3.3机械波的传播现象 自主提升过关练（word版含答案）

3.3机械波的传播现象 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．一列简谐波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距12m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为（　　）
A．8m、12m和16m B．12m、16m和24m
C．8m、12m和24m D．8m、16m和24m
2．如图所示为沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为20m/s，关于质点M的运动情况，下列说法正确的是（　　）
A．t=0.ls时，M对平衡位置的位移一定为正值
B．t=0.ls时，M的速度方向与其相对平衡位置的位移方向相反
C．t=0.ls时，M的加速度方向与速度方向一定相同
D．0～0.1s内，M通过的路程为8cm
3．如图所示，图甲是一列简谱横波在t=0时刻的图像，P点是此时处在平衡位置的一个质点，图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．波的周期为0.8s
B．波沿x轴正方向传播
C．从t=0时刻开始经过3s的时间，质点P运动的路程为4m
D．从t=0时刻开始经过3.3s的时间，质点P的加速度为零
4．图甲为一列简谐横波在时的波形图，P、Q为介质中的两个质点，图乙为质点P的振动图像。则（　　）
A．时，质点P距平衡位置的距离小于质点Q距平衡位置的距离
B．时，质点P的速度小于质点Q的速度
C．时，质点Q的运动方向沿y轴正方向
D．内，波沿x轴的负方向传播了
5．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图像可知（　　）
A．此时质点b位移为零
B．此时质点b向－y方向运动
C．该时刻起，d比c先到达平衡位置
D．质点a再经过通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移大小是4cm
6．如图所示是观察水面波衍射的实验装置。AC和BF是两块挡板。AB是一个孔，O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长。为了使衍射现象更明显，可以采取的措施有（　　）
A．将孔AB扩大或者增大波源频率 B．将孔AB扩大或者减小波源频率
C．将孔AB缩小或者增大波源频率 D．将孔AB缩小或者减小波源频率
7．空气中两列波长相同的简谐波发生干涉现象，在某一时刻P点恰好是两列波的波峰相遇的点，Q点恰好是两列波的波谷相遇的点，则（　　）
A．P点的振幅最大，Q点的振幅最小
B．P、Q两点的振幅均是原两列波振幅之和
C．P点的振动频率大于Q点的振动频率
D．P、Q两点始终处于最大位移和最小位移处
8．一列简谐波在初始时刻的全部波形如图所示，质点a、b、c、d对应x坐标分别为1m、1.5m、3m、4m。从此时开始，质点d比质点b先到达波谷。下列说法正确的是（　　）
A．波源的起振方向沿y轴向上 B．振动过程中质点a、c动能始终相同
C．波沿x轴负方向传播 D．此时b点加速度沿y轴正方向
9．如图为一列沿x轴正方向传播的横波某时刻的波形图，质点a、b、c离开各自平衡位置的距离相等，则（　　）
A．a、b质点的位移相同
B．a、b质点的速度相同
C．a、c质点的位移相同
D．b、c质点的速度相同
10．一列沿x轴正向传播，周期为2.0s的简谐横波，某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　）
A．此刻质点a的振幅最大
B．经过2s质点b沿x轴正向移动8m
C．此刻质点c的振动方向为y轴正方向
D．经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为2m
11．一列简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻的图像如图甲所示，介质中P质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．波沿x轴正方向传播
B．介质中质点振动周期为2s
C．波速大小为m/s
D．在t=2.5s时刻P、Q两质点的速度相同
12．如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6s时刻的波形图，P、Q为传播方向上的两个质点。已知波的周期T>0.6s，下列判断正确的是（ ）
A．波的传播速度有可能为20m/s B．波的传播周期有可能为1.6s
C．t=1.2s时，质点P一定位于平衡位置 D．t=2.4s时，质点Q一定位于平衡位置
13．一简谐机械横波沿轴负方向传播，已知时刻波形如图甲所示，、是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。则下列说法正确的是（　　）
A．图乙可以表示质点的振动
B．、两质点在时速度大小相同
C．该波传播速度为
D．时质点速度沿轴正方向
14．一列简谐横波在t＝0时刻波的图像如图 （a）所示，此时P点的位移y＝5 cm，Q点为平衡位置在x＝2 m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，则（　　）
A．这列简谐波的传播速度为20 m/s
B．这列简谐波将沿x轴负方向传播
C．在t＝s时，质点P位于波峰位置
D．从t＝0.1 s开始的一小段时间内，质点P速度不断增大
15．如图所示，一列横波在x轴上传播，在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是（　　）
A．由该波形曲线读出这列波的振幅为0.2m
B．该波形曲线上的质点振动的周期可能是0.3s
C．若周期大于，则可能的最小波速是20m/s
D．若周期大于，则可能的最大波速是140m/s
二、解答题
16．为什么我们有时能听到墙后面的声音？
17．一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上A、B两质点的振动图像，且xAB=3 m。
（1）求这列波波长的可能值；
（2）若这列波从质点A向质点B传播，求波速的最大值。
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参考答案：
1．C
【解析】
满足这种情况的波形可能有三种情况：一是两点间有半个波长，此时
λ=12m
故
λ=24m
二是两点间有一个波长，此时
λ=12m
三是两点间有个波长，此时
λ=12m
故
λ=8m
故选C。
2．D
【解析】
A．沿x轴正向传播，周期
t=0.ls时，经过半个周期，M点振动到横轴下方对称位置向波谷移动，M对平衡位置的位移一定为负值，故A错误；
B．t=0.ls时，M的速度方向与其相对平衡位置的位移方向相同，故B错误；
C．t=0.ls时，M的加速度方向向上，与速度方向一定相反，故C错误；
D．0～0.1s内，M通过的路程为
2A=8cm
故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
A．由振动图像可知，波的周期为T=0.6s，选项A错误；
B．因在t=0时刻质点P沿y轴负向振动，可知波沿x轴负方向传播，选项B错误；
C．从t=0时刻开始经过3s的时间，因为3s=5T，可知质点P运动的路程为20A=200cm=2m，选项C错误；
D．从t=0时刻开始经过3.3s的时间，即经过，质点P回到平衡位置，则其加速度为零，选项D正确。
故选D。
4．C
【解析】
A．时，质点P向上振动，根据波的传播方向和质点的振动方向的关系，可知波向x轴的负方向传播，波的周期是0.2s，则时，每个质点从0.1s起振动了0.15s，即 ，则质点P振动到了波谷，位移最大，而质点Q并没有处于最大位移处，质点P距平衡位置的距离大于质点Q距平衡位置的距离，A错误；
B．时，即个质点从0.1s起振动了0.2s，即，质点P振动到平衡位置，速度最大，而质点Q回到0.1s时的位置，质点P的速度大于质点Q的速度，B错误；
C．时，质点从0.1s起振动了0.25s，即，质点Q处于x轴下方，运动方向沿y轴正方向，C正确；
D．根据图像，波的波长为4m，是， 内波x轴的负方向传播了
D错误。
故选C。
5．A
【解析】
A．质点b点此时刻处于平衡位置，位移为零，选项A正确；
B．波沿x轴正方向传播，根据图像由带动法知b点正经过平衡位置向y轴正方向运动，选项B错误；
C．该时刻c点从波谷向y轴正方向运动，经周期到达平衡位置，d点向下运动，到最大位移处后再经周期才能到达平衡位置，故d比c后到达平衡位置，选项C错误；
D．质点a再经到达波谷，偏离平衡位置的位移应该是-2cm，选项D错误。
故选A。
6．D
【解析】
当AB的宽度比波长更小时，可以使衍射现象更加明显，所以可以采取的措施有将孔AB缩小或者减小波源频率。
故选D。
7．B
【解析】
AB．两列波波长相同，频率相同，将发生稳定的干涉现象，则P、Q始终为振动加强点，P、Q两点的振幅均是原两列波振幅之和，故A错误，B正确；
C．P点的振动频率等于Q点的振动频率，故C错误；
D．虽然P、Q始终为振动加强点，但P、Q仍会在平衡位置附近振动，并不是始终处于最大位移处，故D错误。
故选B。
8．B
【解析】
AC．质点d比质点b先到达波谷，则此时质点d正在沿y轴向下振动，所以波源的起振方向沿y轴向下，根据质点振动方向与波的传播方向的关系，可知波沿x轴正方向传播，故AC错误；
B．质点a、c的平衡位置之间相差半个波长，振动速度方向总是相反，大小总是相等，所以振动过程中质点a、c动能始终相同，故B正确；
D．此时b点偏离平衡位置的位移方向为正方向，恢复力方向指向平衡位置，所以加速度沿y轴负方向，故D错误。
故选B。
9．B
【解析】
A．a、b质点的位移大小相同，但是方向不同，则位移不同，选项A错误；
B．a、b质点的速度大小和方向都相同，则速度相同，选项B正确；
C．a、c质点的位移大小相同，但是方向不同，则位移不同，选项C错误；
D．b、c质点的速度大小相同，但是方向相反，选项D错误。
故选B。
10．D
【解析】
A．振幅为质点离平衡位置最大距离，则各个质点的振幅相同，此刻质点a的位移最大，选项A错误；
B．机械波传播的过程中，质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项B错误；
C．根据“同侧法”判断，此刻质点c的振动方向为y轴负方向，选项C错误；
D．波速为
则经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为
x=vt=2m
选项D正确。
故选D。
11．C
【解析】
A．由题图乙可知，t=0时刻P质点向y轴负方向运动，由题图甲可判断波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．设振动周期为T，由图乙可知
解得
T=3s
故B错误；
C．由题图甲可知波长，由波速公式可得波速
故C正确；
D．当P和Q关于平衡位置对称时，即处的质点恰在平衡位置时，P、Q两质点的速度相同，从时刻起，平衡位置的振动状态，向左传播至时处波传播的距离
经历的时间
可得
当n=0时有
t=1.25s
当n=1时有
t=2.75s
故D错误。
故选C。
12．C
【解析】
B．由题图可知，波长为8m，两时刻间的传播距离可表示为
由于波匀速传播，故传播时间可表示为
由于
可得
，
B错误；
A．波速为
A错误；
C．t=1.2s时，即半个周期后，质点P又回到平衡位置，C正确；
D．t=2.4s时，即一个周期后，质点Q又回到零时刻所在位置，即题图中的位置，不是平衡位置，D错误。
故选C。
13．ACD
【解析】
A．图乙可知，该质点在t=1s时刻在平衡位置向上振动，结合波形图可知图乙可以表示质点的振动，A正确；
B．时各质点从图示位置又振动了，则质点a到达平衡位置速度最大，质点b到达最低点速度为零，则此时、两质点的速度大小不相同，B错误；
C．该波传播速度为
C正确；
D．因t=1s时质点b在平衡位置沿y轴负向振动，可知时质点速度沿轴正方向，D正确。
故选ACD。
14．ACD
【解析】
A．由图像可得
，
根据
所以A正确；
B．根据上下坡法则，Q点向x轴的正方向振动，则Q点处于下到坡阶段，所以这列简谐波将沿x轴正方向传播，则B错误；
C．质点P的振动方程为
在t＝s时， ，所以质点P位于波峰位置，则C正确；
D．从t＝0.1 s开始的一小段时间内，质点P向平衡位置振动，其速度不断增大，所以D正确；
故选ACD。
15．CD
【解析】
A．由该波形曲线读出这列波的振幅为0.2cm，故A错误；
B．若波向右传播，周期满足关系式
解得
当波向左传播时，周期满足关系式
解得
由数学关系知无论取何值，周期都不可能为0.3s，故B错误；
CD．由图可知该波的波长为8m，若周期大于，即
当波沿x轴正方向传播时，可能的周期为
当波沿x轴负方向传播时，可能的周期为
由波速公式
可知速度最小时，周期T最大，分析上面两类情况可知，当周期最大时，波沿x轴正方向传播，且在
中，取，即
则
最小波速
当速度最大时，周期最小，分析上面两类情况可知，当周期最小时，波沿x轴负方向传播，且在
中，取，即
则
最大速度
故CD正确。
故选CD。
16．见解析
【解析】
这是声波的衍射现象，因为声波的波长通常大于墙的尺寸，能发生明显的衍射现象，因此我们有时能听到墙后面的声音。
17．（1）λ==m（n=0、1、2、3、…），λ== m（n=0、1、2、3、…）；（2） 3 m/s
【解析】
（1）在t=0时刻，质点A位于平衡位置且沿y轴负方向振动，质点B位于正向最大位移处
丙
①若波从质点A向质点B传播，则A、B间可能的波形如图丙所示
xAB=（n+）λ
解得
λ==m（n=0、1、2、3、…）
②若波从质点B向质点A传播，则A、B间可能的波形如图丁所示
丁
xAB=（n+）λ
解得
λ== m（n=0、1、2、3、…）
（2）由振动图像可知
T=4 s
若这列波从质点A向质点B传播，由（1）可知
波长
λ=m（其中n=0、1、2、3、…）
波速
v==m/s（n=0、1、2、3、…）
n=0时，波速最大，且最大值等于3 m/s。
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