2026高考物理大一輪復(fù)習(xí)-第八章 第41練 機(jī)械波B-專項(xiàng)訓(xùn)練【含答案】

第41課時(shí)機(jī)械波[B]分值：60分1~6題每小題4分，7題10分，共34分1.(多選)(2023·遼寧卷·8)“球鼻艏”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置，當(dāng)輪船以設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時(shí)，球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以大幅度減小水對(duì)輪船的阻力。下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是()A.插入水中的筷子，看起來(lái)折斷了B.陽(yáng)光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋C.駛近站臺(tái)的火車，汽笛音調(diào)變高D.振動(dòng)音叉的周圍，聲音忽高忽低2.(多選)(2025·福建龍巖市開(kāi)學(xué)考)公路巡警開(kāi)車在限速100km/h的高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出已知頻率的超聲波，結(jié)果該超聲波被那輛轎車反射回來(lái)，巡警車接收到的超聲波頻率比發(fā)出的低。則下列說(shuō)法正確的是()A.此現(xiàn)象屬于波的衍射B.此現(xiàn)象屬于多普勒效應(yīng)C.該轎車超速D.該轎車未超速3.(2024·河南洛陽(yáng)市期末)如圖甲所示為某款采用了主動(dòng)降噪技術(shù)的汽車宣傳海報(bào)，汽車主動(dòng)降噪技術(shù)是指通過(guò)消音揚(yáng)聲器發(fā)出與噪聲源相位相反、幅度相同的降噪聲波，與外界噪聲疊加以達(dá)到汽車降噪的一種降噪技術(shù)。如圖乙所示為理想情況下的降噪過(guò)程，實(shí)線表示噪聲聲波，虛線表示降噪聲波，假設(shè)兩聲波均為簡(jiǎn)諧波，下列說(shuō)法正確的是()A.主動(dòng)降噪技術(shù)應(yīng)用了波的衍射原理B.噪聲聲波和降噪聲波的波速大小一定相等C.圖乙中噪聲聲波和降噪聲波的頻率可以不相等D.圖乙中噪聲聲波和降噪聲波相遇的P點(diǎn)的振幅增大4.(2025·江西南昌市開(kāi)學(xué)考)兩個(gè)步調(diào)相同的相干波源S1、S2上下振動(dòng)，波在水平面內(nèi)傳播，形成了如圖所示的干涉圖樣，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。若兩列波的振幅分別為A1＝5cm，A2＝10cm，下列說(shuō)法中正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)a始終保持靜止不動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)b的位移始終大于質(zhì)點(diǎn)d的位移C.質(zhì)點(diǎn)b與質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)始終加強(qiáng)D.任意時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)c和質(zhì)點(diǎn)d在豎直方向上的高度差不超過(guò)15cm5.(2023·海南卷·4)下面上下兩圖分別是一列機(jī)械波在傳播方向上相距6m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)P、Q的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)法正確的是()A.該波的周期是5sB.該波的波速是3m/sC.4s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)D.4s時(shí)Q質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)6.(多選)(2024·湖南婁底市期末)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，A和B兩點(diǎn)是沿傳播方向上的兩點(diǎn)，波由A傳向B，A、B兩點(diǎn)平衡位置相距s＝3m，從0時(shí)刻起A點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖中的甲所示，B點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖中的乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()A.該波的波長(zhǎng)可能為4mB.該波的波長(zhǎng)可能為2.4mC.該機(jī)械波的最大傳播速度為0.6m/sD.該波遇到10m的孔，一定能發(fā)生明顯的衍射7.(10分)(2025·河北省部分學(xué)校質(zhì)檢)如圖所示，在xOy平面內(nèi)有兩個(gè)點(diǎn)波源S1、S2分別位于x軸上x(chóng)1＝0、x2＝10m處，它們?cè)谕痪鶆蚪橘|(zhì)中均從t＝0開(kāi)始沿y軸正方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，波源S1開(kāi)始的振動(dòng)方程為y1＝5sin(5πt)cm，波源S2開(kāi)始的振動(dòng)方程為y2＝3sin(5πt)cm，質(zhì)點(diǎn)P位于x軸上x(chóng)3＝1m處，已知質(zhì)點(diǎn)P在t＝0.1s時(shí)開(kāi)始振動(dòng)，求：(1)(3分)這兩列波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)；(2)(7分)在t＝0至t＝1.3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程。8、9題每小題6分，10題14分，共26分8.(2024·江西卷·6)如圖(a)所示，利用超聲波可以檢測(cè)飛機(jī)機(jī)翼內(nèi)部缺陷。在某次檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，入射波為連續(xù)的正弦信號(hào)，探頭先后探測(cè)到機(jī)翼表面和缺陷表面的反射信號(hào)，分別如圖(b)、(c)所示。已知超聲波在機(jī)翼材料中的波速為6300m/s。關(guān)于這兩個(gè)反射信號(hào)在探頭處的疊加效果和缺陷深度d，下列選項(xiàng)正確的是()A.振動(dòng)減弱；d＝4.725mmB.振動(dòng)加強(qiáng)；d＝4.725mmC.振動(dòng)減弱；d＝9.45mmD.振動(dòng)加強(qiáng)；d＝9.45mm9.(2023·湖南卷·3)如圖(a)，在均勻介質(zhì)中有A、B、C和D四點(diǎn)，其中A、B、C三點(diǎn)位于同一直線上，AC＝BC＝4m，DC＝3m，DC垂直AB。t＝0時(shí)，位于A、B、C處的三個(gè)完全相同的橫波波源同時(shí)開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)圖像均如圖(b)所示，振動(dòng)方向與平面ABD垂直，已知波長(zhǎng)為4m。下列說(shuō)法正確的是()A.這三列波的波速均為2m/sB.t＝2s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)C.t＝4.5s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D.t＝6s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)與平衡位置的距離是6cm10.(14分)(2023·全國(guó)甲卷·34(2))分別沿x軸正向和負(fù)向傳播的兩列簡(jiǎn)諧橫波P、Q的振動(dòng)方向相同，振幅均為5cm，波長(zhǎng)均為8m，波速均為4m/s。t＝0時(shí)刻，P波剛好傳播到坐標(biāo)原點(diǎn)處，該處的質(zhì)點(diǎn)將自平衡位置向下振動(dòng)；Q波剛好傳到x＝10m處，該處的質(zhì)點(diǎn)將自平衡位置向上振動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩列波相遇。(1)(6分)在給出的坐標(biāo)圖上分別畫(huà)出P、Q兩列波在t＝2.5s時(shí)刻的波形圖(P波用虛線，Q波用實(shí)線)；(2)(8分)求出圖示范圍內(nèi)的介質(zhì)中，因兩列波干涉而振動(dòng)振幅最大和振幅最小的平衡位置。

答案精析1.BD2.BC3.B[主動(dòng)降噪技術(shù)應(yīng)用了波的干涉原理，故A錯(cuò)誤；聲波在同種介質(zhì)中波速大小相等，故B正確；兩聲波頻率相等時(shí)才能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉，故C錯(cuò)誤；降噪聲波與噪聲聲波相位相反，頻率相同，振幅相同，P點(diǎn)的振幅為零，故D錯(cuò)誤。]4.C[質(zhì)點(diǎn)a為兩波源連線的中垂線上，到兩波源的距離相等，且兩波源振動(dòng)完全相同，所以質(zhì)點(diǎn)a為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，不會(huì)靜止不動(dòng)，故A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)b是波峰與波峰相遇，是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅最大，為兩波振幅之和15cm；質(zhì)點(diǎn)d是波峰與波谷相遇，所以d為振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅最小，為兩波振幅之差5cm，但質(zhì)點(diǎn)b的位移不一定大于質(zhì)點(diǎn)d的位移，故B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)b是波峰與波峰相遇，質(zhì)點(diǎn)c是波谷與波谷相遇，它們均屬于振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振動(dòng)始終加強(qiáng)，故C正確；質(zhì)點(diǎn)c是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅最大，為兩波振幅之和15cm，質(zhì)點(diǎn)d為振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅最小，為兩波振幅之差5cm，d在波峰，c在波谷，則此時(shí)c、d兩質(zhì)點(diǎn)的豎直高度差最大為20cm，故D錯(cuò)誤。]5.C[由兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知，該波的周期是4s，A錯(cuò)誤；4s時(shí)，P質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，Q質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，C正確，D錯(cuò)誤；兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)相反，可知兩質(zhì)點(diǎn)間距離等于(n+12)λ(n＝0，1，2，…)，只有當(dāng)n＝0時(shí)，12λ＝6m，λ＝12m，v＝λT＝3m/s，n≥1時(shí)，v≠3m/s6.BC[根據(jù)題意可知，由于波由A傳向B，由題圖可知，A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式經(jīng)過(guò)t＝(n+14)T(n＝0，1，2，3，…)傳到B質(zhì)點(diǎn)，則有3m＝(n+14)λ(n＝0，1，2，可知，當(dāng)n＝0時(shí)λ0＝12m，當(dāng)n＝1時(shí)，λ1＝2.4m由題圖可知，該波的周期為20s，波長(zhǎng)最大時(shí)，波速最大，則有vm＝λ0T＝0.6m/s，故A錯(cuò)誤，B、C正確；由于該機(jī)械波的波長(zhǎng)不確定，可能很短，故該波遇到10m的孔，不一定能發(fā)生明顯的衍射，故D7.(1)4m(2)72cm解析(1)由題意知ω＝5πrad/s，周期T＝2πω＝0.4s，波速v＝x3t＝10m/s，波長(zhǎng)為λ＝vT＝(2)P點(diǎn)到兩波源的路程差d＝S2P－S1P＝8m＝2λ，所以P點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。0~0.1s內(nèi)，P不振動(dòng)；0.1~0.9s內(nèi)，P只參與由波源S1產(chǎn)生的振動(dòng)，s1＝8A＝40cm0.9~1.3s內(nèi)，P同時(shí)參與由波源S1和S2產(chǎn)生的振動(dòng)且振動(dòng)加強(qiáng)，故s2＝4(A1+A2)＝32cm綜上所述，在t＝0至t＝1.3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程s＝s1+s2＝72cm。8.A[根據(jù)反射信號(hào)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(jī)翼材料中的波長(zhǎng)λ＝vT＝1.26×10－3m，結(jié)合題圖可知，兩個(gè)反射信號(hào)傳播到探頭處的時(shí)間差為Δt＝1.5×10－6s，故兩個(gè)反射信號(hào)的路程差2d＝vΔt＝9.45×10－3m＝152λ，解得d＝4.725mm，則兩個(gè)反射信號(hào)在探頭處振動(dòng)減弱，故A正確。9.C[由題圖(b)的振動(dòng)圖像可知，振動(dòng)的周期為4s，故三列波的波速為v＝λT＝1m/s，A錯(cuò)誤；由題圖(a)可知，與D處距離最近的波源是波源C，距離為3m，故開(kāi)始振動(dòng)后波源C處的橫波傳播到D處所需的時(shí)間為tC＝DCv＝3s，故t＝2s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)還未開(kāi)始振動(dòng)，B錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系可知AD＝BD＝5m，波源A、B產(chǎn)生的橫波傳播到D處所需的時(shí)間為tAB＝ADv＝5s，故t＝4.5s時(shí)，僅波源C處的橫波傳播到D處，此時(shí)D處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為t1＝t－tC＝1.5s，由振動(dòng)圖像可知此時(shí)D處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，C正確；t＝6s時(shí)，波源C處的橫波傳播到D處后振動(dòng)時(shí)間為t2＝t－tC＝3s，由振動(dòng)圖像可知此時(shí)D處為波源C處傳播橫波的波谷；t＝6s時(shí)，波源A、B處的橫波傳播到D處后振動(dòng)時(shí)間為t3＝t－tAB＝1s，由振動(dòng)圖像可知此時(shí)D處為波源A、B處傳播橫波的波峰。根據(jù)波的疊加原理可知此時(shí)D處質(zhì)點(diǎn)的位移為y＝2A－A＝2cm，故t＝6s時(shí)，D處的質(zhì)點(diǎn)與平衡位置的距離是2cm，10.(1)見(jiàn)解析圖(2)見(jiàn)解析解析(1)根據(jù)Δx＝vt得Δx＝4×2.5m＝10m可知t＝2.5s時(shí)P波剛好傳播到x＝10m處，Q波剛好傳播到x＝0處，根