3.1机械波的产生 同步训练（Word版含答案）

3.1机械波的产生
一、单选题
1．关于机械波的传播特点，以下说法错误的是（ ）.
A．各质点都只在各自的平衡位置附近振动
B．相邻质点之间必定有相互作用力
C．前一质点的振动带动相邻后一个质点振动，后一质点的振动必定落后于前一个质点的振动
D．各质点也随波的传播而迁移
2．如图所示是一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　）
A．t1至t2时刻质点完成一次全振动
B．t1至t3时刻质点完成一次全振动
C．t1至t4时刻质点完成一次全振动
D．t2至t4时刻质点完成一次全振动
3．关于机械波和机械振动，下列说法中正确的是（　　）
A．机械振动就是机械波，机械波就是机械振动
B．有机械波，则一定有机械振动
C．机械波就是质点在介质中的运动路径
D．在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和不同的振幅
4．下列对机械波的认识正确的是（　　）
A．形成机械波一定要有振源和介质
B．振源做简谐运动形成的波中，各质点的振动情况完全不同
C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
5．下列关于机械波说法正确的是
A．有机械振动必有机械波
B．沿竖直方向振动的波必是横波
C．波的传播过程一定有能量传递
D．质点随波的传播而迁移
6．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
7．关于振动和波，以下说法正确的是
A．一波源产生的波在不同介质中传播时，波长与波速成正比
B．在波传播的介质中，同一时刻所有各点具有相同振动频率和速度
C．波源产生的波的频率与波源振动的频率相等，波速与波源振动速度相等
D．波在介质中传播时，波的传播速度与波源的振动频率成正比
8．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
9．在机械波传播过程中
A．各质点都在各自的平衡位置附近振动
B．各质点由近及远地传播开去
C．各质点都在做匀速直线运动
D．各质点都在做匀加速直线运动
10．关于机械波，下列说法不正确的是（ ）
A．在传播过程中能传递能量
B．频率由波源决定
C．能产生干涉、衍射现象
D．能在真空中传播
11．如图所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上，相邻两点间距离为d，质点1开始振动时速度方向竖直向上，振动由此开始向右传播.经过时间t，前13个质点第一次形成如图所示的波形.则该波的周期与波长分别为（ ）.
A．， B．，
C．， D．，
12．2019年6月17日，四川省长宁县发生地震，成都提前61秒收到预警，成都高新减灾研究所通过社区喇叭、手机短信、电视等途径向社区居民发布预警信息，如图所示是电视中正在播放的体育频道插播了从61秒到45秒倒计时时刻的画面。已知：地震发生时主要发出纵波和横波，纵波振动方向与波传播方向一致，而横波振动方向与波传播方向垂直，纵波传播速度约为8km/s，横波传播速度约为4km/s，一般来说纵波的振幅比横波小。根据以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．一般来说，纵波造成的危害比横波大
B．在震源中心地区的人们先感受到上下震动过一小会儿再感受到水平晃动
C．根据以上信息可以推断长宁县距离成都市不足200km
D．该新闻说明人类已经掌握了在地震发生前提前“预测地震”技术了
二、多选题
13．如图所示，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以2m／s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点，下列说法正确的是（　　）
A．该列简谐横波的波长为8m
B．在t=5s时刻质点c恰好到达最高点
C．质点b开始振动后，其振动周期为4s
D．在4sE．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动
14．如图所示，为一列简谐波在某时刻的波形图，a、b、c、d为介质中的四个质点，a在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半．四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad，它们的速度大小分别为va、vb、vc、vd，则（ ）
A．ac＜ab＜aa＝ad
B．ac＞ab＞aa＝ad＝0
C．va＝vd＞vb＞vc
D．va＝vd＜vb＜vc
15．如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m。一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是（　　）
A．在t＝6s时刻波恰好传到质点d处
B．在t＝5s时刻质点c恰好到达最高点
C．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动
D．在4s三、填空题
16．横波是介质质点的振动方向与波的传播方向________，如图；纵波是介质质点的振动方向与波的传播方向在________，如图.
17．上下抖动绳子出现的机械波为_____波；左右抖动弹簧出现的机械波为_____波。
18．质点振动方向与波的传播方向______，这种波叫做横波。在横波中，通常把凸起的部分叫做______，凹下的部分叫做______；质点振动方向跟波的传播方向______，这种波叫做纵波。在纵波中，通常把质点分布较密的部分叫做______，质点分布较稀的部分叫做_______。
19．下图是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T．经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1对其平衡位置的位移为6cm．则当t=时质点5的运动方向为_________，当t=时质点9运动的路程为_________cm ．
四、解答题
20．影剧院的内墙壁是不是很光滑？请实地观察后谈谈影剧院为什么这样处理墙壁。
21．如图是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t=0时质点1开始竖直向上运动，t=时质点5向上运动，问：
（1）t=时，质点8、12、16的运动状态（是否运动、运动方向）如何？
（2）画出时，绳子上的波形
22．如图所示，在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，频率为2.5 Hz。在t=0时，xP=2 m的P点位于平衡位置，速度沿-y方向；xQ=6 m的Q点位于平衡位置下方最大位移处。求：
(1)质点P第一次有＋y方向最大加速度需经过的时间t；
(2)PQ两点间距离满足关系。
23．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．波在传播的过程中，质点都在各自的平衡位置附近振动，A正确；
B．波靠前一质点对后一质点的作用力带动下个质点的振动，故相邻质点间必有相互作用，B正确；
C．前一质点的振动带动相邻质点的振动，后一质点的振动必须落后于前一质点的振动，C正确；
D．波传播过程中，传播的是形式和能量，波在传播的过程中，质点不随波迁移。故D错误。
本题要求选错误的，故选D。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
一次全振动结束，各物理量刚好回到本次全振动开始时的值，从图像上来看，刚好完成一次周期性变化，所以只有t1~t4时间对应一次全振动。
故选C。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．机械振动在介质中传播，形成了机械波，A错误；
B．机械波的形成有两个条件，一是要有波源，二是要有介质，所以有机械波一定有机械振动，B正确；
C．在波的形成和传播过程中，各质点不随波迁移，C错误；
D．离波源较远的质点依靠前面质点的带动，所以频率、振幅相同，D错误。
故选B。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．机械波是机械振动在介质中传播过程，要形成机械波，必须具备两个条件：有振源和介质，故A正确；
B．振源作简谐运动形成的波中，各质点的振动情况不完全相同，但均做简谐运动，故B错误；
C．波动过程是传播的振动这种形式，质点不随波逐流，故C错误；
D．机械波向右正在传播时，左方的质点比右方的质点早一些振动。故D错误。
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
试题分析：有机械振动还必须有传播机械波的介质才能形成机械波，选项A错误；当质点的振动方向和波的传播方向垂直时才是横波，故选项B错误；波的传播过程一定有能量传递，选项C正确；质点只在自己平衡位置附近振动，但不随波迁移，选项D错误；故选C.
考点：机械波的形成.
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
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。
7．A
【解析】
【详解】
A．同一波源，周期不变，由公式可知，一波源产生的波在不同介质中传播时，波长与波速成正比，故A正确；
B．介质的振动频率与波源频率相同，但由于质点做简谐运动，在同一时刻的速度不一定相同，故B错误；
C．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，故C错误；
D．同一波源，频率不变，由公式可知，波速度与波长成正比，故D错误。
故选A。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
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。
9．A
【解析】
【详解】
A．波在传播的过程中，质点都在各自的平衡位置附近振动，故A正确；
B．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B错误；
CD．波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，并不是匀速度直线运动，也不是匀加速直线运动，故CD错误。
故选A。
10．D
【解析】
【详解】
A．波传播振动这种运动形式的同时传递能量，故A正确，不符合题意；
B．波的频率是由波源决定的，故B正确，不符合题意；
C．干涉、衍射是波的特有现象，机械波在一定条件下也能发生干涉和衍射现象，故C正确，不符合题意；
D．机械波传播要借助于介质，真空中不能传播，故D错误，符合题意。
故选D。
11．D
【解析】
【详解】
根据振动的周期性和波的传播特点可知，质点13此时的振动方向向下，而波源的起振方向向上，所以从质点13算起，需要再经T/2振动的方向才能向上，即与波源的起振方向相同，设周期为T，则
即
；
相邻波峰（或波谷）间的距离等于波长，由题意知波长为8d。
A．，，与结论不相符，选项A错误；
B．，，与结论不相符，选项B错误；
C．，，与结论不相符，选项C错误；
D．，，与结论相符，选项D正确；
故选D.
12．B
【解析】
【详解】
A．地震波分为纵波和横波，纵波传播快，破坏性弱；横波传播慢，破坏性强。故A错误；
B．地震波从深处传到地表，纵波传播速度快，在震源中心地区的人们先感受到上下晃动，故B正确；
C．根据
故C错误；
D．监测到地震时地震已经发生，说明不可预测，故D错误。
故选B。
13．ACD
【解析】
【详解】
由题意可知，波的周期为T=4s；则波长λ=vT=8m，选项A正确；机械波从a点传到c点需要，开始起振的方向向下，则到达最高点还需3s，可知在t=6s时刻质点c恰好到达最高点，在4s点睛：本题关键要抓住波在同一介质中是匀速传播的，由t=x/v可求出波传播的时间．要抓住各个质点的起振方向都与波源的起振方向相同，通过分析波的形成过程进行分析．
14．AD
【解析】
【详解】
由简谐运动规律可知，质点受F回与位移x的大小成正比，因而a的大小与x的大小成正比，所以aa＝ad＞ab＞ac，A项正确；而质点越衡位置v越大，越远离平衡位置v越小，所以va＝vd＜vb＜vc，D项正确。
15．AD
【解析】
【详解】
A．间距离为，波在同一介质中匀速传播，则波从传到的时间为
即在时刻波恰好传到质点处；故A正确；
B．设该波的周期为，由题可得
得
波从传到的时间为
则在时刻质点已振动了，而起振方向向下，故在时刻质点恰好经过平衡位置向上；故B错误；
C．波长为
间距离为
结合波形得知，当质点向下运动时，质点不一定向上运动。故C错误；
D．在的时间间隔内，质点已振动了，质点正从波谷向波峰运动，即向上运动，故D正确。
故选AD。
16． 相互垂直 同一直线
【解析】
【详解】
[1]横波，质点振动的方向总是垂直于波传播的方向；
[2]纵波，质点振动的方向与波传播的方向在同一直线上。
17． 横 纵
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]上下抖动绳子的一端，在绳上形成的波的传播方向和振动方向是相互垂直的；故是横波；而左右抖动弹簧时，波的传播方向和各点的振动方向相互平行，故为纵波。
18． 垂直 波峰 波谷 在同一直线上 密部 疏部
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3] 质点振动方向与波的传播方向垂直，这种波叫做横波。在横波中，通常把凸起的部分叫做波峰，凹下的部分叫做波谷；
[4][5][6] 质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上，这种波叫做纵波。在纵波中，通常把质点分布较密的部分叫做密部，质点分布较稀的部分叫做疏部。
19． 竖直向上； 18
【解析】
【详解】
经过T时，质点1从平衡位置运动到波峰，此时质点5刚开始振动，由于后一个质点重复前一个质点的振动，由于质点1开始竖直向上振动，故质点5开始振动时也是竖直向上振动．
当 时质点已经振动了时间，而质点在一个周期内通过的路程是4A，则时质点9运动的路程为 S=3A=18cm．
点睛：掌握简谐波传播过程中，“后一个质点重复前一个质点的振动”、“一个周期内质点通过的路程为4A”是解决此类问题的关键所在．
20．影剧院的内墙壁不是很光滑，是凸凹不平的，为了保证不产生回音，增加观众良好的听觉效果。
【解析】
【分析】
【详解】
影剧院的内墙壁不是光滑的，是凸凹不平的，因为影剧院喇叭里发出的声波是向四面八方传播的，如果天花板及内墙壁是光滑的，声波碰到光滑的平面上会产生直反射，直反射声音的能量集中，直反射回来形成回声，声音如果在影剧院经过多次反射并且混杂到一起，就会形成强烈的噪音，观众就听不清演员或者喇叭里发出的声音。影剧院的内墙壁是凸凹不平、像蜂窝似的，当声音传到这些墙面后，被反射到了不同的方向或被多次反射而吸收掉，声音在反射时能量会相互抵消（声音被吸收），减弱声波的反射，也可以说是防止声音的反射干扰。
所以影剧院的内墙壁不是很光滑，是凸凹不平的，为了保证不产生回音，增加观众良好的听觉效果。
21．（1）质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 根据，已知时，质点1开始向上运动，时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动，则各质点在的情况如图所示
则 时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。
(2) 时的波形如图所示
22．(1)0.1s；(2)xPQ=(n＋）λ（n=0，1，2，…）
【解析】
【分析】
【详解】
(1)P质点再经过，达到负向最大位移，此刻有＋y方向最大加速度
波的周期
所以
(2)PQ两点间距离满足
xPQ=(n＋）λ（n=0，1，2，…）
23．①；②
【解析】
【分析】
【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
答案第1页，共2页
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