3.2机械波的描述 学科素养提升练（word版含答案）

3.2机械波的描述 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．一列简谐波的图像如实线所示，当这列波进入到其它介质中时，该波的图象变成如虚线所示，则该波的波速和原来相比（　　）
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定
2．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻波形图如图所示，此时波刚好传到P点，时质点P第一次到达负方向最大位移处，则（　　）
A．此波波源的起振方向沿y轴正方向
B．该简谐横波的波速为
C．到内，质点M的路程为
D．到内，质点Q沿波迁移
3．如图所示，手抓住绳的一端上下振动，产生沿绳传播的机械波，增大手的振动频率，该波的（ ）
A．波速增大 B．波长增大 C．波速减小 D．波长减小
4．在波的传播方向上有A、两质点，当波刚传到质点时开始计时，质点A、的振动图象如图所示，两质点的平衡位置沿波的传播方向上的距离，则以下说法正确的是（　　）
A．这列波的传播方向由A到 B．这列波的传播速度大小一定是
C．这列波的波长可能是0.4m D． A、两质点振动相位相同
5．一列简谐横波沿直线AB传播，已知A、B两质点平衡位置间的距离是3m，且在某一时刻，A、B两质点的位移均为零，A、B之间只有一个波峰，则这列横波的波长不可能是（　　）
A．3m B．6m C．2m D．4m
6．如图所示，是一列简谐横波在某时刻的波形图．已知波沿着x轴的正方向传播，关于波上的三个质点K、L、M，下列说法中正确的是（　　）
A．此时质点K和M的运动方向相同
B．此时质点K和M的回复力方向相同
C．此时质点L的速度最大
D．质点K经过一段时间会沿x轴运动到质点M的位置
7．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．波的传播速度即波源的振动速度
B．物体作机械振动，一定产生机械波
C．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
D．波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定
8．关于公式，下列说法正确的是（ ）
A．只适用于横波
B．对于机械波，由可知，若f增大，则波速v也增大
C．由可知，波长为5m的声音比波长为10m的声音传播速度小
D．、、f三个量中，同一列波经过不同介质时保持不变的只有f
9．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.3 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.6 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为（　　）
A．221 m B．442 m C．374 m D．646 m
10．B超检查是医学上常用的诊断方法，其基本原理是探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射，探头接收到的反射超声波信号由计算机进行处理，显示出B超图像（如图甲所示）。图乙、图丙是仪器检测到的探头发送和接收的超声波图像（图乙为某时刻沿x轴正方向发送的超声波，图丙为一段时间后沿轴负方向返回的超声波）已知超声波在人体内传播速度约为，下列说法正确的是（　　）
A．图丙中质点b正沿y轴正方向运动
B．图丙中质点b再经时间恰好处于波谷
C．图乙中质点a的振动周期为
D．图乙中质点a在此后的时间内运动的路程为
11．声波属于机械波。下列有关声波的描述中正确的是（　　）
A．同一列声波在各种介质中的波长是相同的
B．声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快
C．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射
D．人能辨别不同乐器同时发生的声音，证明声波不会发生干涉
12．一列简谐横波沿x轴正方向传播，频率为5Hz，图中A、B两质点的横坐标分别为x=2cm和x=16cm。某时刻的波形如图所示，从该时刻算起，当质点B的位移和速度与图示时刻质点A的运动状态相同时，所需的最短时间为（　　）
A．0.08s B．0.12s C．0.14s D．0.16s
13．一列简谐横波从左向右以v=2m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．A处质点再经过周期将传播到C点
B．B处质点正在向上运动
C．B处质点再经过T回到平衡位置
D．C处质点再经过T将到达波峰的位置
14．如图所示，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线与虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点在0到内运动方向不变。关于这列简谐波的说法中正确的是（　　）
A．该波向左传播
B．该波向右传播
C．该波波源的振动频率是
D．从O时刻起内处的质点经过的路程为
15．波源位于O点，从时刻开始振动在时刻的波形图如图所示。该时刻M点开始振动，N点坐标为。下列判断正确的是（　　）
A．简谐波的传播速度
B．再过时间，M的运动路程为
C．N点开始振动的时刻为
D．M点位于波峰时，N点位于波谷
E.M点正方向速度最大时，N点也正方向速度最大
二、解答题
16．一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=8sin（2πt）（y的单位为cm）。求：
（1）这列波的波长与振幅；
（2）这列波的波速大小及传播方向。
17．图为一列沿x轴正向传播的简谐横波在时的图像，此刻P、Q两质点相对平衡位置的位移相同。已知从图示时刻开始，图中P质点经后首次回到平衡位置，Q质点后首次回到平衡位置。则：
（1）传播速度是多大？
（2）从时刻算起经过多长时间质点P第二次回到平衡位置？
参考答案
1．A
【详解】
依据
波的图像由实线变成虚线，那么波长变长，频率不变，则波速也会变大。
故选A。
2．A
【详解】
A．简谐横波沿轴正方向传播，由“上下坡法”知，质点开始振动时的运动方向沿轴正方向，所以此波波源的起振方向沿轴正方向， A正确；
B．在时刻，质点第一次运动到负方向最大位移处，有，可得，由图知波长 ，所以波速为
B错误；
C．从传播需要的时间为
到内，质点通过的路程为
C错误；
D．简谐横波沿轴正方向传播，质点沿波传播方向并不迁移，D错误。
故选A。
3．D
【详解】
AC．沿绳传播的机械波介质不变，则波速不变，故AC错误；
BD．根据
频率增大，则波长减小，故B错误，D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．由于B先振动，因此这列波的传播方向由到A，A错误；
B．由质点A的振动图像可知，波从传到A的时间为0.3s，根据
B正确；
C．由于
而由图像可知振动周期
因此
C错误；
D．A、两质点振动时，不是同时到达最高点，因此相位不相同，D错误。
故选B。
5．D
【详解】
因为AB之间只有一个波峰，所以可能AB相距二分之一个波长距离，即
还可能AB相距正好一个波长距离，即
可能AB相距个波长距离，即
结合选项可知这列横波的波长不可能是4m，故选D。
6．B
【详解】
A．因为该波沿着x轴的正方向传播，根据波的传播方向与质点的运动方向的关系，可得质点K向下运动，M向上运动，质点K和M的运动方向相反，A错误；
B．根据回复力与平衡位置的关系，可知此时质点K和M的回复力方向相同，B正确；
C．由波形图可知，此时质点L处于波谷，其速度最小，C错误；
D．质点不会沿波运动，故质点K经过一段时间不会运动到质点M的位置，D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．波在同一均匀介质中匀速传播，速度不变，而质点的振动速度随时间是周期性变化的。波速反映振动在介质中传播快慢，而波源的振动速度反映波源振动的快慢，所以波的速度与振源的振动速度不同，A错误；
B．如果只有机械振动而没有介质，则不会形成波， B错误；
C．振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，C错误
D．波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，仅由振源决定，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．适用于一切波，A错误；
BC．机械波的波速由介质决定，BC错误；
D．同一列波在不同介质中传播频率不变，波速和波长改变，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.3 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=1.9 s。山谷的宽度
s=v（t1＋t2）=×340×2.2 m=374 m
故选C。
10．B
【详解】
A．由“同侧法”可知，质点b此时沿y轴负方向运动，故A错误；
B．图丙中，经时间，波形向x轴负方向平移的距离
质点b恰好处于波谷，故B正确。
C．由图可知，波长为
周期
故C错误；
D．质点a只在其平衡位置附近上下振动，不随波迁移，所以在时间内运动的路程
故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．同一列声波在各种介质中的传播速度不同，波长也不同，选项A错误；
B．声波在空气中的传播速度都相同，与频率高低无关，选项B错误；
C．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射，选项C正确；
D．声波也会发生干涉，选项D错误。
故选C。
12．C
【详解】
由题图可知，波长λ=20cm，速度
v=λf=0.2×5m/s=1m/s
质点A的运动状态传播16cm－2cm=14cm所需的最短时间为t=0.14s，即当质点B的位移和速度与图示时刻质点A的运动状态相同时，所需的最短时间为0.14s。
故选C。
13．BD
【详解】
A．在波的传播过程中，质点不随波传播，A处质点不可能传播到C点，故A错误；
B．波向右传播，根据“同侧法”判断质点的振动方向，可知B处质点正在向上振动，故B正确；
C．B处质点向上振动，衡位置平均速度大，回到平衡位置所用时间小于八分之一周期，故C错误；
D．由波的传播方向可判断C处质点正向下运动，经过四分之三周期将到达波峰的位置，故D正确。
故选BD。
14．AD
【详解】
AB．由题意可知，在内cm处质点振动方向没有变化，故该处质点只能向上振动到达虚线对应位置，由“同侧法”可知波只能向左传播，A正确，B错误；
C．在0.1s内cm处质点路程为振幅A，即历时，故波的周期为0.4s，频率为2.5Hz，C错误；
D．在1s内，即2.5T，cm处的质点通过的路程为
D正确。
故选AD。
15．ACD
【详解】
A质点O和M相距，波的传播时间为，则波速
A正确；
B．由图可知，该波的周期是，时间是1.5个周期，运动路程是
B错误；
C．M，N相距，传播时间是，N点开始振动的时刻为，C正确；
DE．质点M，N相隔，波长是半波长的奇数倍，M点位于波峰时，N点位于波谷，M点正方向速度最大时，N点负方向速度最大，D正确，E错误。
故选ACD。
16．（1）4m，8cm；（2），x轴正方向
【详解】
（1）从波形图可知
从P点做简谐运动的表达式可知振幅
（2）从P点做简谐运动的表达式可知简谐运动的圆频率
进而可求出周期
波速
根据P点做简谐运动的表达式可判断出P点在t=0时沿y轴正向运动，从而判断出这列波沿x轴正方向传播
17．（1）2.5m/s；（2）2.8s
【详解】
（1）P回到平衡位置的最短时间比Q回到平衡位置的最短时间短，说明此时P向下运动，Q向上运动，且
可得
由图可知波长为12m，则波速
（2）P回到平衡位置后，再经过半个周期，再次回到平衡位置，根据对称性得