【与名师对话】高考物理总复习选考部分第3讲机械波课时作业新人教版选修3-41．(2022·海宁市高三测试)下述关于机械波的说法中，正确的是( )A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B．发生干涉现象时，介质中振动加强的质点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零C．在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大解析：产生多普勒效应的原因是波源相对于观察者发生了变化，A错误；发生干涉现象时，介质中振动加强的质点振幅相加，振动的振幅最大，减弱点振幅相减可能为零，B正确；在一个周期内，介质的质点在平衡位置往复运动，所走过的路程等于4个振幅，C错误；某一频率的声波，从空气进入水中时，频率不变，由v＝λf，声速增加，波长变大，D错误．答案：B2．如右图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象，从图象可知( )A．B侧波是衍射波B．A侧波速与B侧波速相等C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显解析：B侧波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后发生衍射，A侧水波是衍射波，选项A错误；同种机械波在相同介质中的传播速度相同，选项B正确；减小挡板间距离，衍射现象会更明显，但是衍射波的波速不变，频率不变，故波长不变，选项C错误；因为只有当挡板间距跟波长差不多，或者比波长更小时，衍射现象才明显，所以当增大挡板间距离时，衍射现象将变得不明显，选项D错误．本题答案为B.答案：B3．(2022·成都市高三摸底考试)右图所示为两列相干水波在t＝0时刻的叠加情况，其中实线表示波峰，虚线表示波谷．若两列波的振幅均保持5cm不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，C点是BD连线的中点．则下列说法正确的是( )A．A、D点振动始终加强，B点振动始终减弱B．C点始终保持静止不动C．t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为10cmD．在t＝0至t＝0.25s的时间内，B点通过的路程为20cm解析：A、B、C、D点振动始终加强．选项A、B错误；t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为20cm，选项C错误；波动周期T＝λ/v＝0.5s，在t＝0至t＝0.25s的时间内，B点通过的路程为20cm，选项D正确．答案：D4．(2022·湖南六校)有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v＝5.0m/s传播，t5\n＝0时刻的波形如右图所示，下列说法中正确的是( )A．该列波的波长为0.5m，频率为5HzB．t＝0.1s时，波形沿x轴正方向移动0.5mC．t＝0.1s时，质点A的位置坐标为(1.25m,0)D．t＝0.1s时，质点A的速度为零解析：由y－x图知λ＝1.0m．T＝＝s，f＝5Hz，A项错．t＝0.1s时，波传播的距离x＝vt＝5×0.1m＝0.5m，B项正确．在t＝0.1s＝时，A在平衡位置，位置坐标仍为(0.75m,0)，且A此时的速度最大，C、D项错．答案：B5．(2022·唐山摸底)如右图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出( )A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点解析：从S1、S2的中点起到向右三条虚线上，S1、S2的距离差依次为0.5λ、1.5λ、2.5λ.答案：ABD6．(2022·福建省泉州市普通中学高中毕业班质检理综)一列向右传播的简谐横波t0＝0时刻的波形如图甲所示，波速v＝5m/s，从t＝5s时刻开始描绘质点A的振动图象如图乙所示，其中最符合实际的是( )解析：由波形图知波长λ＝20m，由T＝＝＝4s，t＝5s＝1T，由波形图可知t0＝0时刻，A点向下运动，经周期质点A经过平衡位置向下运动，但未到达负向最大位移处，综上考虑，故应选D.答案：D7．(2022·上海卷)一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处．则在2t时，该点位于平衡位置的( )A．上方，且向上运动 B．上方，且向下运动5\nC．下方，且向上运动D．下方，且向下运动解析：t到2t这段时间内，该质点由上方最大位移处开始运动，先向下，T到平衡位置，再过T到最低点，再过T到回到平衡位置，至此一共经过了T，剩下的时间不到T，因此质点在平衡位置上方，正在向上运动，选项A正确．答案：A8．(2022·山东卷)如图甲所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x＝0.1sin(20πt)m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s.(1)求简谐横波的波长．(2)P点的振动________(填“加强”或“减弱”)．解析：(1)设简谐波的波速为v，波长为λ，周期为T，由题意知T＝0.1s由波速公式v＝代入数据得λ＝1m(2)加强答案：(1)1m (2)加强 9．(2022·黑龙江省哈三中高三期末考试)如图所示为两列分别沿绳传播的(虚线表示甲波，实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图，则下列说法正确的是( )A．这两列波可以发生干涉现象，x＝0.1m处的质点振动是始终减弱的B．这两列波可以发生干涉现象，x＝0.2m处的质点振动是始终减弱的C．甲波的速度大小v1等于乙波的速度大小v2D．由图示时刻开始，再经甲波周期的1/4，M将位于波峰解析：简谐横波在某时刻的波形图可看出，两列波长相等，λ＝0.4m，由于在同一均匀介质中传播，波速相等，由v＝λf，两列波频率相等，相差恒定，所以这两列波可以发生干涉现象，在x＝－0.3m、－0.1m、0.1m、0.3m处是波峰和波谷相遇，是振动减弱点，所以A、C正确；有干涉的定义可知在x＝－0.4m，－0.2m、0、0.2m、0.4m处是振动加强点，所以B项错误；再经甲波周期的1/4，甲波的M5\n点回到平衡位置向下运动，乙波的M点回到平衡位置向上运动，合位移仍为零，所以D项错误．答案：AC10．(2022·天津市和平区高三第一次质量调查)一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源且t＝0开始沿y轴负方向起振，如图所示是t＝0.2s末x＝0至4m范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出．已知图示时刻x＝2m处的质点第一次到达波峰，则下列判断中正确的是( )A．这列波的周期为0.2s，振幅为10cmB．这列波的波长为8m，波速为40m/sC．t＝0.7s末，x＝10m处质点的位置坐标为(10m,10cm)D．t＝0.7s末，x＝24m处的质点加速度最大且沿y轴负方向解析：由波形图知从波源O开始振动传到x＝2m处质点振动经时间，x＝2m处质点开始振动时沿y轴负向，再经过到达波峰，故0.2＝＋，T＝0.2s，由图知振幅A＝10cm，波长λ＝8m，则波速v＝＝40m/s，选项A、B正确；x＝10m处质点经时间Δt＝＝s开始振动，t＝0.7s末，x＝10m处的质点已振动了0.45s＝T＝2T，此时该质点处于波谷，位置坐标为(10m，－10cm)，选项C错误；x＝24m处质点经时间Δt1＝＝0.6s，t＝0.7s末，x＝24m处质点已振动了0.1s＝，此时该质点处于平衡位置，加速度为0，选项D错误．答案：AB11．(2022·扬州联考)一列横波在x轴上传播，在t1＝0时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05s时刻波形如图中虚线所示．(1)求这列波的波速是多少．(2)若有另一列波能与这列波发生稳定干涉，则另一列波的最小频率是多少？解析：(1)根据波形图可知，波长λ＝8m，这列波的传播方向存在两种可能．若波沿x轴正方向传播，则0.05s＝T(其中n＝0,1,2,3…)，所以周期T＝(n＝0,1,2,3…)，波速v＝λ/T＝40(4n＋1)m/s(n＝0,1,2,3…)；若波沿x轴负方向传播，则0.05s＝T，所以，周期T＝(n＝0,1,2,3…)，波速v＝λ/T＝40(4n＋3)m/s(n＝0,1,2,3…)．(2)若有另一列波能与这列波发生稳定干涉，则另一列波的频率与这列波的频率相同；若波沿x轴正方向传播，且当n＝0时，周期最大，频率最小，最小频率为5Hz，所以另一列波的最小频率是5Hz.答案：(1)40(40n＋3)m/s(n＝0,1,2,3…) (2)5Hz5\n12．如右图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.3m/s，P点的横坐标为96cm，从图中状态开始计时，求：(1)经过多长时间，P质点开始振动，振动时的方向．(2)经过多长时间，P质点第一次到达波峰．(3)以P质点第一次到达波峰开始计时，作出P点的振动图象．(至少画出1.5个周期)解析：(1)开始计时时，这列波的最前端的质点坐标是24cm，根据波的传播方向，可知这一点沿y轴负方向运动，因此在波前进方向的每一个质点开始振动的方向都沿y轴负方向运动，故P点开始振动时的方向沿y轴负方向，P质点开始振动的时间是t＝＝s＝2.4s.(2)波形移动法：质点P第一次到达波峰，即初始时刻这列波的波峰传到P点，因此所用的时间是t′＝s＝3.0s.(3)由波形图知，振幅A＝10cm，T＝＝0.8s，由P点自正向最大位移开始的振动图象如下图所示．答案：(1)2.4s 方向沿y轴负方向 (2)3.0s (3)见解析5
