3.1机械波的产生和传播 自主提升过关练（word版含答案）

3.1机械波的产生和传播 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．关于机械波的概念，下列说法中正确的是（　　）
A．质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
B．简谐波沿长绳传播，绳上平衡位置相距半个波长的两质点振动位移相等
C．任一质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长
D．相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同
2．用握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均于波峰位置。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两质点之间的距离为半个波长
B．a、b两质点振动开始时刻相差半个周期
C．质点b完成的全振动次数比质点a多一次
D．质点b完成的全振动次数比质点a少一次
3．关于横波和纵波，下列说法正确的是（ ）
A．不论是横波还是纵波，都是前一质点的振动带动后一质点的振动，后一质点必须重复前一质点的振动
B．在波的传播过程中，各质点的振动速度是相同的
C．横波只能在固体介质中传播，固体介质不能传播纵波
D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波
4．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
5．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（　　）
A．它的振动速度等于波的传播速度
B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向
C．它在一个周期内走过的路程等于2个振幅
D．它的振动频率等于波源的振动频率
6．手机A的号码是133××××0002，手机B的号码是133××××0008.手机A呼叫手机B时，手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“133××××0002”，若将手机A置于一透明真空玻璃罩中，用手机B呼叫手机A，则玻璃罩外面的人发现手机A（　　）
A．发出响声，并显示手机B的号码“133××××0008”
B．不发出响声，但显示手机B的号码“133××××0008”
C．不发出响声，但显示手机A的号码“133××××0002”
D．既不发出响声，也不显示号码
7．关于简谐波，下面说法中错误的是（　　）
A．波动的产生需要两个条件，即波源和传播波的介质
B．波动过程是质点由近向远传递的过程
C．波动过程是能量传递的过程
D．波动过程中质点本身不随波发生迁移
8．关于机械振动与机械波说法不正确的是（　　）
A．机械波的频率等于振源的振动频率
B．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
C．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离
D．机械波在介质中传播的速度由介质本身决定
9．下面关于小明在乡村的生活体验场景，说法正确的是（　　）
A．“啾啾”的鸟鸣声不是振动产生的
B．“嘎嘎”叫的鸭子的声音一定是噪声
C．老者垂钓时大声唱歌不会影响鱼儿上钩，因为水传声速度很小
D．离山泉水越远，听到的“哗哗”声响度越小
10．足球比赛中，几万观众自发在观众席上进行人浪游戏。从看台A区到B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A区传到B区时，很多观众也从看台A区跑到B区
B．人浪从看台A区传到B区的速度由观众从看台A跑到看台B区的速度决定
C．观众“起立—举起双臂—坐下”的动作越频繁，人浪传播的速度越快
D．人浪的传播是观众动作形式的传播
11．如图，轴上与是两个波源，产生的简谐波分别沿轴向右、向左传播，波速均为，振幅均为，图示为时刻两列波的图象，此时分别传播到点和点，下列说法正确的（　　）
A．时刻质点、都沿y轴负向运动
B．时刻，质点、都运动到点
C．时刻，处的质点为振幅为
D．时刻，质点的位移正向最大
12．2018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
13．如图甲所示，一根拉紧的均匀弦线沿水平的x轴放置，现对弦线上O点（坐标原点）施加一个向上的扰动后停止，其位移一时间图像如图乙所示，该扰动将以2m/s的波速向x轴正方向传播，且在传播过程中没有能量损失，则有（　　）
A．该波遇到长度为3m的障碍物时会发生明显衍射现象
B．1.5sC．2s时4m处的质点开始向上运动
D．2.5s时1m处的质点运动的路程为0.4cm
E．4m处的质点到达最高点时2m处的质点到达最低点
14．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
15．关于机械波的以下说法中，正确的是（　　）
A．发生波动需要两个条件：波源和介质
B．波动过程是介质质点由近及远移动的过程
C．波动过程是能量由近及远传递的过程
D．波源与介质质点的振动都是自由振动
二、解答题
16．如图所示，有一列沿x轴传播的简谐横波，波长为20m，振幅为20cm。图中实线为t=0时刻波形，虚线为t=0.3s时刻的波形，实线和虚线相邻两波峰的距离△x=7.5m。
（1）求该列波的传播速度；
（2）若波沿x轴正方向传播，且速度取最小值，写出x=7.5m处质点P的振动方程。
17．如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，此时这列波恰好传播到P点，再经过1.5s，坐标为x=8m的Q点开始起振，求：
①该列波的周期T和振源O点的振动方程；
②从t=0时刻到Q点第一次达到波峰时，振源O点相对平衡位置的位移y及其所经过的路程s。
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参考答案
1．D
【解析】
A．横波传播时质点振动的方向总是垂直于波的传播方向，而纵波传播时，质点振动的方向与波的传播方向在同一直线上，故A错误。
B．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动情况总是相反，位移的大小总是相等，方向相反。故B错误。
C．任一振动质点都不随波向前移动。故C错误。
D．根据波的周期性可知，相隔一个周期的两时刻，介质中各质点位置相同，则简谐波的图象相同。故D正确。
故选D。
2．D
【解析】
A．由图可知，a、b两点之间的距离为一个波长，故A错误；
B．根据简谐横波传播过程中，振动在一个周期内传播一个波长的距离，可知a、b两点振动开始时刻相差一个周期，故B错误；
CD．简谐横波向右传播，b比a远一个周期，故b点完成全振动次数比a点少一次，故C错误，D正确。
故选D。
3．A
【解析】
A．不论是横波还是纵波，由于波源的振动，以及相邻质点间的相互作用力，前边的质点会带动后边的质点振动起来，后边的质点是在前一质点的作用下做受迫振动的，周期和频率都是相同的，故A正确；
B．各质点的运动是变速运动，并且各质点不一定是同步调振动的，故B错误；
C．固体既能传播横波也能传播纵波，故C错误；
D．两个水平方向不一定在同一直线上，可能两个水平方向是垂直的，故D错误。
故选A。
4．A
【解析】
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。
5．D
【解析】
A．在同种均匀介质中波的传播速度为定值，而质点在平衡位置两侧做简谐运动，其速度大小是变化的，A错误；
B．在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反，并不垂直，B错误；
C．质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，C错误；
D．每个质点都在重复波源的振动，因此质点的振动频率和波源的振动频率是相同的，D正确。
故选D
6．B
【解析】
声波为机械波，传播需要介质，在真空中不能传播，光波、手机发射的信号均为电磁波，传播不需要介质，可以在真空中传播，故用手机B呼叫手机A时，玻璃罩外的人能看到手机A显示手机B的号码，但听不到声音，故B正确，ACD错误。
故选B。
7．B
【解析】
A．波动的产生需要两个条件，即一个是要有波源，再一个是要有传播波的介质，A正确，不符合题意；
BD．波动过程是振动形式由近向远传递的过程，质点只在平衡位置附近振动，质点本身不随波向远处迁移，B错误，符合题意，D正确，不符合题意；
C．波动过程是能量传递的过程，C正确，不符合题意。
故选B。
8．B
【解析】
A．振源的振动会带动周围质点的振动，从而形成机械波，故机械波的频率等于振源的振动频率，选项A正确，不符合题意；
B．纵波的传播方向与质点振动方向在同一直线上，选项B错误，符合题意；
C．由可知，在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离，选项C正确，不符合题意；
D．机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，D正确，不符合题意。
故选B。
9．D
【解析】
A．“啾啾”的鸟鸣声是振动产生的，因为声音是由物体的振动产生的，所以A错误；
B．“嘎嘎”叫的鸭子的声音不能视为噪声，所以B错误；
C．老者垂钓时大声唱歌会影响鱼儿上钩，因为水传声速度不小，声音的传播速度在固体、液体、气体中是逐渐变小的，所以C错误；
D．离山泉水越远，听到的“哗哗”声响度越小，因为离发声体越远，响度越小，所以D正确；
故选D。
10．D
【解析】
AB．解析人浪游戏中观众只在各自的座位上起立—举起双臂—坐下，并不移动，所以当人浪从看台A区传到B区时，并不是观众从看台A区跑到B区，所以AB错误；
C．人浪传播的速度与观众“起立—举起双臂—坐下”的动作快慢没有关系，所以C错误；
D．观众动作相当于振动，人浪相当于波，人浪的传播是观众动作形式的传播，所以D正确；
故选D。
11．C
【解析】
A．两列波的周期均为
在t=0.1s时刻P质点向下振动，Q质点向下振动，在t=0.6s时刻，正好经过，所以P、Q质点均向上运动，沿y轴的正方向运动，所以A错误；
B．波的传播过程中，质点只在平衡位置振动，所以B错误；
C．时刻，两列波恰好传播到M点，两列波在M点为振动情况相同，M点为振动加强点，所以时刻，处的质点为振幅为，则C正确；
D．时刻，两列波均已经通过了P点，所以质点的位移为零，所以D错误；
故选C。
12．D
【解析】
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。
13．ABC
【解析】
由图可知周期为T=2s，则
A．由于波长大于障碍物的尺寸，则该波遇到长度为3m的障碍物时会发生明显衍射现象，故A正确；
B．1.5s时波传播的距离为
x=vt=1.5×2=3m
质点开始向上运动四分之一周期，故B正确；
C．2s时波传播的距离为
x=vt=2×2=4m
质点开始向上，故C正确；
D．由图乙可知，振源只振动了1s，则2.5s时1m处的质点已停止运动，则内1m处的质点的路程为0.2cm，故D错误；
E．4m处的质点到达最高点所用的时间为
由图乙可知，振源只振动了1s，则2m处的质点处于平衡位置，故E错误。
故选ABC。
14．ACD
【解析】
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。
15．AC
【解析】
A．波源（即振源）振动时，依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来，形成机械波。A正确；
BC．各质点只在平衡位置附近振动，并不随波向外迁移，仅把振源的振动形式和能量传播出去。B错误，C正确；
D．波源和介质质点之间的相互作用力阻碍波源的振动，是一种阻力，所以波源的振动不可能是自由振动。相邻的介质质点间存在相互作用，故介质质点也不是自由振动。D错误。
故选AC。
16．（1）（n=0、1、2、3…）；（2）
【解析】
（1）已知波长λ=20cm，时间Δt=0.3s
若波沿x轴正方向传播，传播距离为（n=0、1、2、3…）
传播速度
（n=0、1、2、3…）
若波沿x轴负方向传播，传播距离为（n=0、1、2、3…）
传播速度
（n=0、1、2、3…）
（2）若波沿x轴正方向传播，且速度取最小值，则n=0
此时的速度v=25m/s
可得
由图可知A=20m
x=7.5m处质点P的振动方程为
T=0.3s时，y=0。可得
可得质点P的振动方程为
17．①0.5s，；②3cm，0.45m。
【解析】
①根据波形图可知，这列波从P点传播到Q点，传播距离，时间
t=1.5s，所以波传播的速度
因为波长λ=2m
所以周期
O点振动方程
②根据波形图可知t=0时刻距离Q点最近的波峰在x=0.5m处，传播到Q点的距离
需要的时间
因为，即经过质点Q到达波峰，所以相对平衡位置的位移y=3cm
经过的路程
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