2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：49 机械波和波动图象

试卷更新日期：2020-10-30 类型：一轮复习

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一、单选题

1. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T， $t = 0$ 时的波形如图所示。 $t = \frac{T}{4}$ 时（）

A、质点a速度方向沿y轴负方向 B、质点b沿x轴正方向迁移了1m C、质点c的加速度为零 D、质点d的位移为-5cm

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2. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知 $x = \frac{5}{4} λ$ 处质点的振动方程为 $y = A \cos (\frac{2 π}{T} t)$ ，则 $t = \frac{3}{4} T$ 时刻的波形图正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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3. 在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为 $L$ ，如图甲所示。一列横波沿该直线向右传播， $t = 0$ 时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间 $Δ t$ 第一次出现如图乙所示的波形。则该波的（）

A、周期为 $\frac{2}{3} Δ t$ ，波长为 $8 L$ B、周期为 $Δ t$ ，波长为 $8 L$ C、周期为 $Δ t$ ，波速为 $\frac{8 L}{Δ t}$ D、周期为 $\frac{2}{3} Δ t$ ，波速为 $\frac{12 L}{Δ t}$

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4. 如图甲所示为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙为这列波上P点的振动图像，下列说法正确的是（）

A、该横波向右传播，波速为0.4m/s B、t=2s时，Q点的振动方向为y轴负方向 C、从r=2s到t=7s内，P质点沿x轴向右平移2.0m D、从t=2s到t=7s内，Q质点通过的路程为30cm

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5. 图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6 s时的波形图，波的周期T＞0.6 s，则（）

A、波的周期为2.4 s B、在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动 C、经过0.4 s，P点经过的路程为4 m D、在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置

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6. 如图是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，t= $\frac{T}{4}$ 时，质点5刚要开始运动，下列说法正确的是（）

A、t= $\frac{T}{4}$ 时，质点5开始向下运动 B、t= $\frac{T}{4}$ 时，质点3的加速度方向向上 C、从t= $\frac{T}{2}$ 开始的一小段时间内，质点8的加速度正在减小 D、从t= $\frac{T}{2}$ 开始的一小段时间内，质点8的速度正在减小

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7. 一列简谐波在t＝0时刻的波形图如图(a)所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则（）

A、若波沿x轴正方向传播，(b)图应为a点的振动图象 B、若波沿x轴正方向传播，(b)图应为b点的振动图象 C、若波沿x轴正方向传播，(b)图应为c点的振动图象 D、若波沿x轴正方向传播，(b)图应为d点的振动图象

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8. 如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，两天线同时。都发出频率为f₁和f₂的无线电波。飞机降落过程中，当接收到f₁和f₂的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。则下列说法正确的是（）

A、此系统利用的是波的干涉原理 B、在跑道上，f₁与f₂这两种无线电波干涉加强，所以跑道上的信号最强 C、只有跑道上才能接收到f₁的最强信号，其它地方f₁的信号都比跑道上的弱 D、只有在跑道的中心线上才能接收到f₁和f₂的最强信号，跑道的其它地方是无法同时接收到f₁和f₂的最强信号的。

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9. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波，传到A点的同时，沿x轴负方向传播的另一列横波恰传到B点，这一时刻A、B质点的速度方向相同。两列波的波速相同，波长都是2m，质点的振幅都是2cm，继续传播足够长的时间后（）

A、质点M的振幅是2cm B、质点M的振幅是4cm C、质点N（1.5m处）的振幅是4cm D、质点M、N的振幅都是0

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二、多选题

10. 关于光的本性，下列描述正确的是（）

A、泊松亮斑说明光具有波动性 B、薄膜干涉说明光具有波动性 C、光电效应说明光具有粒子性 D、偏振现象说明光是一种纵波

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11. 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s，已知t=0时刻，波刚好传播到x=40m处，如图所示，在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（）．

A、波源开始振动时方向沿y轴负方向 B、从t=0开始经0.15s，x=40m处的质点运动的路程为0.6m C、接收器在t=2s时才能接收到此波 D、若波源向x轴正方向运动，接受器接收到波的频率可能为9Hz E、若该波与另一列频率为5Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，不能产生稳定的干涉图样

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12. 一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播，从 $x = 3 m$ 处的质点a开始振动时计时，图甲为t₀时刻的波形图，且质点a正沿y轴正方向运动，图乙为质点a的振动图象，以下说法正确的是（）

A、该波的频率为2.5Hz B、该波的传播速度为200m/s C、该波是沿x轴负方向传播的 D、从t₀时刻起，a、b、c三质点中b最先回到平衡位置 E、从t₀时刻起，经0.015s质点a回到平衡位置

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13. 如图所示，x轴上 $- 2 m$ 、 $12 m$ 处有两个振动周期均为 $4 s$ 、振幅均为 $1cm$ 的相同的波源 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ ， $t = 0$ 时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为 $4m$ 沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上 $2m$ 、 $5m$ 和 $8 .5m$ 的三个点，下列说法正确的是（）

A、 $6 .0s$ 时P、M、Q三点均已振动 B、 $8 .0s$ 后M点的位移始终是 $2cm$ C、 $10 .0s$ 后P点的位移始终是0 D、 $10 .5s$ 时Q点的振动方向竖直向下

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14. 一列简谐横波沿x轴传播， $t = 0$ 时的波形如图所示，质点A与质点B相距lm，A点速度沿y轴正方向； $t = 0.02 s$ 时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知（）

A、此波的传播速度为25m/s B、此波沿x轴负方向传播 C、从 $t = 0$ 时起，经过 $0.04 s$ ，质点A沿波传播方向迁移了1m D、在 $t = 0.04 s$ 时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴负方向

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15. 一列简谐横波正沿着x轴正方向传播，波在某一时刻的波形图象如图所示．下列判断正确的是（）

A、这列波的波长是8m B、此时刻x=3m处质点正沿y轴正方向运动 C、此时刻x=6m处质点的速度为0 D、此时刻x=7m处质点的加速度方向沿y轴负方向

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16. 如图所示，在a、b两点存在两个相同的波源垂直于纸面做简谐运动，振动方程均为 $y = 0.1 \sin 2 π t$ （m），所激发的横波在均匀介质中向四周传播。a、b、c分别为直角三角形的三个顶点，ab=6m，ac=8m。已知从a点发出的波在t=1.5s时到达b点。下列说法正确的是（）

A、c点起振方向沿y轴正向 B、在t=2. 5s时，由b点发出的波恰好传至c点 C、经过足够长时间后c点振幅为0. 2m D、在t=3.75s时，△abc区域内有2个点位移大小为0.2m

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17. 一列横波沿x轴传播，t₁、t₂时刻波的图像分别如图所示实线和虚线，已知 $t_{2} - t_{1} = \frac{7}{8} s$ ，波速v=12m/s，则（）

A、该波沿x轴正方向传播 B、图中P质点在t₁时刻运动方向水平向左 C、图中P质点在1s内向左平移12m D、图中P质点在1s内通过的路程为0.8m

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18. 如图甲所示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点，图乙是质点Q此刻后的振动图像，则（）

A、这列波沿x轴负方向传播 B、这列波的波速为4m/s C、t=0.5s时，质点Q的加速度达到负向最大 D、从t=0.5s到t=1s时间内，质点Q沿x轴正方向传播了2m

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三、填空题

19. 一列简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T=0.1s，在某一时刻的波形如图所示，且此时a点向下运动，则该波的波长m，波速m／s，该波向x轴的（正、负）方向传播。

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四、综合题

20. 一列横波如图所示，t₁=0时刻波形为图中实线所示，t₂=0.5s时刻波形如图中虚线所示．设该波的周期T大于0.5s，求：

(1)、这列波的波长是多少？质点振动的振幅是多少？

(2)、如果波向右传播，波速多大？

(3)、如果波向左传播，波速多大？

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21. 图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线．经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示．设该波的周期T 大于0.5 s．

(1)、如果波是沿x轴负方向传播的，波的速度和周期分别是多大？

(2)、如果波是沿x轴正方向传播的，波的速度和周期分别是多大？

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22. 一列恰好形成一个完整波形的简谐横波，向x轴负方向传播，在 $t = 0$ 时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为 $10cm$ ，x轴上P、Q两质点的坐标分别为 $- 1m$ 和 $- 9m$ ，已知 $t = 0.3 s$ 时，P点出现波峰，求：

(1)、这列波的传播速度；

(2)、从 $t = 0$ 时刻起，经多长时间Q点出现波峰；

(3)、在 $t = 2 s$ 内，Q点通过的路程。

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23. 一简谐横波以10m/s的速度沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，在x=4m处的质点记为P，求：

(1)、简谐波的周期T；

(2)、画出此时质点P的振动方向；

(3)、画出质点P的振动图像。（至少画出一个周期）

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24. 如图所示，实线是一列简谐横波在 $t_{1}$ 时刻的波形图，虚线是在 $t_{2} = (t_{1} + 0.2) s$ 时刻的波形图。

(1)、在 $t_{1}$ 到 $t_{2}$ 的时间内，如果 $x = 5 m$ 处的质点M通过的路程为 $1 m$ ，计算波速的大小（温馨提示：由M的路程为 $1 m$ ，可以算出周期）；

(2)、若波速为 $55 m/s$ ，计算分析波的传播方向（温馨提示：由波速为 $55 m/s$ ，可以算出 $0.2 s$ 内波传播的路程）。

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25. 一列振幅为 $A=4 \sqrt{2} cm$ 的简谐横波沿x轴正向传播，在 $t_{1} = 0.2 s$ 时刻的波形如图所示， $t_{2} = 0.7 s$ 时，x=9m处的质点Q处在波峰位置，试回答下列问题：

(1)、若该简谐横波的周期大于0.5s，试求这列波的波速；

(2)、若该简谐横波的周期大于0.3s，且已知t₂时刻x=18m处的质点已经处于振动状态，试求x=12m处的质点P在t₁到t₂时间内运动的路程s。

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26.

(1)、在下列现象中，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不同 E、天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化

(2)、一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为 $\frac{3}{8} l$ 。求：

（i）波的波长；

（ii）波的传播速度。

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