3.1机械波的产生 自主提升过关练（word解析版）

3.1机械波的产生 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．一列波由波源向周围扩展开去，下列说法中错误的是（　　）
A．介质中各质点只是振动，没有沿波的传播方向迁移
B．介质中各质点振动方式由近及远传播开去
C．介质中各质点振动的能量由近及远传播
D．介质中各质点由近及远传播开去
2．纵波不可能产生的现象是（　　）
A．偏振现象 B．反射现象 C．折射现象 D．衍射现象
3．下列关于横波和纵波的说法，正确的是（　　）
A．横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
B．横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向平行
C．纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动
D．能形成波峰、波谷的波是横波
4．图为一列简谐波在时刻的波形图，此时质点Q正处于加速运动过程中，且质点N在时第一次到达波峰。则下列判断正确的是（　　）
A．此时质点P也处于加速运动过程
B．该波沿x轴负方向传播
C．从时刻起，质点P比质点Q晚回到平衡位置
D．在时刻，质点N的振动速度大小为1m/s
5．在日本近海某次地震引发的海啸，造成了重大的人员伤亡。海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪。下列说法中正确的是（　　）
A．波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止
B．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波
C．地震波和海啸都只有纵波
D．地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强
6．2018年足球世界杯在俄罗斯举行，在法国队和克罗地亚队争夺世界杯冠军的比赛中，几万观众自发在观众席上进行“人浪”游戏．从看台区到区的观众依次做下列动作：起立—举起双臂——坐下，呈现类似波浪的效果．下列关于“人浪”说法正确的是（ ）
A．当“人浪”从看台区传到区时，很多观众也从看台区跑到区
B．“人浪”从看台区传到区的速度由观众从看台区跑到看台区的速度决定
C．观众“起立——举起双臂——坐下”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快
D．“人浪”的传播是观众动作形式的传播
7．如图所示，因波源S周期性振动产生向右传播的机械波，振幅呈现A、2A交替变化，当t=0时刻恰好传到x=7d位置处，P、Q分别是x=2d和x=4d位置处的两个质点，下列说法正确的是（　　）
A．波源S的起振方向为y正方向
B．机械波的波速在不断变化
C．当机械波刚好传到x=1ld位置处时，P点和Q点经过的路程相等
D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P、Q均在平衡位置且速度方向相同
8．如图甲所示，S为振源，P质点距S的距离为r，t=0时刻S由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P质点从t1时刻开始振动的振动图像，则下列说法正确的是（　　）
A．t=0时刻振源S的振动方向沿y轴正方向
B．t2时刻P质点振动速度最大，方向沿y轴负方向
C．t2时刻振源S处于平衡位置向y轴正方向振动
D．若波源停止振动，则P质点也马上停止振动
9．下列现象中我们能观察到的是（　　）
A．在真空中，单凭耳朵就能听到歌唱家美妙的声音
B．只要有机械波发出，一定能找到产生机械波的波源
C．某空间找不到机械波，在这一空间一定找不到波源
D．“一石激起千层浪”，把小石子扔进平静的湖面，能激起无穷无尽的连续水波
10．如图所示是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的图形，则关于质点P刚开始振动时的方向和波的性质，下列判断正确的是（　　）
A．向上、横波 B．向下、横波 C．向左、纵波 D．向右、纵波
11．区分横波和纵波的依据是（　　）
A．是否沿水平方向传播
B．质点振动的方向和波传播的远近
C．质点振动的快慢
D．质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是相互平行
12．关于波的传播和波上质点的运动，下列说法中正确的是（　　）
A．质点做简谐振动，波传播速度按正弦规律变化
B．质点做匀速运动，波也匀速传播
C．质点做简谐振动，波传播的速度恒定
D．质点做简谐振动时速度变化和波传播速度变化一致
13．健身市场上有一种时尚的运动器材“战绳”，健身者把两根绳子一端同定在P点上，用双手各自将绳子的另一端分别握住，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来，从而达到健身的目的。某时刻，绳子形成的波形如图所示（还未传到P点），其中a、b是右手绳子上的两个点，下列说法正确的是（ ）
A．健身者右手刚抖动时的方向是向上
B．无论右手如何抖动绳子，a、b两点的振动步调都不可能相反
C．如果增大抖动的频率，绳上波形传播到P点的时间变短
D．如果增大抖动的频率，a、b两点间可能出现两个完整波形
E.无论如何改变抖动的幅度，绳子上的波形传播到P点的时间不变
14．如图甲所示，波源S从平衡位置开始上、下振动，沿y轴方向，向上为y轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过0.1 s后，沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动。若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．波源S最初是向下振动的 B．t=0.2 s时P点向上振动
C．0~0.1 s时间内P点运动的路程为2 m D．t=0.6 s时P点处于波峰
15．关于机械振动和机械波的叙述正确的是（ ）
A．质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
B．机械波上某质点的振动速度增大时，机械波在介质中传播的速度也增大
C．物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关
D．做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、加速度、位移都是相同的
E.根据简谐运动的图像可以判断质点在某一时刻的位移大小、振动方向
二、解答题
16．如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小v=0.6m/s，质点P的平衡位置坐标x=0.96m。某时刻该波刚好传到距点O点0.24m的位置，从该时刻开始计时。
(1)经过多长时间，质点P第一次到达波峰？
(2)经过多长时间，质点P第二次到达波谷？当质点P第二次到达波谷时，质点P通过的路程及在该时刻的位移为多少？
17．如图所示，一列简谐横波由M向P方向传播，M、P、Q为波上的三个质点，若质点M是振源，当它由平衡位置开始向上振动时，经后第一次到达波峰。当波传到P时，质点M在波谷，再经过，质点Q第一次达到波谷。已知质点M与P之间的距离为，且，从质点M开始振动到质点Q第一次在波谷的过程中，质点M通过的路程是。求：
①质点P与Q平衡位置间的距离；
②这列简谐横波的振幅。
参考答案
1．D
【详解】
AD．波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，它们并没有随波的传播而发生迁移，故A正确，D错误。
BC．波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也即传播了能量，所以波在传播过程中将振动形式以及能量由近及远地传播出去，故BC正确。
本题选择错误的，故选D。
2．A
【详解】
根据纵波的特点，纵波就是传播方向与振动方向在一条直线上机械波，显然一个狭缝是不能挡住纵波的，即纵波不能发生偏振现象，因为只有橫波才会发生偏振现象，而其他现象，反射、折射、衍射等纵波都能发生。
故选A。
3．A
【详解】
ABC．横波的传播方向与质点的振动方向垂直，纵波的传播方向与质点的振动方向平行，A正确，BC错误；
D．有波峰和波谷，但波的传播方向不一定与质点的振动方向垂直，D错误。
故选A。
4．C
【详解】
B．由于Q点正在加速，说明Q点正向平衡位置运动，该波沿x轴正方向传播，B错误；
A．由于波沿x轴正方向传播，P点正在远离平衡位置，因此P点处于减速运动过程，A错误；
C．从时刻起，由于Q点正向平衡位置运动，而P点正向最大位移处运动，因此，质点P比质点Q晚回到平衡位置，C正确；
D．在时刻，N点处于负的最大位移处，因此速度为零，D错误。
故选C。
5．B
【详解】
AB．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波，当波源停止振动时，海啸和地震波的传播都不会立即停止，A错误B正确；
C．地震波既有横波，也有纵波，C错误；
D．地震波和海啸具有能量，随着传播将越来越弱，D错误。
故选B。
6．D
【详解】
AB．当“人浪”从看台区传到区时，观众只在各自的座位上“起立——举起双臂——坐下”，并不向前移动，所以并不是观众从看台区跑到区，A、B错误；
C．“人浪”传播的速度与观众“起立——举起双臂——坐下”的动作快慢没有必然联系，C错误；
D．观众的动作相当于质点的振动形式，“人浪”相当于横波，“人浪”的传播是观众动作形式的传播，D正确．
故选D。
7．C
【详解】
A．因恰好传到x=7d位置处的质点起振方向沿y轴负方向，则波源S的起振方向为y负方向，选项A错误；
B．同一介质中波速一定，选项B错误；
C．当机械波向右传过11d后，P点路程是
Q点路程
因振幅比为2：1，P点和Q点的路程相等，选项C正确；
D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P在平衡位置，速度方向竖直向下，Q在平衡位置，速度方向竖直向上，不相同，选项D错误；
故选C。
8．A
【详解】
A．P点的起振方向与O点起振方向相同，由乙图读出t1时刻，P点的振动方向沿y轴正方向，即P点的起振方向沿y轴正方向，则t=0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向，A正确；
B．由图乙知，t2时刻P点位于平衡位置，振动速度最大，方向沿y轴正方向，B错误；
C．根据图乙无法确定t2时刻振源S的位置，C错误；
D．若波源停止振动，则P点不会马上停止振动，当波源停止前的振动形式传播到P后P才停止振动，D错误。
故选A。
9．B
【详解】
A．机械波的产生应满足两个条件，一是波源，二是介质，二者缺一不可，所以A错误；
BC．有波源未必有波动，但有波动一定有波源，所以B正确；C错误；
D．波可以传递能量，水波在传递能量的过程有损失，故水波要消失，所以D错误；
故选B。
10．A
【详解】
由于波源带动后面的质点依次振动，后面的质点总是重复前面质点的振动状态，根据波向左传播可判断Q点的起振方向向上，故P点的起振方向也向上，且每个质点的振动方向与波的传播方向垂直，故此波为横波。
故选A。
11．D
【详解】
横波与纵波分类的标准是看质点振动方向和波传播方向的关系，若相互垂直，为横波，若相互平行，为纵波，所以D正确；ABC错误；
故选D。
12．C
【详解】
波的运动是匀速直线运动，而质点的运动为振动，因此它们的速度是不同的，故C正确ABD错误。
故选C。
13．ADE
【详解】
A．由上下坡法可知健身者右手刚抖动时的方向是向上，故A正确；
B．由图像可知a、b两点间相差半个周期，a、b两点的振动步调相反，故B错误；
C．波的传播速度由介质决定，介质不变,波速不变,绳子上的波形传播到P点的时间不变,故C错误；
D．如果增大抖动的频率，质点振动的周期变短，a、b两点间可能相差两个周期，a、b两点间可能出现两个完整波形，故D正确；
E．波的传播速度由介质决定，介质不变,波速不变,绳子上的波形传播到P点的时间不变,故E正确。
故选ADE。
14．AB
【详解】
A．由P质点的振动图像知P质点的起振方向向下，则波源开始振动的方向也向下，A正确；
B．根据图乙所示，t=0.2 s时P点向上振动，B正确；
C．根据图乙，振动的周期为0.4s，0~0.1 s时间内P点运动的路程为一个振幅，振幅未知，不一定是2m，C错误；
D．根据图乙，振动的周期为0.4s，t=0.6 s时P点处于平衡位置，D错误。
故选AB。
15．CDE
【详解】
A.横波的质点的振动方向才总是垂直于波的传播方向，纵波不是这样的，故A错误；
B.机械波在介质中的传播速度与质点振动速度无关，故B错误；
C.物体做受迫振动的频率等于驱动力频率，与其固有频率无关，故C正确；
D.做简谐运动的质点先后通过同一点时，相对平衡位置的位移相同，根据可知回复力相同，根据牛顿第二定律可得加速度相同，故D正确；
E.根据简谐运动的图像可以判断质点在某一时刻的位移大小、振动方向，故E正确。
故选CDE。
16．(1)1.5s；(2)1.7s，0.25m，－5cm
【详解】
由波形图可知，波长λ=0.24m，波上质点振动的振幅为A=5cm，波上质点振动的周期为
(1)P质点第一次到达波峰所需的时间，就是初始时刻x=0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间，由图可知
则
(2)为了求P质点第二次到达波谷所需的时间，可选取x=0.18m处的质点的振动状态作为研究对象，该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间，则
有
设波最右端传到P处所需时间为t3，有
所以从质点P起振到第二次到达波谷历时
所以P通过路程为
5A=0.25m
此时刻质点P的位移为－5cm。
17．①；②
【详解】
①设波的周期为T，，波长为，质点M与P平衡位置间的距离为，且，波从M传到P的时间为，由于质点M与P平衡位置间的距离大于一倍波长小于二倍波长，且当波传到P时质点M在波谷，所以
所以
设质点P与Q平衡位置间的距离为x，波从P传到Q的时间为，当波传到Q点后，质点Q经过时间第一次在波谷，且这过程总时间为，则
解得
所以
解得
②设波的振幅为A，从质点O开始振动到质点Q第一次在波谷经过的时间为，质点O通过的路程为L，且，则
解得
即
所以
解得