3.1机械波的产生和传播 学科素养提升练（word版含答案）

3.1机械波的产生和传播 学科素养提升练（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．下面关于横波、纵波的说法中正确的是（　　）
A．同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B．由于横波、纵波中质点的振动方向与波的传播方向的关系不同，因此横波、纵波不可能沿同一方向传播
C．横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D．在固体中传播的波一定是横波
3．一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴正方向传播，已知 x=λ处质点的振动方程为 y=Acos，则 t= T 时刻的波形图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．关于横波和纵波，下列说法正确的是（　　）
A．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
B．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同
C．形成纵波的质点随波一起迁移
D．波源上下振动形成的波是横波
5．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
6．区分横波与纵波的依据是（　　）
A．质点是沿水平方向还是沿竖直方向振动
B．质点的振动方向跟波的传播方向是互相垂直还是在一条直线上
C．波是沿水平方向还是沿竖直方向传播
D．波传播的距离是近还是远
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．振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为x轴的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下列四个图形中能表示P点振动图像的是（　　）
A． B．
C． D．
9．某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是（ ）
A．波形甲的振幅比波形乙大 B．波形甲的周期比波形乙大
C．波形甲的形成时间比波形乙早 D．波形甲的起振方向与波形乙相同
10．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（　　）
A．大钟的回声
B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波
C．人的听觉发生“暂留”的缘故
D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动
11．取一根较长的轻质软绳，用手握住一端O，在竖直平面内连续上下抖动，形成如图所示的简谐波，手抖动的周期为T，t=0时，O位于最高点，P恰好在平衡位置且向上振动，O、P的平衡位置间距为L，下列判断正确的是（　　）
A．该波是纵波
B．该波的波速为
C．t=T时，P的振动方向竖直向下
D．若手上下抖动加快，该简谐波的波长将变大
12．对于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　）
A．有波一定有振动
B．有振动一定有波
C．波使振动在介质中传播
D．一旦波源停止振动，机械波立即消失
13．关于机械波的说法正确的是(　　)
A．相邻的质点相互做功
B．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能
C．振源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动
D．波中各质点振动频率是相同的
14．某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/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15s。下列说法正确的是　(　　)
A．水面波是一种纵波
B．该水面波的频率为6 Hz
C．该水面波的波长为3 m
D．水波没有将该同学推向岸边，是因为振动的质点并不随波迁移
15．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端点P、Q同时开始上下振动，一段时间后的波形如图所示。对于以后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是（　　）
A．两列波将同时到达中点M B．两列波波速之比为1∶2
C．中点M的振动点总是加强的 D．绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
二、解答题
16．如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波速v＝2.0 m/s，质点P平衡位置的坐标为(0.4，0)、质点Q平衡位置的坐标为(3.6，0)。
(ⅰ)求出从t＝0时刻到Q点第二次振动到波谷的这段时间内质点P通过的路程；
(ⅱ)在图乙中画出质点Q的振动图象(至少画出一个周期)。
17．甲、乙二人分乘两艘船（视为质点）在湖中钓鱼，两船相距30m，有一列水波在湖面上传播，使每艘船每分钟上下浮动15次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有两个波峰。求：
(1)此水波的频率；
(2)此水波的波速。
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】
同一波源产生的波中可同时具有横波波、纵波，如地震波，虽然这两种波中质点的振动方向与波传播方向的关系不同，但并不妨碍两者沿同一方向传播，在同一介质中，横波和纵波传播速度一般不同，如地震波中纵波比横波传播得快，在固体中传播的波可能是横波，也可能是纵波。
故选A。
3．A
【详解】
根据题意可知，时，在处的质点处于
则此时该质点位于波峰位置，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．A
【详解】
ABD．横波中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，有时相同，有时相反，选项A正确，B、D错误；
C．无论是横波还是纵波，质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，选项C错误。
故选A。
5．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。
6．B
【详解】
质点的振动方向与传播方向相互垂直的波，叫作横波。质点的振动方向与传播方向在同一直线上的波，叫作纵波。故B正确，ACD错误。
故选B。
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】
由波形得知，波向右传播时，开始计时，P点在平衡位置且振动方向向下。
A.图中t=0时刻，质点的振动方向在平衡位置且振动方向向下，与波动情况一致,故A正确；
B.图中t=0时刻，质点在正向最大位移处，与波动情况不一致，故B错误；
C.图中t=0时刻，质点在在平衡位置且振动方向向上，与波动情况不一致，故C错误；
D.图中t=0时刻，质点在负向最大位移处，与波动情况不一致，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
A．由图可知波形甲的振幅比波形乙小，A错误；
B．甲乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长比波形乙的大，根据，波形甲的周期大于波形乙的周期，B正确；
C．波形乙的形成时间比波形甲早，C错误；
D．波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，D错误。
故选B。
10．B
【详解】
停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，所以选项ACD错误，B正确。
故选B。
11．C
【详解】
A．该波振动方向与波的传播方向垂直，则该波是横波，A错误；
B．因OP=L=，该波的波速为
B错误；
C．t=T时，质点P由最高点向平衡位置振动，则P的振动方向竖直向下，C正确；
D．若手上下抖动加快，则频率变大，周期减小，波速不变，则根据可知，该简谐波的波长将变小，D错误。
故选C。
12．A
【详解】
AB．有机械波一定有机械振动，有机械振动不一定有机械波，还需要传播振动的介质，故A正确，B错误；
C．振动使波在介质中传播，故Ｃ错误；
D．波源停止振动，但机械波不会立即消失，而是继续向前传播，直到能量消耗为止，故D错误。
故选A。
13．ACD
【详解】
A．机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使振源的振动形式与振源的能量向远处传播而形成的，前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确；
B．波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，故B错误；
CD．每个质点都是由振源依次带动下面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与振源频率相同，并且都“仿照”振源振动，振源停止振动，其他质点并不立即停止振动，故CD正确。
故选ACD。
14．CD
【详解】
A．水面波的振动方向和传播方向垂直，所以水面波是横波，A错误；
B．由第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为，可得知振动的周期为：
频率为：
B错误。
C．根据公式：
C正确。
D．参与振动的质点只是在自己的平衡位置附近做往复运动，并不会“随波逐流”，所以水波没有将该同学推向岸边，D正确。
故选CD。
15．AD
【详解】
AB．由题意可知，波在同种介质传播，所以波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点。故A正确，B错误；
C．由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱；当两波刚传的M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零。故C错误；。
D．据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，据波形可知，两波源的起振方向都是向上振动，故D正确。
故选AD。
16．(ⅰ) 0.22 m；(ⅱ)质点Q的振动图象如图所示，
【详解】
(ⅰ)波的周期
从t＝0到质点Q第二次到达波谷所需时间
在这2.2 s内质点P经历
因而通过的路程为
(ⅱ)质点Q的振动图象如图所示
17．(1) 0.25Hz；(2) 3m/s
【详解】
(1)根据每艘船每分钟上下浮动15次，则水波的频率为
；
(2)由题意可知，甲、乙两船间为，即，解得
则波速
。