2020届高考物理复习常考题型专题32机械波（原卷版+解析版）

2020届高考物理复习常考题型专题32机械波 题型一　机械波的形成与传播 类型1　机械波及波速公式的应用 类型2　波动与质点振动的综合分析 题型二　波动图象和振动图象的理解和应用 题型三　波传播的周期性和多解性问题 题型四　波特有的现象--波的干涉、衍射和多普勒效应 题型一　机械波的形成与传播 1.机械波的传播特点 (1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同. (2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同. (3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变. (4)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v＝＝λf. 2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法 内容 图象 “上下 坡”法 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动 “同侧” 法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 “微平 移”法 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向 类型1　机械波及波速公式的应用 【例题1】(2018·全国卷Ⅱ·34(1))声波在空气中的传播速度为340 m/s，在钢铁中的传播速度为4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s.桥的长度约为_____m.若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的_____倍. 【例题2】某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s.下列说法正确的是(　　) A.水面波是一种机械波 B.该水面波的频率为6 Hz C.该水面波的波长为3 m D.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去 E.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 类型2　波动与质点振动的综合分析 【例题1】（2019·湖北省宜昌市高三模拟）如图所示为一列简谐横波在t=0时的波形图，波 沿x轴负方向传播，传播速度v=1 m/s，则下列说法正确的是 A．此时x=1.25 m处的质点正在做加速度增大的减速运动 B．x=0.4 m处的质点比x=0.6 m处的质点先回到平衡位置 C．x=4 m处的质点再经过1.5 s可运动到波峰位置 D．x=2 m处的质点在做简谐运动，其振动方程为y=0.4sinπt (m) E．t=2 s的波形图与t=0时的波形图重合 【例题2】(2018·全国卷Ⅲ·34(1))一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图6中实线和虚线所示.已知该波的周期T>0.20 s.下列说法正确的是(　　) A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 m C.x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷 D.x＝0.08 m的质点在t＝0.12 s时位于波谷 E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m 【例题3】(多选)(2017·全国卷Ⅲ·34(1))如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s.关于该简谐波，下列说法正确的是(　　) A.波长为2 m B.波速为6 m/s C.频率为1.5 Hz D.t＝1 s时，x＝1 m处的质点处于波峰 E.t＝2 s时，x＝2 m处的质点经过平衡位置 【例题4】(多选)(2016·全国卷Ⅲ·34(1))由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m.P、Q开始振动后，下列判断正确的是(　　) A.P、Q两质点运动的方向始终相同 B.P、Q两质点运动的方向始终相反 C.当S恰好通过平衡位置 ... ...