm10.(多選)(2024山東卷)甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸相向傳播,波速均為2m/s。t=0時刻二者在x=2m處相遇,波形圖如圖所示。關(guān)于平衡位置在x=2m處的質(zhì)點P,下列說法正確的是()A.t=0.5s時,P偏離平衡位置的位移為0B.t=0.5s時,P偏離平衡位置的位移為-2cmC.t=1.0s時,P向y軸正方向運動D.t=1.0s時,P向y軸負方向運動11.(2023廣東廣州期中)一條輕長繩放置在水平桌面上,俯視圖如圖甲所示,用手握住長繩的一端O,從t=0時刻開始用手帶動O點沿垂直繩的方向(圖甲中y軸方向)在水平面內(nèi)做簡諧運動,0~6s內(nèi)O點的振動圖像如圖乙所示。t=4s時輕長繩上的波形圖可能正確的是()12.(多選)(2023廣東佛山期末)圖甲為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時的波形圖,M、N、P是介質(zhì)中的三個質(zhì)點,M的平衡位置x=0.5m,N的平衡位置x=1.5m,P的平衡位置x=2m;圖乙為P點的振動圖像。下列說法正確的是()A.這列波沿x軸正方向傳播B.這列波的傳播速度大小為1m/sC.t=0時,M與N的加速度方向相反D.0~4s內(nèi),P點通過的路程為16cm答案：1.A解析聲波的周期和頻率由振源決定,故聲波在空氣中和在水中傳播的周期和頻率均相同,但聲波在空氣和水中傳播的波速不同,根據(jù)波速與波長關(guān)系v=λf可知,波長也不同,故A正確,B、C、D錯誤。2.B解析根據(jù)多普勒效應可知,探測器接收到的回聲頻率與被探測物相對探測器運動的速度有關(guān),而兩列聲波發(fā)生干涉的條件是頻率相等,所以兩列聲波相遇時不一定發(fā)生干涉,故A、D錯誤;聲波由水中傳播到空氣中時,聲波的波速發(fā)生變化,所以波長會發(fā)生改變,故B正確;根據(jù)波長的計算公式可得λ=vf=15001.5×106m=1×10-3.D解析由題意可知,經(jīng)0.3s點A第一次達到正向最大位移處,且點A起振方向豎直向下,故有34T=0.3s,則周期為T=0.4s,又因此時點D恰好開始振動,可得波速v=xt=0.25×30.3m/s=2.5m/s,波長λ=vT=1m,A、B錯誤;從點A開始振動,波傳到C點所需時間為t1=0.25×22.5s=0.2s,因為周期為0.4s,且開始振動的方向為豎直向下,所以,經(jīng)過0.8s點C會經(jīng)歷兩次波谷,C錯誤;從點A開始振動,波傳到點G需要的時間為t2=0.25×62.5s=0.6s,所以,點G振動的時間為0.4.AD解析B點形成的機械波的振動周期為TB=λBvB=66s=1s,兩列波的振動頻率相同,則振動周期也相同,有TA=TB=1s,根據(jù)波速公式有vA=λATA=41m/s=4m/s,所以A點形成的機械波在左側(cè)繩中傳播的速度為4m/s,則A正確;由于兩段繩子的材質(zhì)不同,即波的傳播介質(zhì)不同,所以無法確定B點形成的機械波傳播到P點左側(cè)的速度,所以B錯誤;B點發(fā)出第一個波峰到達P點的時間為tB=xBPvB=126s=2s,此時A點發(fā)出的第一個波峰傳播距離為xA=vAtB=4×2=8m,則沒有到達P點,所以形成的第一個波峰無法在P點相遇,則5.B解析因為在同一介質(zhì)中,所以波速v相同,設(shè)OA=2AB=l,t1時刻A開始振動,則t1=lv,又AB=l2,則tAB=l2v=l2v=12t1,6.BC解析本題考查簡諧運動、簡諧波以及相應圖像的理解。由題圖可知,T=0.2s,A=0.2m,選項A錯誤,B正確。波源恰好第2次處于波谷,說明已振動了134周期,所以v=st=3.50.35m/s=10m/s,選項C正確。波從P點傳到Q點用了t'=4.5m7.ABC解析根據(jù)簡諧橫波在豎直方向上的振動特點可知質(zhì)點M運動的路程為s=tf·4A=1.25×10-7×107×4×0.4mm=2mm,故A正確;根據(jù)運動學公式可知超聲波在血管中的傳播速度為v=λf=14×10-5×107m/s=1.4×103m/s,t=2×10-7s時簡諧超聲波傳播的距離為x=vt=1.4×103×2×10-7m=2.8×10-4m=28mm,畫出t=2×10-7s時刻的波形圖如圖所示可知,質(zhì)點N偏離平衡位置的位移最大,故B、C正確;在波的傳播過程中,質(zhì)點不會隨波移動,質(zhì)點只是在各自的平衡位置附近振動,故D錯誤。8.A解析在t=1.1s時,M點處于平衡位置,且向上運動,與t=0.1s的運動狀態(tài)相同,M、N之間只有一個波峰,則有λ+λ2=d,解得λ=0.4m,根據(jù)圖乙可知,振動周期T=0.2s,由λ=vT,解得v=λT=0.40.2m/s=2m/s,故A正確,B錯誤;由題圖可知,M點開始振動時向下運動,則每個質(zhì)點的起振方向都向下,故C錯誤;波傳到N點的時間t=dv=0.62s=0.3s,則t=0.55s時,N點的振動時間為0.55s-0.3s=0.25s,因為每個質(zhì)點的起振方向都向下,所以N點起振方向向下,經(jīng)過09.A解析根據(jù)反射信號圖像可知,超聲波的傳播周期為T=2×10-7s,又波速v=6300m/s,則超聲波在機翼材料中的波長λ=vT=1.26×10-3m。結(jié)合題圖可知,兩個反射信號傳播到探頭處的時間差為t=1.5×10-6s,故兩個反射信號的路程差為2d=vt=9.45×10-3m=152λ,解得d=4.725mm,兩個反射信號在探頭處振動減弱,選項A10.BC解析由題圖可知甲的波長為4m,乙的波長為2m,可知二者頻率不同,周期分別是T甲=42s=2s,T乙=22s=1s,經(jīng)過0.5s,乙讓P點振動了半個周期,甲讓P點振動了14周期,因此這時P點位移是-2cm,A錯誤,B正確。t=1.0s時,甲、乙兩列波在P處均向上振動,故P向y軸正方向運動,C11.B解析由題圖乙可知繩端O(即波源)的起振方向沿y軸正方向,則t=4s時波形最前端的質(zhì)點的起振方向也沿y軸正方向,根據(jù)