高考物理一轮复习：机械波

试卷更新日期：2024-09-13 类型：一轮复习

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一、选择题

1. 下列关于科学技术的运用的说法正确的是（　　）

A、交通警察用监视器测量汽车的速度时不能利用多普勒效应 B、用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射 C、医生利用B超探测人体内脏的位置，发现可能的病变，其原理是利用了波的衍射 D、雷达是利用超声波来测定物体位置的无线电设备

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2. 分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；③围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；④雷声在云层里轰鸣不绝，这些物理现象分别属于波的（）

A、衍射、干涉、多普勒效应、折射 B、衍射、多普勒效应、干涉、反射 C、折射、干涉、多普勒效应、反射 D、衍射、折射、多普勒效应、干涉

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3. 关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）

A、周期性变化的电场和磁场交替产生由近及远地向周围传播，形成了电磁波 B、电磁波在真空中的传播速度比在水中小 C、电磁波能发生反射、折射、衍射和干涉现象，但不能发生偏振现象 D、不同电磁波具有不同的频率，但在同一介质中波速相同

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4. 下列描述中说法正确的是（　　）

A、光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象 B、光可以发生偏振，说明光是纵波 C、光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理 D、正在鸣笛的火车向我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变低

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5. 一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生图示的现象，这是水波的（　　）

A、反射现象 B、折射现象 C、衍射现象 D、干涉现象

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6. 关于机械振动与机械波的描述，下列说法中正确的是（）

A、做简谐运动的物体经过平衡位置时，加速度一定为零 B、衍射是横波特有的现象，纵波不能发生衍射现象 C、单摆在做受迫振动时，当驱动力的频率大于其固有频率时，可以通过增大摆长来产生共振现象 D、声源靠近观测者，观测者接收到的声波频率大于声源的振动频率

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7. 下列说法正确的是（　　）

A、声的干涉和衍射现象说明声具有波动性 B、声的频率越大，波长越长 C、声的波长越大，声的能量越大 D、声在任何介质中的传播速度都为340m/s

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8. 如图所示是主动降噪耳机的工作原理图。在耳机内设有麦克风，用来收集环境中的噪声信号，在此基础上，耳机的处理器产生与环境噪声相位相反的反噪声波来抵消噪声。下列说法正确的是（）

A、主动降噪利用了声波的衍射 B、反噪声波频率和噪声波频率可以不同 C、理想情况下，反噪声波和噪声波振幅相同 D、主动降噪耳机可以使进入耳膜的声波频率变小

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9. 两列简谐横波在同一介质中M点产生的振动图像如图所示，则4s以后M点的振幅为（　　）

A、8cm B、5cm C、3cm D、2cm

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10. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　）

A、光学镜头上的增透膜是利用光的折射现象 B、在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 C、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 D、如果某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的频率要变大

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11. 如图甲所示，在同一均匀介质中有两个振动完全相同的波源 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ ，两波源相距24cm，M、N为介质中两波源连线的中垂线上的两个质点。已知波速为0.25m/s，两波源同时开始振动，从波源振动开始计时，M点的振动图像如图乙所示。当N点开始振动后，在某一时刻在中垂线上M、N是相邻的波峰，则（　　）

A、M、N间的距离为5cm B、M、N间的距离为7cm C、M、N连线的中点振动减弱 D、M、N处于波峰时，两点连线的中点处于波谷

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12. 将一根柔软弹性细绳沿水平的x轴放置，其一端固定于位置为 $x = 8 m$ 的墙面上，另一端不断上下振动，在绳中形成绳波如图，在 $t = 0$ 时刻 $x = 4 m$ 的质点刚好开始振动。当波传至固定点时，绳波将发生反射。反射处质点在反射前后的振动速度大小不变方向反向，波的传播方向也反向。则下列各个时刻细绳的波形图（实线）正确的是（　　）。

A、 B、 C、 D、

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二、多项选择题

13. 蟾蜍在水塘边平静水面上鸣叫，形成如图所示的水波。已知水波的传播速度v与水的深度h关系为 $v = \sqrt{g h}$ ，蟾蜍的鸣叫频率为1451Hz。下列说法正确的是（　　）

A、水波从浅水区传入深水区，频率变大 B、在深水区，水波更容易发生衍射现象 C、水面上飘落的树叶会被水波推向岸边 D、测得图中蟾蜍左上位置水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为7.3m/s

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14. 超声波是频率高于20000Hz的声波，它的方向性好，穿透能力强，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。医学上用“彩超”进行身体检查时，向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血液反射后又被仪器接收，下列说法正确的是（　　）

A、同一频率的超声波在固体中的波长比在液体中的波长更长，更容易在固体中发生衍射 B、同一频率的超声波在液体中的波长比在固体中的波长更长，更容易在液体中发生衍射 C、若血液流动方向与超声波传播方向相反，则仪器接收到的反射回来的超声波的频率会变大 D、若血液流动方向与超声波传播方向相同，则仪器接收到的反射回来的超声波的频率会变大

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15. 两个步调相同的相干波源 $S_{1} 、 S_{2}$ 上、下振动，波在水平面内传播，形成了如图所示的干涉图样，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅分别为 $A_{1} = 5 cm, A_{2} = 10 cm$ ，下列说法中正确的是（）

A、质点a始终保持静止不动 B、质点b的位移始终大于质点d的位移 C、质点b与质点c的振动始终加强 D、任意时刻，质点c和质点d在竖直方向上的高度差不超过20cm

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16. 如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波传播的速度的大小均为v=0.4m/s，两列波的振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此时刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动，质点M处于x=0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（　　）

A、质点M振动后的振幅为2cm B、x=0.4m处，质点起振方向沿y轴负方向 C、t=2s时，质点M的纵坐标为–4cm D、0到2s这段时间内，质点M通过的路程为32cm

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17. 如图所示，甲图是一列沿 $x$ 轴正方向传播的简谐横波在 $t = 2 s$ 时的波形，乙图是该波传播方向上介质中 $x_{1} = 6 m$ 处的质点从 $t = 0$ 时刻起的振动图像， $a$ 、 $b$ 是介质中平衡位置为 $x_{2} = 3 m$ 和 $x_{3} = 5 m$ 的两个质点。下列说法正确的是

A、该波的波速是 $2 m / s$
B、从 $t = 2 s$ 开始，质点 $a$ 比质点 $b$ 先回到平衡位置
C、 $x = 200 m$ 处的观察者沿轴负方向运动时，接收到该波的频率一定为 $0.25 H z$
D、若该波在传播过程中遇到尺寸为 $16 m$ 的障碍物，会发生明显的衍射现象

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三、非选择题

18. 如图为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，质点M位于x=0.2m处，则M点的振动总是（选填“加强”或“减弱”或“无法确定”）；由图示时刻开始，再经过 $\frac{5}{4}$ 甲波周期，M将位于（选填“波峰”或“波谷”或“无法确定”）。

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19. 如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播。

(1)、（多选）图中可观察到波的____

A、干涉 B、衍射 C、折射 D、反射

(2)、水面各点的振动均为____

A、自由振动，频率由水体自身性质决定 B、自由振动，频率由驱动力决定 C、受迫振动，频率由水体自身性质决定 D、受迫振动，频率由驱动力决定

(3)、若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，相比于波源静止，狭缝右侧水波的增大，减小。

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20. 如图是在发波水槽中观察两波源 S₁、S₂在水槽中形成的水面波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。从图中可以判断，波源形成的水面波波长较大；为观察到稳定的干涉图样，可将图中波源的频率调小。（均选填“S₁”或“S₂”）

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21. 采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（b）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的 $x - t$ 图线，如图（c）所示。

(1)、红外线属于和，超声波属于和。
（选填A.横波B.纵波C.机械波D.电磁波）

(2)、当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波波长应，频率应。（选填A. 变大、B. 变小、C. 不变）

(3)、根据实验数据，论证0.45s-0.65s之间，小车的运动是否为匀加速直线运动。

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22.

(1)、P、Q两波源分别位于x轴-10m和10m处，产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，振幅分别为15cm和30cm。t=0时刻两波源同时开始起振，t=3s时的波形图如图所示，此刻平衡位置在x轴-4m和4m处的两质点刚要开始振动。质点M、N的平衡位置分别为坐标原点和x=2m处，已知两波源P、Q都刚好振动12s就停在平衡位置，波在传播过程中能量不损失，则（）

A、两波源的起振方向均沿y轴正方向 B、两列简谐横波的波速均为 $4 m / s$ C、0～5s内质点N运动的路程为60cm D、0～10s内质点M运动的路程为4.5m E、质点N运动的总路程为10m

(2)、如图，有一块厚度为h ，半径为R的半圆柱形玻璃砖，折射率为 $\sqrt{2}$ ，使截面ABCD水平放置，一束单色光与该面成 $45 °$ 角入射，恰好覆盖该截面。已知光在真空中传播速度为c ，不考虑玻璃砖内的反射光，求：
（i）从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间t；
（ii）弧面ABCD上有光线射出的面积s.

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23. 在某水平均匀介质中建立如图所示的三维直角坐标系， $x O y$ 平面水平。在 $x$ 轴上的两个波源 $S_{1} 、 S_{2}$ 的 $x$ 坐标分别为 $x_{1} = - 3 m$ 、 $x_{2} = 4 \sqrt{3} m$ ， $t = 0$ 时刻 $S_{1} 、 S_{2}$ 同时开始振动， $S_{1}$ 的振动方程为 $z_{1} = - 10 s i n (4 π t) c m$ ， $S_{2}$ 的振动方程为 $z_{2} = 8 s i n (4 π t) c m$ ， $S_{1}$ 振动形成的波传播速度为 $2 m / s$ ， y轴上 $P$ 点的 $y$ 坐标为 $y = 4 m$ ，取 $\sqrt{3} = 1.73$ ，则 $S_{1}$ 振动形成的波长为m，P点的起振方向沿（填“ $z$ 轴正向”或“ $z$ 轴负向”），两列波在 $P$ 点叠加后， $P$ 点的振动方程。

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24. $x$ 轴上的波源 $s_{1}$ 、 $s_{2}$ 分别位于 $x_{1} = 0$ 和 $x_{2} = 1.4 m$ 处， $t = 0$ 时刻两波源同时开始振动，产生的两列简谐横波沿 $s_{1}$ 、 $s_{2}$ 连线相向传播， $t_{1} = 2 s$ 时两列波的图像如图所示。质点 $M$ 的平衡位置位于 $x_{3} = 0.7 m$ 处，求：

(1)、两列波传播速度的大小；

(2)、质点 $M$ 从 $t = 0$ 时刻到 $t_{2} = 7.5 s$ 时运动的路程。

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25. 在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间，为此已发明了“激光致冷”的技术。即利用激光作用于原子，使原子运动速率变慢，从而温度降低。

(1)、若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光致冷”与下述的力学模型相似。如图所示，一辆质量为m的小车（左侧固定一轻质挡板以速度v₀水平向右运动；一个动量大小为p。质量可以忽略的小球水平向左射入小车后动量变为零；紧接着不断重复上述过程，最终小车将停下来。设地面光滑。求：
①第一个小球入射后，小车的速度大小v₁；
②从第一个小球入射开始计数到小车停止运动，共入射多少个小球?

(2)、近代物理认为，原子吸收光子的条件是入射光的频率接近于原子吸收光谱线的中心频率如图所示，现有一个原子A水平向右运动，激光束a和激光束b分别从左右射向原子A，两束激光的频率相同且都略低于原子吸收光谱线的中心频率、请分析：
①哪束激光能被原子A吸收?并说明理由；
②说出原子A吸收光子后的运动速度增大还是减小。

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