2023高考物理专题冲刺训练--机械波(二)--波的多解问题
机械波板块高考考点及典型题总结(2) 卢强撰稿
一机械波的多解问题1.如图12-2-12所示为一列简谐波某时刻的波形图，图中P点为介质中一质点，此时刻恰好过平衡位置，已知其振动周期T=0.4 s，求至少过多长时间P质点到达波峰？图 12-2-122.有一列沿水平绳传播的简谐横波,频率为,振动方向沿竖直方向.当绳上的质点P到达其平衡位置且向下运动时,在其右方相距处的质点Q刚好到达最高点.由此可知波速和传播方向可能是( )A. ,向右传播B.,向左传C. ,向右传播D. ,向左传播3.如图所示，实线是某时刻的波形图象，虚线表示0.2s后的波形图象.( )A.若这列波向左传播，则可确定它传播的距离的大小B. 若这列波向右传播，则可求它的最大周期C. 若波速是35m/s，则波的传播方向向右D. 不管波的传播方向如何，由图象都可以确定x=0的质点在0.2s时间内的位移和路程4.—列简谐横波沿水平直线向右传播。
M、N为介质中相距为△s的两质点，M在左，N在右。
t时刻，M、N两质点正好振动经过平衡位置，而且M、N之间只有一个波峰，经过△t时间N质点恰好在波峰位置。
求这列波的波速。
5.列简谐波沿x轴方向传播,已知x轴上x1=0和x2=1m两处质点的振动图象分别如图(甲)、(乙)所示，求(1)若此波沿x轴正向传播，则波的传播速度的可能值。
(2)若此波沿x轴负向传播，则波的传播速度的可能值。
二近几年机械波高考练习题5.在时刻，质点 A 开始做简谐运动，其振动图象如图乙所示。
质点 A 振动的周期是 s ；时，质点 A 的运动沿轴的方向（填“正”或“负”）；质点 B 在波动的传播方向上与 A 相距 16m ，已知波的传播速度为 2m /s ，在时，质点 B 偏离平衡位置的位移是 cm 。
6. 一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为（）A. A=1mf=5HzB. A=0.5mf=5HzC. A=1mf=2.5HzD. A=0.5mf=2.5Hz7.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示。
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案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．周期和频率均不同答案：A解析：声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系v＝λf可知，波长也不同，故A正确，B、C、D错误．故选A.2．[2024·浙江1月]如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动．以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则()A．t1时刻小球向上运动B．t2时刻光源的加速度向上C．t2时刻小球与影子相位差为πD．t3时刻影子的位移为5A答案：D解析：以竖直向上为正方向，根据图2可知，t1时刻，小球位于平衡位置，随后位移为负值，且位移增大，可知，t1时刻小球向下运动，A错误；t2时刻，光源的位移为正值，光源振动图像为正弦式，表明其做简谐运动，根据F回＝－kx＝ma可知，其加速度方向与位移方向相反，位移方向向上，则加速度方向向下，B错误；根据图2可知，小球与光源的振动步调总是相反，由于影子是光源发出的光被小球遮挡后，在屏上留下的阴影，可知，影子与小球的振动步调总是相同，即t2时刻小球与影子相位差为0，C错误；根据图2可知，t3时刻，光源位于最低点，小球位于最高点，根据光沿直线传播，光源能够在屏上留下影子的位置也处于最高点，影子位于正向最大位移处，根据几何关系有ll＋2l ＝A＋AA＋x影子，解得x影子＝5A，即t3时刻影子的位移为5A，D正确．3．[2024·吉林卷]某同学自制双缝干涉实验装置：在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示．用绿色激光照双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹．下列做法可以使相邻两条亮条纹中央间距变小的是()A．换用更粗的头发丝B．换用红色激光照射双缝C．增大纸板与墙面的距离D．减小光源与纸板的距离答案：A解析：由于干涉条纹间距Δx＝ldλ可知，换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变小，故A正确；换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变大，故B错误；增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮条纹中央间距Δx 变大，故C错误；减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮条纹中央间距Δx，故D错误．故选A.4．[2024·浙江1月](多选)在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面(z轴垂直纸面向外).在介质Ⅰ中的P(0，4λ)处有一点波源，产生波长为λ、速度为v的波．波传到介质Ⅱ中，其速度为2v.图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R 和S点，此时波源也恰好位于波峰．M为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则()A ．介质Ⅱ中波的频率为2v λB. S 点的坐标为(0，－2 λ)C ．入射波与反射波在M 点相干减弱D. 折射角α的正弦值sin α＝352 答案：BD解析：波从一种介质到另一种介质，频率不变，故介质Ⅱ中波的频率为f ＝v λ，A 错误；在介质Ⅱ中波长为λ′＝2v f＝2 λ，由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，故S 点的坐标为(0，－2 λ)，B 正确；由于S 为波峰，且波传到介质Ⅱ中，其速度为2 v .图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，则R 也为波峰，故P 到R 比P 到O 多一个波峰，则PR ＝5λ，则OR ＝3λ，由于||MO －PM≠2n ·λ2 或(2n ＋1)λ2 (n ＝0，1，2，…)，故M 点不是减弱点，C 错误；根据n ＝λ′λ＝2 ，则n ＝sin αOR PR，解得sin α＝352 ，D 正确． 5．[2021·天津卷]一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度v ＝10 m/s ，t ＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y 轴正方向运动，下列图形中哪个是t ＝0.6 s 时的波形( )答案：B解析：由图中可以看出该波的波长为λ＝4 m ，根据v ＝λT可知该列波的周期为T ＝0.4 s ，又因为t＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当t＝0.6 s时经历了1.5 T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B正确．6．[2023·湖南卷]如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC＝BC＝4 m，DC＝3 m，DC垂直AB.t＝0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4 m．下列说法正确的是()A．这三列波的波速均为2 m/sB．t＝2 s时，D处的质点开始振动C．t＝4.5 s时，D处的质点向y轴负方向运动D．t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是6 cm答案：C解析：由图(b)的振动图像可知，振动的周期为4 s，故三列波的波速为v＝λT＝4 m4 s＝1m/s，A错误；由图(a)可知，D处距离波源C最近的距离为3 m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为t C＝DC v＝3 m1 m/s＝3 s故t＝2 s时，D处的质点还未开始振动，B错误；由几何关系可知AD＝BD＝5 m，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为t AB＝ADv＝5 m1 m/s＝5 s故t＝4.5 s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为t1＝t－t C ＝1.5 s由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；t＝6 s时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2＝t－t C＝3 s由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；t＝6 s时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为t3＝t－t AB＝1 s由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰．根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为y＝2A－A＝2 cm故t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是2 cm，D错误．故选C.。
新教材适用2023_2024学年高中物理第三章机械波2.波速与波长频率的关系课后训练教科版选择性必修
2.波速与波长、频率的关系课后训练巩固提升基础巩固1.关于波速,下列说法正确的是()A.反映了质点振动的快慢B.反映了振动在介质中传播的快慢C.波速由介质和波源共同决定D.波速与波源的频率成正比,它与质点的振动快慢无关,选项A错误,B正确;波速只由介质决定,而与频率和波长无关,选项C、D错误。
2.介质中有一列简谐机械波在传播,对于其中某个振动质点()A.它的振动速度等于波的传播速度B.它的振动方向一定垂直于波的传播方向C.它在一个周期内通过的路程等于一个波长D.它的振动频率等于波源的振动频率,波的传播速度只与介质有关,而质点的振动速度周期性变化,振动质点并不随波迁移,只是在各自的平衡位置附近做简谐运动,选项A、C错误;机械波可能是横波,也可能是纵波,故振动质点的振动方向不一定垂直于波的传播方向,选项B错误;振动质点的振动是由波源的振动引起的,是受迫振动,故质点的振动频率等于波源的振动频率,选项D正确。
3.用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波。
某一时刻的波形如图所示,绳上a、b两质点均处于波峰位置。
下列说法正确的是()A.a、b两点之间的距离为半个波长B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期C.b点完成全振动次数比a点多一次D.b点完成全振动次数比a点少一次,A错误;波在一个周期内向前传播的距离为一个波长,a点比b点早振动一个周期,完成全振动的次数也比b点多一次,故B、C错误,D正确。
4.男女生二重唱中,女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2,它们之间的关系是()A.f1>f2,λ1>λ2,v1>v2B.f1<f2,λ1<λ2,v1<v2C.f1>f2,λ1<λ2,v1=v2D.以上说法都不正确,因而在空气中波速相同,A 、B 错误;而音调高即是频率高,即f 1>f 2,又v=λf ,所以λ1<λ2,C 正确,D 错误。
2025版高考物理一轮总复习考点突破第8章机械振动机械波第21讲机械波考点3波的多解问题
考点3 波的多解问题(实力考点·深度研析)造成波动问题多解的主要因素1．周期性(1)时间周期性：时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确。
(2)空间周期性：波传播距离Δx 与波长λ的关系不明确。
2．双向性(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定。
(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定。
3．波形的隐含性形成多解在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态。
这样波形就有多种状况，形成波动问题的多解性。
►考向1 波传播的双向性和时间周期性引起的多解问题[解析] (1)由题图可知λ＝8 m 。
当波向右传播时，在Δt ＝t 2－t 1时间内波传播的距离为s 1＝nλ＋38λ＝(8n ＋3)m(n ＝0,1,2，…) 波速为v 1＝s 1Δt ＝8n ＋30.5m/s ＝(16n ＋6)m/s(n ＝0,1,2，…)。
当波向左传播时，在Δt ＝t 2－t 1时间内波传播的距离为s 2＝nλ＋58λ＝(8n ＋5)m(n ＝0,1,2，…)波速为v 2＝s 2Δt ＝8n ＋50.5m/s ＝(16n ＋10)m/s(n ＝0,1,2，…)。
(2)若波速大小为74 m/s ，在Δt ＝t 2－t 1时间内波传播的距离为s ′＝v ′·Δt ＝74×0.5 m＝37 m ，因为37 m ＝4λ＋58λ，所以波向左传播。
[答案] 答案见解析解决波的多解问题的一般思路(1)首先找出造成多解的缘由，比如考虑传播方向的双向性，可先假设波向右传播，再假设波向左传播，分别进行分析。
(2)依据周期性列式，若题目给出的是时间条件，则列出t ＝nT ＋Δt (n ＝0,1,2，…)；若给出的是距离条件，则列出x ＝nλ＋Δx (n ＝0,1,2，…)进行求解。
(3)依据须要进一步求与波速⎝ ⎛⎭⎪⎫v ＝Δx Δt 或v ＝λT ＝λf 等有关的问题。
►考向2 空间周期性引起的多解问题(2024·海南卷)下面左右两图分别是一列机械波在传播方向上相距6 m 的两个质点P 、Q 的振动图像，下列说法正确的是( C )A ．该波的周期是5 sB ．该波的波速是3 m/sC ．4 s 时P 质点向上振动D ．4 s 时Q 质点向上振动[解析] 由振动图像可看出该波的周期是4 s ，A 错误；由于Q 、P 两个质点振动反相，则可知两者间距离等于⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12λ＝6 m ，n ＝0,1,2，…，依据v ＝λT ＝32n ＋1 m/s ，n ＝0,1,2，…，B 错误；由P 质点的振动图像可看出，在4 s 时P 质点在平衡位置向上振动，C 正确；由Q 质点的振动图像可看出，在4 s 时Q 质点在平衡位置向下振动，D 错误。
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—机械波(含解析)
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—机械波（含解析）一、多选题1．沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M 为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s ，则1s 40t =时（）A ．质点M 对平衡位置的位移一定为负值B ．质点M 的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C ．质点M 的加速度方向与速度方向一定相同D ．质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反【答案】CD【解析】由图读出波长为λ=4m ，则该波的周期为4s 0.1s 40T v λ===1s 404T t ==t=0时刻质点M 向上运动，则在1s 40t =时刻，质点M 正从波峰向平衡位置运动，所以其速度增大，加速度减小。
位移为正，质点M 的速度沿y 轴负方向，加速度沿y 轴负方向，所以加速度方向与速度方向相同，速度方向与位移方向相反，质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，故CD 正确，AB 错误。
故选CD 。
2．如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x ＝2m 处的质点P 以此时刻为计时起点的振动图像．下列说法正确的是（）A．这列波的传播方向是沿x轴正方向B．这列波的传播速度是20m/sC．经过0.15s，质点P沿x轴的正方向传播了3mD．经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴正方向E.经过0.35s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离【答案】ABE【解析】由振动图象读出t=0时刻P点的振动方向，判断波的传播方向．由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速．分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断Q点的运动方向．由乙图读出，t=0时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，A正确；由图知：λ=4m，T=0.2s，则波速4/20/0.2v m s m sTλ===，B正确；简谐横波中质点在平衡位置附近振动，并不随着波迁移，C错误；图示时刻Q点沿y轴正方向运动，1 0.12t s T==，质点Q的运动方向沿y轴负方向，D错误；t=0.35s=1.75T，经过0.35s时，质点P到达波峰，而质点Q位于平衡位置与波谷之间，故质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，E正确．3．图（a）是一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.5m处的质点，Q是平衡位置在x=12m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（）A ．这列波沿x 轴正方向传播B ．在t =0.25s 时，质点P 的加速度方向沿y 轴负方向C ．从t =0.10s 到t =0.25s 的过程中，质点Q 的位移大小为0.30mD ．从t =0.10s 到t =0.25s ，回复力对质点P 的冲量为零E.质点Q 简谐运动的表达式为y =0.10sin10πt （m ）【答案】ABE【解析】A.根据振动图像可知t =0.10s 时刻质点Q 向下振动，在波动图像中根据“同侧法”知波沿x 轴正方向传播，A 正确；B.由振动图像读出周期T =0.2s ，从t =0.10s 到t =0.25s 经过的时间为△t =0.15s=3 4T 则在t =0.25s 时，质点P 位于x 轴上方，加速度方向沿y 轴负方向，B 正确；C.从t =0.10s 到t =0.25s 经过的时间为3 4个周期，t =0.25s 时刻质点Q 位于波峰，质点Q 的位移大小为0.10m ，路程为0.30m ，C 错误；D.从t =0.10s 到t =0.25s 经过的时间为3 4个周期，t =0.10s 和t =0.25s 质点P 的瞬时速度不相同，由动量定理21()0I m v m v v =∆=-≠回复力对质点P 的冲量不为零，D 错误；E.由振动图像和波动图像可知0.10mA =210rad/s Tπωπ==质点Q 简谐运动的表达式为sin 0.10sin10(m)y A t t ωπ==E 正确。
2023版新教材高中物理第三章机械波专项2波的图像与振动图像的综合问题课时作业教科版选择性必修第一册
专项 2 波的图像与振动图像的综合问题提能力1．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t＝1 s时的波形图，图乙是波中某质点的振动位移随时间变化的振动图像(两图均用同一时刻计时)，图乙的振动图像对应图甲上的质点可能是( )A．x＝1 m处的质点 B．x＝2 m处的质点C．x＝3 m处的质点 D．x＝4 m处的质点2．一列简谐横波沿x轴传播，波速为2.0 m/s，该波在t＝0时刻的波形图如图甲所示，x＝0处质点的振动图像如图乙所示．下列说法正确的是( )A．质点的振动周期为4.0 sB．这列波的振幅为60 cmC．该波沿x轴正方向传播D．t＝0时刻，x＝4 m处的质点沿y轴负方向振动3．质点A做简谐运动，其振动图像和t＝1.6 s时刻的波动图像如图所示，则在t＝1.6 s时，下列说法正确的是( )A．质点A向上运动，波向左传播B．质点A向上运动，波向右传播C．质点A向下运动，波向左传播D．质点A向下运动，波向右传播4．(多选)如图甲所示的y-x图线表示一列简谐波在沿x轴方向传播时的波形图，若以图甲所示情况为计时起点，那么图乙所示的y-t图线表示的是( )A．当这列波沿x轴正方向传播时，是表示a质点的振动图像B．当这列波沿x轴负方向传播时，是表示a质点的振动图像C．当这列波沿x轴正方向传播时，是表示b质点的振动图像D．当这列波沿x轴负方向传播时，是表示b质点的振动图像5．(多选)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示．当t＝7 s时，简谐波的波动图像可能正确的是( )6．(多选)一列简谐横波沿x轴方向传播，在t＝0.25 s时的波形如图甲所示，图乙为x＝1.5 m处质点b的振动图像，下列说法正确的是( )A．该波的波速为2 m/sB．该波沿x轴正方向传播C．质点a(x＝1 m)在t＝0.25 s到t＝1.25 s的时间内沿x轴正方向运动了2 mD．质点d(x＝3 m)在t＝0.75 s时处于平衡位置，并沿y轴负方向运动7．一列简谐横波在t＝0.4 s时的波形如图甲所示，甲图中x＝15 m处质点A的振动图像如图乙所示．则( )A ．这列波沿x 轴正方向传播B ．这列波的波速是20 m/sC ．再过0.2 s 质点A 将迁移到x ＝20 m 处D ．质点A 在任意的1 s 内所通过的路程都是0.4 m8．(多选)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T2 时刻，该波的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是( )A ．质点Q 的振动图像与图(b)相同B ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大C ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示D ．在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大9．战斗绳是目前非常流行的一种高效全身训练的方式．在某次训练中，运动员手持绳的一端甩动形成绳波可简化为简谐波，图甲是t ＝0.3 s 时的波形图，x ＝0处的质点振动图像如图乙所示，质点A 的平衡位置在x ＝2.5 m 处，则( )A ．这列波向x 轴负方向传播B ．这列波的传播速度为1 m/sC ．t ＝0.6 s 时质点A 的加速度沿y 轴负方向D ．t ＝0.3 s 至0.55 s 时间内，质点A 通过的路程为3 cm10.如图甲为某波在t ＝1.0 s 时的图像，图乙为参与该波动的P 质点的振动图像．(1)求该波的波速；(2)画出Δt ＝3.5 s 时的波形．专项2 波的图像与振动图像的综合问题1．答案：B解析：波沿x 轴正方向传播，由题图乙可得在t ＝1 s 时刻，质点在平衡位置，且向y 轴负方向运动，由题图甲及简谐波沿x 轴正方向传播可判断x ＝2 m 处的质点在平衡位置，正沿y 轴负方向运动，故B 正确，A 、C 、D 错误．2．答案：A解析：由题图甲可知，波长λ＝8 m, T ＝λv ＝82.0 s ＝4.0 s ，故A 正确；由题图甲知，这列波的振幅为30 cm ，故B 错误；t ＝0时刻，x ＝0处质点向下振动，可知该波沿x 轴负方向传播，故C 错误；根据波沿x 轴负方向传播可判断，t ＝0时刻，x ＝4 m 处质点沿y 轴正方向振动，故D 错误．3．答案：B解析：由振动图像可知t ＝1.6 s 时，质点A 向上振动．根据“上坡下振，下坡上振”，可确定A 点处于波的图像的下坡，则波应沿x 轴正方向传播，故B 项正确．4．答案：AD解析：如果这列波沿x 轴正方向传播，a 质点应沿y 轴正方向运动，b 质点应沿y 轴负方向运动，这时y -t 图线表示的是a 质点的振动图像；如果这列波沿x 轴负方向传播，a 质点应沿y 轴负方向运动，b 质点沿y 轴正方向运动，这时y -t 图线表示的是b 质点的振动图像，故A 、D 正确．5．答案：AC解析：由O 点的振动图像可知，周期为T ＝2×(11－5) s ＝12 s ，设原点处的质点的振动方程为y ＝A sin ⎝⎛⎭⎪⎫2πT t ＋φ，则10 cm ＝20sin φ cm 解得φ＝π6，在t ＝7 s 时刻y7＝20sin⎝ ⎛⎭⎪⎫2π12×7＋π6 cm ＝－10 3 cm ≈－17.3 cm ，因7 s ＝12T ＋112T ，则在t ＝7 s 时刻质点在y 轴负向且向下振动，根据同侧法可判断若波向右传播，则波形如C 所示；若波向左传播，则波形如A 所示．6．答案：AB解析：根据题图甲可得，λ＝4 m ，根据题图乙可得T ＝2 s ，则波的速度为v ＝λT ＝2 m/s ，A 正确；在t ＝0.25 s 时，b 点振动方向向上，由波形平移法知该波沿x 轴正方向传播，B 正确；质点a 只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随着波向右迁移，C 错误；题图甲为t ＝0.25 s 时的波形图，到t ＝0.75 s 时经过了的时间是T4，即t ＝0.75 s 时，质点d 处于平衡位置，并正在向y 轴正方向运动，D 错误．方法总结：“一分、一看、二找”巧解波的图像与振动图像综合类问题7．答案：A解析：A 对：由图乙知，t ＝0.4 s 时质点A 向下振动，据带动法可知该波沿x 轴正方向传播．B 错：由图甲读出波长为λ＝20 m ，由图乙读出波的周期为T ＝0.8 s ，则波速为 v ＝λT ＝25 m/s.C 错：简谐横波沿x 轴正方向传播，质点A 只上下振动，并不随波迁移．D 错：质点在一个周期内通过的路程为四个振幅，周期T ＝0.8 s ，则Δt ＝1 s ＝54T ，若质点A 初始位置在平衡位置或最大位移处，则它在1 s 内的路程应为s ＝1.25×4A ＝5×8 cm ＝0.4 m ；若质点A 初始位置不在平衡位置或最大位移处，1 s 内所通过的路程不是0.4 m ．8．答案：BCD解析：t ＝T2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q 在t ＝T2时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q 的振动图像与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所示，选项A 错误，C 正确；在t ＝0时刻，质点P 处在波谷位置，速率为零，位移最大，加速度最大，而质点Q 运动到平衡位置，速度最大，加速度为零，即在t ＝0时刻，质点P 的加速度比质点Q 的大，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大，选项B 、D 正确．9．答案：D解析：由乙图读出，t ＝0.3 s 时x ＝0处的质点速度方向沿y 轴负方向，在图甲上，根据波形平移法可知，该波沿x 轴正方向传播，A 错误；由甲图读出波长为λ＝6 m ，由乙图读出周期为T ＝0.6 s ，则波速为v ＝λT ＝10 m/s ，B 错误；t ＝0.6 s 时，质点A 振动了0.3 s ，半个周期，质点A 振动方向向上，则经过半个周期时振动到平衡位置下面，则质点A 的加速度沿y 轴正方向，C 错误；根据ω＝2πT ＝10π3，则质点O 的振动方程为y ＝2sin ωt ＝2sin2π0.6t(cm)，O 点振动形式传到A 处的时间是t ＝xv＝0.25 s ，所以A 质点的振动方程为yA ＝2sinω(t －0.25)＝2sin (10π3t －56π)(cm)，在t ＝0.3 s ，A 质点的位移y1＝2sin (10π3×0.3－56π)(cm) ＝1 cm ，当t ＝0.55 s 时，此时A 质点的位移y2＝2sin (2π0.6×0.3)(cm)＝0，t ＝0.55s 时，A 点恰好回到平衡位置，由于振动时间小于半个周期，所以t ＝0.3 s 至0.55 s 时间内，质点A 通过的路程为3 cm ，D 正确．10．答案：(1)4 m/s (2)见解析图解析：(1)由题图甲得波长λ＝4 m ，由题图乙得周期T ＝1.0 s ，所以波速v ＝λT＝4 m/s.(2)方法一 平移法由题图乙可知1.0 s 时质点P 向y 轴负方向振动，所以题图甲中的波沿x 轴负方向传播，传播距离Δx ＝v Δt ＝4×3.5 m ＝14 m ＝(3＋12)λ，所以只需将波形沿x 轴负方向平移12λ＝2 m即可，如图(a)所示方法二特殊点法如图(b)所示，在图中取两特殊质点a 、b ，因Δt ＝3.5 s ＝312T ，舍弃3，取T2，找出a 、b 两质点振动T2后的位置a ′、b ′，过a ′、b ′画出正弦曲线即可．。
机械波-2024届高考物理一轮复习热点题型(解析版)
机械波特训目标特训内容目标1机械波的传播和波的图像(1T -4T )目标2波动图像和振动图像(5T -8T )目标3波的多解问题(9T -12T )目标4波的干涉(13T -16T )目标5波的衍射和多普勒效应(17T -20T )【特训典例】一、机械波的传播和波的图像1如图1所示为医生用B 超探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号就形成了B 超图像。
若探头发出的超声波在人体内传播时在t =0时刻的图形如图2所示，波沿x 轴正向传播，a 、b 是波传播路径上的两个质点，质点a 的振动比质点b 的振动超前43×10-6s ，则下列说法正确的是()A.t =0时刻，质点a 与质点b 振动情况相同B.超声波在人体中传播速度大小为1500m/sC.反射的超声波传播速度会小于探头发射的超声波速度D.从t =0时刻开始，当质点a 第一次回到平衡位置时，质点b 的位移和t =0时刻的位移相同E.质点a 在2×10-5s 内运动的路程为40mm 【答案】BDE【详解】A ．t =0时刻，质点a 与质点b 振动速度方向相反，振动情况不同，A 错误；B ．经过43×10-6s 波由质点a 传到质点b ，则超声波的传播速度v =Δx Δt =2×10-343×10-6m/s =1500m/s ，B 正确；C ．波在同一介质中传播速度大小相同，C 错误；D ．用平移波形法可知，从t =0时刻开始，当质点a 第一次回到平衡位置时，波向右传播2mm ，则由波形图可知，此时质点b 的位移和t =0时刻的位移相同，D 正确；E ．质点a 的振动比质点b 的振动超前43×10-6s ，由图可知1012T -812T =43×10-6s 解得T =8×10-6s则2×10-5s =52T 质点a 在2×10-5s 内运动的路程为s =52×4A =40mm 故E 正确。
2023年高二物理机械波练习题及答案
2023年高二物理机械波练习题及答案一、选择题1. 在水平方向传播的机械波中，下列哪种波是纵波？A. 声波B. 水波C. 光波D. 电磁波2. 对于横波，下列说法正确的是：A. 粒子振动方向与波传播方向垂直B. 粒子振动方向与波传播方向平行C. 波传播方向垂直于纵波的传播方向D. 波传播方向平行于纵波的传播方向3. 下列关于波速的说法正确的是：A. 波速与频率成正比B. 波速与振幅成正比C. 波速与介质密度成正比D. 波速与波长成反比4. 一个频率为10 Hz的机械波的周期是：A. 0.01 sB. 0.1 sC. 1 sD. 10 s5. 声音是一种机械波，它的传播需要依赖于：A. 光B. 电磁波C. 介质D. 真空二、填空题1. 机械波的传播需要介质，不能在________中传播。
2. 波长是波的________。
3. 声波的频率单位是________。
4. 声速是指声音在单位时间内传播的________。
5. 机械波的能量传播是靠介质中的________传递。
三、解答题1. 描述机械波的三要素，并简要解释它们之间的关系。
答案：机械波的三要素为振幅、频率和波长。
振幅是波的最大偏离量，它表示波的能量大小。
频率是指波的振动次数，单位为赫兹(Hz)。
波长是波的一个完整周期所对应的距离，它与频率和波速有关。
频率和波长的乘积等于波速，即频率 ×波长 = 波速。
2. 请解释什么是驻波，并举例说明。
答案：驻波是指两个同样频率、大小相等但传播方向相反的波相互叠加形成的波动现象。
在驻波中，某些位置的波节（振动幅度最小）和波腹（振动幅度最大）保持不动，这些位置称为驻波的节点和腹点。
例如，在弦上产生的驻波现象，弦的两端固定，当波在两端反射后与传入波相互干涉时，就会形成驻波。
3. 解释什么是多普勒效应，以及它在日常生活中的应用。
答案：多普勒效应是指当波源相对于接收者运动时，由于相对速度的不同导致波的频率发生改变的现象。
2024年高中物理新教材讲义：波的图像与振动图像的综合问题及波的多解问题
专题强化6波的图像与振动图像的综合问题及波的多解问题[学习目标] 1.进一步理解波的图像问题(重点)。
2.知道波的图像和振动图像的区别与联系，会区别并分析两类图像(重难点)。
3.理解波的多解性，会分析波的综合问题(重难点)。
一、波的图像与振动图像的综合问题1．波的图像与振动图像的异同点振动图像波的图像不同点图像物理意义一个质点在不同时刻的振动位移各质点在同一时刻的振动位移研究对象一个质点沿波传播方向上的各质点坐标横坐标时间各质点的平衡位置纵坐标某一质点在不同时刻的振动位移各质点在同一时刻的振动位移一个完整波形信息周期T 波长λ相同点图像形状正弦曲线可获取的信息质点的振幅A 及位移、速度、加速度的大小和方向2.求解波的图像与振动图像综合问题的三个关键(1)分清振动图像与波的图像，横坐标为x 的是波的图像，横坐标为t 的是振动图像。
(2)看清横、纵坐标的单位．尤其要注意单位前的数量级。
(3)找准波的图像对应的时刻，找准振动图像对应的质点。
例1(多选)(2022·庆阳第六中学高二期末)一列简谐横波在x 轴上传播，t ＝0时刻的波形如图甲所示，x ＝2m 处的质点P 的振动图像如图乙所示，由此可以判断()A ．该波的传播方向是沿x 轴正方向B ．4s 末质点P 的位移为5cmC ．在t ＝5s 时质点P 的速度为零D ．在0～5s 时间内质点P 通过的路程是25cm答案CD 解析由题图乙可知，t ＝0时刻质点P 的振动方向沿y 轴正方向，由题图甲波的图像，根据同侧法可知，该波的传播方向是沿x 轴负方向，A 错误；由题图乙可知，4s 末质点P 处于平衡位置，此时质点P 的位移为0，B 错误；由题图乙可知，t ＝5s 时质点P 处于波峰位置，此时质点P 的速度为零，C 正确；由题图乙可知，质点振动的周期与振幅分别为T ＝4s ，A＝5cm ，由于Δt ＝5s ＝114T ，则在0～5s 时间内质点P 通过的路程x ＝4A ＋A ＝25cm ，D 正确。
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波专项训练及答案(2)
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波专项训练及答案(2)一、选择题1．如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，O、A、B、C、D是x轴上相隔1m的五个质点。
t＝0时，质点O开始从原点沿y轴向上运动，经0.1s第一次到达正向最大位移处，此时质点B开始向上运动。
则（）A．该波波长为4m，频率为2.5HzB．该波的波速为20m/s，周期为0.8sC．在t＝0.2s时，D质点开始向上振动D．在t＝0.2s时，B质点刚好回到平衡位置2．如图为一弹簧振子做简谐运动的位移﹣时间图象，在如图所示的时间范围内，下列判断正确的是（）A．0.2s时的位移与0.4s时的位移相同B．0.4s时的速度与0.6s时的速度相同C．弹簧振子的振动周期为0.9s，振幅为4cmD．0.2s时的回复力与0.6s时的回复力方向相反3．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动．下列判断正确的是（）A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C．振子经过O时动能最大D．振子经过O时加速度最大4．下列说法正确的是（）A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短5．图甲所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是A．在t＝0.2s时，弹簧振子运动到O位置B．在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同C．从t＝0到t＝0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D．在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同6．一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置，质点a正向上运动．则下列说法正确的是A．波沿x 轴负方向传播B．该时刻质点b正向上运动C．该时刻质点a、b的速度相同D．质点a、b的振动周期相同7．如图所示两个频率、相位、振幅均相同的波的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠加的结果正确的描述是（）A．在A点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰B．B点在干涉过程中振幅始终为零C．两波在B点路程差是波长的整数倍D．当C点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰8．沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，A， B、C三个质点的平衡位置分别为x A=1.5m、x B=2m、x C=3m，t=0.9s时质点A恰好第二次到达波峰，下列说法正确中的是A ．波传播的速度为10m/sB ．t =0.1s 时质点A 运动到质点B 的位置C ．质点C 在t =0.9s 时沿y 轴负方向振动D ．质点B 的振动表达式为y=5sin （2.5πt ）cm9．一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（ ）A ．若波沿x 轴正方向传播，则图乙表示的是质点N 的振动图象B ．若波沿x 轴负方向传播，则图乙表示的是质点K 的振动图象C ．若图乙表示的是质点L 的振动图象，则波沿x 轴正方向传播D ．若图乙表示的是质点M 的振动图象，则波沿x 轴负方向传播10．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。
2023新教材高中物理第三章机械波习题课2振动图像与波动图像问题及波的多解问题课件新人教版选择性必修
2．[多选]一简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t＝T2 时刻，该波的波形图如图(a)所示，
P、Q 是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确
的是
()
A．质点 Q 的振动图像与图(b)相同 B．在 t＝0 时刻，质点 P 的速率比质点 Q 的大 C．在 t＝0 时刻，质点 P 的加速度的大小比质点 Q 的大 D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
[规律方法] 解决波的多解问题的一般思路
(1)首先考虑传播方向的双向性，如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件 暗示，应首先按波传播方向的可能性进行讨论。
(2)对设定的传播方向，首先确定Δt和T(或确定Δx和λ)的关系，一般先确定最简 单的情况，即一个周期内(或一个波长内)的情况，然后在此基础上加nT(或nλ)。
[集训联通] [典例2] 实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.06 s时 刻的波形图。已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点沿y轴正方向运动。
(1)判断该波的传播方向； (2)求该波的最小频率。
[解析] (1)由题意可知该波沿 x 轴正方向传播。 (2)因波的传播具有周期性，设波的周期为 T，t2＝0.06 s 时刻，则有n＋34T ＝0.06 s(n＝0,1,2，…) 得 T＝40n.＋243 s(n＝0,1,2，…) 则 f＝T1＝40n.＋243 Hz(n＝0,1,2，…) 当 n＝0 时，f 最小，为 fmin＝0.324 Hz＝12.5 Hz。 [答案] (1)沿x轴正方向 (2)12.5 Hz
答案：CD
3．一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速v＝4 m/s。已知坐标原点(x＝0)处质点的 振动图像如图所示。在下列4幅图中能够正确表示t＝0.15 s时波形的图是 ( )
2023届高考物理一轮复习机械波(二)精讲课件
y/cm
8
甲
乙
-10 0
-8
x/cm
50
【解析】(ⅰ)t=0时,在x=50 cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移
为16 cm。两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm。
从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为1=50 cm,2=60 cm①
甲、乙两列波波峰的x坐标分别为
1
2
4
1
2
3
8
≠
1
2
,C项错
误。若波沿轴负向传播, = 10 ( + ),yQ=10 ( + ) ,将 = 1.
1
2
75 代入,可得 = ,D正确。若波沿x轴正向传播, = 10 ( +
= 10
1
( ), 将
＋Δx(n＝0,1,2…)。
【例1】[2017河北唐山一模,34(1)](多选)如图所示为一列向左传播的横波的图象,
图中实线表示t时刻的波形,虚线表示又经Δt=0.2 s时刻的波形,已知波长为2 m,下列
说法正确的是 (
)
A.波的周期的最大值为2 s
2
B.波的周期的最大值为 s
9
C.波的速度的最小值为9 m/s
2
= 0.25 代入,可得 = ,E正确。
3
),
4
【例3】[2015课标Ⅰ]甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,
波速均为v=25 cm/s。两列波在t=0时的波形曲线如图所示。求
(ⅰ)t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标;
(ⅱ)从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间。
2023-2024学年高三物理一轮基础专题(解析版)第七章 第2讲 机械波
第七章第2讲机械波一、选择题(本题共8小题，1～5题为单选，6～8题为多选)1. 汽笛发出雄壮的吼声，轮船像一匹钢铁骏马，斩波劈浪，向远方冲去。
轮船鸣笛发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形如图所示。
已知声波在空气中传播的速度小于在水中传播的速度，则下列说法正确的是( )A. 声波在空气中传播的波长大于在水中传播的波长，声波在空气中传播的波形是aB. 声波在空气中传播的波长大于在水中传播的波长，声波在空气中传播的波形是bC. 声波在空气中传播的波长小于在水中传播的波长，声波在空气中传播的波形是aD. 声波在空气中传播的波长小于在水中传播的波长，声波在空气中传播的波形是b2. 如图所示，图甲为沿x 轴传播的一列简谐机械波在t=1 s 时刻的波动图像，图乙为质点P 的振动图像。
下列说法正确的是( )甲乙A. 波沿x 轴正方向传播，波速为2m/sB. 该波可以与另一列频率为2Hz 的波发生干涉C. 波在传播过程中遇到100m 尺度的障碍物能发生明显的衍射D. 某人向着该静止的波源运动时观测到的频率小于0.5 Hz3. 地震后同时产生地震波P 波和S 波，12月22日在江苏常州市发生4.2级地震，震源深度10 千米。
镇江等地通过手机或电视提前收到了地震预警信息，告知地震波S 波将在十几秒之内到达。
地震波S 波到达后，感觉建筑物在水平晃动。
地震预警是利用P 波的波速vp 和S 波的波速vs不同来实现预警的。
下列判断正确的是( )A.S 波的波速大于P 波的波速B.S 波是横波C. 若已知两波到达某地的时间差为t, 此地距离震源约为|vp—vsltD.P 波与S 波的频率不同4. 如图甲为一波源的共振曲线，图乙表示该波源在共振状态下的振动形式沿x 轴正方向传播过程中形成的机械波在t=0 时刻的波形曲线， P 是平衡位置在x=1.0m 处的质点，Q 是平衡位置在x=4.0m 处的质点，则下列说法正确的是()甲乙A. 图甲中，若驱动力周期变大，共振曲线的峰将向频率f 小的方向移动B. 在t=2.5s 时，质点P 的加速度方向与y 轴正方向相同C. 质点Q 的振动方程为y=10sin(10πt) cmD. 从t=1s 到t=2.5s, 质点P 通过的路程为30cm5. 图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图，图乙为质点P 的振动图像。
2023年全国统一高考物理试卷(新课标)(解析版)
2023年全国统一高考物理试卷（新课标）1. 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【考点】声波及其应用；机械波及其形成和传播；波长、频率和波速的关系【专题】定性思想；推理法；波的多解性；理解能力【答案】A【分析】声波从一种介质到另一种介质，波的频率不变，波速变化；根据周期与频率关系分析周期的变化；根据波长与周期的关系式分析波长的变化。
【解答】解：声波在空气中和水中传播时，频率相同；周期T=1，则声波在空气f中和在水中传播时的周期相同；波速与介质有关，则声波在空气中和在水中传播时的波速不同；波长λ=vT，则声波在空气中和在水中传播时的波长不同故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查波的传播，解题关键是知道波从一种介质到另一种介质，频率不变，波速变化。
2. 无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率坚直下落。
一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度ℎ的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（ ）A.0B.mgℎC.1mv2−mgℎ2mv2+mgℎD.12【考点】动能定理【专题】定量思想；推理法；动能定理的应用专题；推理能力【答案】B【分析】雨滴做匀速直线运动，在地面附近以速率v下落高度ℎ的过程中，动能的变化量为零，根据动能定理列式求解克服阻力做功即可。
【解答】解：雨滴下落过程，在重力和阻力作用下做匀速直线运动，设克服空气阻力做的功为W克，则空气阻力对雨滴做功为−W克，雨滴在地面附近以速率v下落高度ℎ的过程中，由动能定理得：mgℎ−W克=0解得：W克=mgℎ故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查动能定理，解题关键是明确雨滴的运动情况和受力情况，结合动能定理列式求解即可。
3. 铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10−5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量ℎ=6.63×10−34J⋅s，元电荷e=1.60×10−19C）（ ）A.103HzB.106HzC.109HzD.1012Hz【考点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁【专题】定量思想；推理法；原子的能级结构专题；理解能力【答案】C【分析】根据两能级间的能级差求解能级跃迁过程中辐射出光子的能量，根据能量子公式求解光子的频率量级。
2023高考真题振动与波
2023高考真题（机械振动、机械波）形图为( )A．B．C．D．1．D【详解】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时的波形图为选项D图。
故选D。
2．【2023海南】下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是( )A．该波的周期是5sB．该波的波速是3m/sC．4s时P质点向上振动D．4s时Q质点向上振动位移为4cmy =，且向y轴正方向运动。
从该时刻开始计时，a质点的振动图像为( ) A．B．C．D．3．A且向下振动，即此时的波形图为4．【2023湖南】如图(a)，在均匀介质中有、、A B C 和D 四点，其中、、A B C 三点位于同一直线上，4m,3m,AC BC DC DC ===垂直AB .0=t 时，位于、、A B C 处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD 垂直，已知波长为4m .下列说法正确的是( )A ．这三列波的波速均为2m/sB ．2s =t 时，D 处的质点开始振动C ． 4.5s t =时，D 处的质点向y 轴负方向运动 D ．6s t =时，D 处的质点与平衡位置的距离是6cm 4．C5．【全国甲卷】分别沿x 轴正向和负向传播的两列简谐横波P 、Q 的振动方向相同，振幅均为5cm ，波长均为8m ，波速均为4m/s 。
0=t 时刻，P 波刚好传播到坐标原点，该处的质点将自平衡位置向下振动；Q 波刚好传到10m =x 处，该处的质点将自平衡位置向上振动。
经过一段时间后，两列波相遇。
(1)在答题卡给出的坐标图上分别画出P 、Q 两列波在 2.5s t =时刻的波形图(P 波用虚线，Q 波用实线)；(2)求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。
考点巩固卷51机械波传播的多解性问题-2024年高考物理一轮复习考点通关卷(原卷版)
考点巩固卷51 机械波传播的多解性问题考点01：机械波波长的多解性问题（2单选+2多选+1解答）一、单选题1．（2023·辽宁营口·校联考模拟预测）如图甲所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，A 、B 两点的平衡位置间的距离6m x =，A 、B 两点的振动情况分别如图乙中的图线a 、b 所示。
该波的最大波长为（ ）A ．8mB ．6mC ．4mD ．2m2．（2023·河北·统考模拟预测）一列横波沿着x 轴正方向传播，处在10.5m x =和2 3.5m x =的两质点A 、B 的振动图像如图所示，则以下说法错误的是（ ）3．（2023·河北秦皇岛·校考模拟预测）一列横波沿着x 轴正方向传播，处在10.5m x =和2 3.5m x =的两质点A 、B 的振动图像如图所示，则以下说法错误的是（ ）4．（2023·天津宁河·天津市宁河区芦台第一中学校考模拟预测）一列简谐横波在均匀介质中沿着x 轴正方向传播，其传播速度v =6m/s ，x 轴上有平衡位置距离为3m 的两个质点P 、Q ，P 、Q 两点的振动图像分别如图甲、乙所示，则下列说法正确的是（ ）考点02：机械波波速的多解性问题（2单选+1多选+2解答）一、单选题1．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测）一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，0.5s t =时的波形如图甲所示，5m x =处质点的振动图像如图乙所示，则波速可能是（ ）A ．1m/sB ．2m/sC ．3m/sD ．4m/s2．（2023·重庆·校联考模拟预测）某均匀介质中，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在0=t 时刻和 2.5s t =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6mB ．振源的频率可能为1HzC ．这列波的波速大小可能为4m/sD ．质点P 和质点Q 的振动情况完全相同 二、多选题3．（2023·四川内江·统考模拟预测）一列简谐横波在某一时刻波的图像如图实线所示．下列说法中正确的是（ ）),2，描述的正是机械波传播的时的波形如图中的考点03：机械波周期的多解性问题（5单选+3多选+2解答）一、单选题1．（2023·湖北·模拟预测）如图所示，在原点O 处有一个波源，从0=t 时刻位于波源处的质点从平衡位置开始沿y 轴正方向做简谐运动，振幅为4cm ，产生的简谐横波在均匀介质中沿x 轴正向传播。
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—机械波二(附答案解析)
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—机械波二（附答案解析）1．(多选)(2023·辽宁卷·8)“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。
下列现象的物理原理与之相同的是()A．插入水中的筷子，看起来折断了B．阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹C．驶近站台的火车，汽笛音调变高D．振动音叉的周围，声音忽高忽低2．(2023·山东青岛市二模)我国研制的“复兴号动车组”首次实现了时速350km/h的自动驾驶，此时多普勒效应会影响无线通信系统稳定，这要求通信基站能分析误差并及时校正。
如图，一辆行驶的动车组发出一频率为f0、持续时间为Δt0的通信信号，与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率和持续时间分别为f A、Δt A和f B、Δt B，下列判断正确的是()A．f A>f0，Δt A<Δt0B．f A<f0，Δt A>Δt0C．f B>f0，Δt B>Δt0D．f B<f0，Δt B<Δt03.(多选)(2023·湖南长沙市一模)如图所示，水平面内两个沿竖直方向振动的相干波源S1、S2发出的简谐横波在同一均匀介质中相遇，波长均为5cm，波源S1的振幅为2cm，S2的振幅为4cm。
图中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，a、c、e三点均位于S1、S2连线的中垂线上，其中e点是a、c连线的中点，b、d、f三点为所在两个圆弧的交点。
下列说法正确的是()A．图示时刻ac两点连线上的任意一点(不含a、c)均向下振动B．b点的振幅为2cmC．图中b、d、f三点位于同一条双曲线上D．图中e点的振幅为0，但是它是振动加强点4．(2023·浙江6月选考·11)如图所示，置于管口T前的声源发出一列单一频率声波，分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。
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波的多解问题
一、波传播的周期性与多解问题
1．造成波传播多解的主要因素
(1)周期性
①时间周期性：时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确。
②空间周期性：波传播的距离Δx 与波长λ的关系不明确。
(2)双向性
①传播方向双向性：波的传播方向不确定。
②振动方向双向性：质点振动方向不确定。
2．解决波的多解问题的思路
一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件关系的Δt 或Δx ，若此关系为时间，则t ＝nT ＋Δt (n ＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x ＝nλ＋Δx (n ＝0，1，2，…)。
二、针对练习
1、（多选）一列在竖直方向振动的简谐横波，波长为λ，沿正x 方向传播.某一时刻，在振动位移向上且大小等于振幅一半的各点中，任取相邻的两点1P 、2P ，已知1P 的x 轴坐标小于2P 的x 轴坐标，则（ ）
A ．若221λ<
P P ，则1P 向下运动，2P 向上运动 B ．若221λ<
P P ，则1P 向上运动，2P 向下运动 C ．若221λ>
P P ，则1P 向上运动，2P 向下运动 D ．若2
21λ>
P P ，则1P 向下运动，2P 向上运动
2、(多选)如图所示，一列简谐横波沿x 轴传播，实线为t ＝0时的波形图，虚线为t ＝0.5 s 时的波形图，下列说法正确的是( )
A ．若波沿x 轴正方向传播，则其最大周期为2.0 s
B ．若波沿x 轴负方向传播，则其传播的最小速度为2 m/s
C ．若波速为26 m/s ，则t ＝0时P 质点的运动方向沿y 轴正方向
D ．若波速为14 m/s ，则t ＝0时P 质点的运动方向沿y 轴正方向
3、（多选 ）一列横波以10 m/s 的速率沿水平方向传播，
某时刻的波形如图中的实线所示，经时间t ∆后的波形如
图中的虚线所示，已知T t T >∆>2(T 为这列波的周期).
由此可知t ∆可能是（ ）
A ．0.3s
B ．0.5s
C ．0.6s
D ．0.7s
4、(多选)一列简谐横波沿x 轴传播，t ＝0时刻该波波形如图中实线
所示，此时x ＝0处的质点沿y 轴负向振动；t ＝2.0 s 时刻波形如图
中虚线所示。
则( )
A ．波的传播速度可能为0.3 m/s
B ．波的传播速度可能为0.9 m/s
C ．此列波的波长为0.8 m
D ．此列波沿x 轴负向传播
5、一列波长大于3.6 m 的简谐横波沿直线由a 向b 传播，a 、b 的平衡位置相距6 m ，a 、b 两质点的振动图像如图所示．由此可知( )
A ．3 s 末a 、b 两质点的位移相同
B ．该波的波速为2 m/s
C ．该波的波长为4 m
D ．该波由a 传播到b 历时1.5 s
6、如图所示，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m ，t=0时a 点为波峰，b 点为波谷，t=0.5s 时，a 点为波谷，b 点为波峰. 则下列判断中正确的是（ ）
A ．波一定沿x 轴正方向传播
B ．波长可能是8m
C ．周期可能是0.5s
D ．波速一定是24m/s
7、(多选)一列沿x 轴传播的简谐横波，t ＝0时刻的波形如图中实线所示，t ＝0.3 s 时刻的波形为图中虚线所示，则( )
A ．波的传播方向一定向左
B ．波的周期可能为0.4 s
C ．波的频率可能为5.0 Hz
D ．波的传播速度可能为5.0 m/s
8、(多选)一列沿x 轴正方向传播的简谐
横波，在波的传播方向上两质点a 、b 的
平衡位置相距6 m，a、b的振动图象分别如图甲、乙所示．下列说法正确的是() A．该波的波长可能为24 m B．该波的传播速度可能为2 m/s
C．质点a在0～4 s内通过的路程为6 cm
D．质点b在波谷位置时，质点a在平衡位置沿y轴负方向运动
9、一列沿x轴方向传播的横波，如图8所示的实线和虚线分别为t1＝0与t2＝1 s时的波形图象．求：
(1)如果该横波的传播速度为v＝75 m/s时，分析该波的传播方向；
(2)如果该横波沿x轴的正方向传播，虚线上x＝2 m处的质点到达平衡位置时波传播的最短距离是多少，相对应的时间应为多长．
10、如图所示，实线是某时刻的波形图象，虚线是0.2s后的波形图
(1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期，
(2)若波向右传播，求它的可能传播速度.
(3)若波速是45m/s，求波的传播方向.
11、一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上相距0.5 m的两质点，如图甲所示．两质点的振动图像分别如图乙、丙所示．
(1)当该波在该介质中传播的速度为2.5 m/s时，求该波的波长；
(2)若该波的波长大于0.3 m，求可能的波速．
12、如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t1＝0(实线)和t2＝0.5 s(虚线)时刻的波形图．(1)若t1时刻x＝2.5 m处的质点正沿y轴负方向振动，求该质点从t2时刻位置第一次回到t1时刻的位置所经过的最长时间；
(2)若波动的周期T≤0.5 s≤2T，则在1 s内波形传播的距离为多少？
13、一列简谐横波沿x轴正方向传播，沿传播方向上P、Q两点的振动图象如左图、右图所示，已知P、Q两点平衡位置的坐标分别为x P＝2 m、x Q＝4 m。
问：
(1)若该波的波长大于2 m，则波速是多大？
(2)若该波的波长小于2 m，则波长是多少？
答案
1.AC
2.AD
3.BD
4.AB
5.B
6.B
7.BD
8.CD
9. (1) 沿x 轴的正方向 (2)1 m
18n ＋3 s(n ＝0,1,2…)
10.(1)波向左传播，传播的时间为nT T t +=∆43)3,2,1,0( =n ， 所以s 348.0344+=+∆=
n n t T )3,2,1,0( =n ，最大周期为s 27.038.0max ==T
(2)波向右传播，nT T t +=∆41)3,2,1,0( =n ，s 148.0+=
n T )3,2,1,0( =n 而λ=4m, 所以m/s )14(5+==n T v λ
，)3,2,1,0( =n
(3)若波速是m /s 45,设波向右传播，由m/s )14(5+==n T
v λ
,得45m/s=5(4n+1)m/s, 解得n=2.
故假设成立，波向右传播. 或m 92.045=⨯=∆=∆t v x ，,因为λ=4m,所以12+=∆λx .由图象可知波向右传播.
11. (1)2 m (2)若波由a 向b 方向传播，波速为56
m/s ，若波由b 向a 方向传播，波速为2.5 m/s 或0.5 m/s
12. (1)16
s (2)10 m 或14 m
13.(1)87 m/s (2)168n －1
m(n ＝2,3,4…)。