3.1机械波的产生和传播同步训练(Word版含答案)

3.1机械波的产生和传播
一、选择题（共15题）
1．关于机械波不正确的说法有（　　）
A．波产生需要两个条件，即波源和介质
B．在传播方向上两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长
C．波动过程是能量由近及远传播的过程
D．波源振动一个周期，波就沿传播方向前移一个波长
2．如图所示，1、2、3、4……是某绳（可认为是均匀介质）上一系列等间距的质点．开始时绳处于水平方向，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．已知t＝0时，质点1开始向下运动，经过二分之一周期，质点9开始运动．则在二分之一周期时，下列说法正确的是
A．质点3向上运动
B．质点5所受回复力为零
C．质点6的加速度向下
D．质点9的振幅为零
3．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
4．关于振动和波，下列说法正确的是（　　）
A．没有机械振动，就一定没有机械波
B．一个物体在做机械振动，就一定会产生机械波
C．振源的振动速度跟波速一定相同
D．由某振源产生的波，它的频率跟振源的频率不一定相同
5．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　）
A．一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移的平方成正比而且方向与位移相反，就能判定它是简谐运动
B．如果测出单摆的摆长l、周期T，作出l T2图像，图像的斜率就等于重力加速度g的大小
C．做受迫振动的物体其频率由物体本身决定
D．游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质时频率并不改变
6．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，波沿x轴的正方向传播，P为介质中的一个质点．下列说法正确的是
A．质点P 此时刻的速度沿x轴正方向
B．质点P 此时刻的速度沿y轴负方向
C．经过一个周期，质点P 通过的路程为4a
D．经过一个周期，质点P 通过的路程为2b
7．下列说法中，正确的是（　　）
A．变化的磁场一定产生变化的电场
B．LC振荡回路电容C增加时，振荡频率减小
C．机械波能在空气中传播，但不能在液体和固体中传播
D．在一个周期内，介质中的振动质点通过的路程为一个波长
8．区分横波和纵波的依据是（　　）
A．质点沿水平方向还是沿竖直方向振动
B．波沿水平方向还是沿竖直方向传播
C．质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上
D．波传播距离的远近
9．2018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足球赛中，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区传到区时，很多观众也从看台A区跑到区
B．“人浪”从看台A区传到区的速度由观众从看台A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
10．以下有关物理概念和规律，说法正确的有（）
A．简谐振动的质点做变加速运动，单摆运动到最低点时加速度为零
B．两列频率相同的波发生干涉，加强点的位移始终为两波振幅之和
C．一列机械波由空气进入水中继续传播，波速变大，频率变小
D．单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列波简谐波的频率
11．一列横波某时刻波形如图所示．由图可知
A．该波波长为7m
B．该波波长为9m
C．x=3m处的质点与x=7m处质点的振动情况完全相同
D．x=2m处的质点与x=lOm处质点的振动情况完全相同
12．关于机械波的形成，下列说法正确的是(　　)
A．物体做机械振动，一定产生机械波
B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间上落后一步
C．参与振动的质点的振动频率都相同
D．机械波是介质随波迁移
13．一列简谐波沿x轴传播，在波传播过程中，从某时刻开始计时，平衡位置在处的质点P的振动方程为，平衡位置在处的质点Q的振动方程，质点Q比质点P振动滞后，下列说法正确的是（　　）
A．波沿x轴负方向传播
B．简谐波的波长为
C．波传播的速度为
D．当坐标原点O处的质点位于波峰时，质点P位于波谷
E．当质点P的位移为时，质点Q的位移为
14．由波源S形成的简谐横被在均匀介质中向左、右传播．已知介质中P、Q两质点位于波源S的左右两侧如图甲所示，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为5.1m、8.2m.图乙中实线和虚线分别表示P、Q的振动图像，下列判断正确的是____．（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．P、Q的起振方向相同
B．P、Q的运动方向始终相同
C．当P在波峰时.Q向下运动
D．这列波的频率为10Hz
E．这列波的波速可能为10m/s
二、填空题
15．从运动学的角度分析，振动一定是一种________（选填“直线”、“曲线”、“匀速”或“变速”）运动；从能量的角度分析，波动是一种________（选填“产生”、“传递”或“消耗”）能量的过程.
16．抖动绳子的左端A，每秒做2次全振动，产生如如图所示的横波，则绳上横波的波速是________m/s，由图可判断出A开始振动的方向是________。（选填：向左、向右、向上、向下）。
17．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_______。
18．图示为一沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形，其中质点P、Q平衡位置的坐标分别为2 m、9 m．已知t＝0．6 s时质点P第一次经过平衡位置沿y轴正方向运动，则该波的波速为_________m／s，0～0．4 s内质点Q经过的路程为_____________cm．
三、综合题
19．请判断下面关于机械振动和机械波的说法是否正确，并说明理由。
（1）波的传播过程就是介质中的质点由近及远的移动过程；
（2）波的传播过程就是波源提供的能量由近及远在介质中的传播过程；
（3）质点振动的方向总是垂直于波传播的方向；
（4）波在传播过程中，介质中的质点所做的振动属于自由振动；
（5）有机械振动必有机械波；
（6）由某波源激起机械波，机械波和波源的频率始终相同；
（7）一旦波源停止振动，由它激起的机械波也立即停止波动。
20．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。
21．如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：
（1）画出x=2.0m处质点的振动图像；
（2）求出x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移；
（3）此时A点的纵坐标为2cm，试求从图示时刻开始经过多少时间A点第一次出现波峰？
22．2011年3月11日，日本宫城县发生了里氏9.0级地震并引发海啸，造成重大人员伤亡和财产损失．从这一事件中，你能进一步理解（地震）波本质上传播的是什么吗？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．波产生需要两个条件，即波源和介质，选项A正确，不符合题意；
B．在传播方向上两个振动情况完全相同的质点之间的距离是波长的整数倍，选项B错误，符合题意；
C．波动过程是能量由近及远传播的过程，选项C正确，不符合题意；
D．波源振动一个周期，波就沿传播方向前移一个波长，选项D正确，不符合题意。
故选B。
2．A
【详解】
A．经二分之一周期，质点1从平衡位置再次运动到平衡位置，质点3振动了，即质点3从波谷向平衡位置运动中，即向上运动，A正确；
B．经二分之一周期时，质点5从平衡位置运动到波谷，此时质点5在负方向最大位移处，由F= kx=ma可知，加速度方向向上，质点5所受回复力向上，此时的回复力不等于零，B错误；
C．经二分之一周期时，质点6振动了，也在平衡位置以下向下振动，加速度向上，C错误；
D．经二分之一周期时，质点9开始运动，此时质点9开始向下振动，其位移为零，由波的传播特点可知，质点9振幅同其它质点振幅相等，振幅不是零，选项D错误。
故选A。
3．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。
4．A
【详解】
A．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，A正确；
B．机械波是机械振动在介质中传播的过程，所以有机械波必有机械振动，而有机械振动不一定有机械波，B错误；
C．波在同一均匀介质中是匀速传播的，而振源振动的速度在周期性变化，两者没有直接关系，C错误；
D．由某振源产生的波，它的频率跟振源的周期相同，则频率一定相同，D错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移成正比而且方向与位移相反，就能判定它是简谐运动，A错误；
B．根据
可得
则如果测出单摆的摆长l、周期T，做出l T2图像，图像的斜率就等于，B错误；
C．做受迫振动的物体其频率由驱动力的频率决定，C错误；
D．游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并不改变，D正确；
故选D。
6．C
【详解】
由波形图可知，质点P 此时刻的速度沿y轴正方向，选项AB错误；质点P在平衡位置附近上下振动，经过一个周期，质点P 通过的路程为4A=4a，选项C正确，D错误 ；故选C.
7．B
【详解】
A．均匀变化的磁场产生稳定的电场，故A错误；
B．根据可知，LC振荡回路电容C增加时，振荡频率减小，故B正确；
C．机械波能在空气中传播，也能在液体和固体中传播，故C错误；
D．介质中的质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，在一个周期内，机械波在介质中传播的距离为一个波长，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】
在现实生活中，绳上波为横波，声波为纵波，有些机械波既有横波，也有纵波。例如：地震波既有横波成分，又有纵波成分。横波与纵波分类的依据是质点振动方向和波传播方向的关系，若两者互相垂直，为横波，若两者在一条直线上，为纵波。
故选C。
9．D
【详解】
AB．当“人浪”从看台A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A区跑到区，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。
10．D
【详解】
单摆运动到最低点时加速度指向圆心，不为零．故A错误；两列频率相同的波发生干涉，加强点的振幅始终为两波振幅之和，而位移则随时间发生变化．故B错误；由于波从一种介质进入另一种介质时，频率不变．所以一列机械波由空气进入水中继续传播，波速变大，频率不变．故C错误；单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列波简谐波的频率．故D正确．故选D．
11．D
【详解】
由图知，波长为8m，所以A、B错误；x=3m处的质点与x=7m处
质点的振动方向相反，故C错误；x=2m处的质点与x=lOm 处质点相距一个波长，振动情况完全相同，所以D正确．
12．BC
【详解】
A．若只有物体振动，而周围没有传播这种振动的介质，振动不可能由近及远传播出去形成机械波，故A错误；
BC．机械波中各振动质点都在重复波源的振动，振动频率都等于波源的频率，只是离波源越远，振动步调越落后，故BC正确；
D．机械波中介质各质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，离波源较远的质点振动的能量是通过离波源近的各质点的传递从波源获得的，故D错误。
故选BC。
13．BCD
【详解】
A．因为质点Q比质点P振动滞后，所以波沿波沿x轴正方向传播，A错误；
BC．因为质点Q比质点P振动滞后，且两点相距为7m，所以，波的传播速度为
又质点振动的周期为
根据波长的公式可得
BC正确；
D．原点O处的质点与质点P相差半个波长，所以，振动状态相反，所以，当坐标原点O处的质点位于波峰时，质点P位于波谷，D正确；
E．当质点P的位移为时，即有
或者
当时，质点Q的位移为，
当时，质点Q的位移为；
E错误。
故选BCD。
14．ADE
【详解】
P、Q的起振方向与波源S的起振方向一致，故起振方向相同，故A正确；由图乙可知：在0.5n+0.25（s）～0.5n+0.26（s）时间内，P、Q的运动方向正好相反，故B错误；由图乙可知：当P在波峰时，Q的位移为正，且向波峰运动，故Q向上运动，故C错误；由图乙可得：周期T=0.1s，故频率f=10Hz，故D正确；由图乙可知：质点Q的振动比质点P的振动晚0.01s，故根据波的传播可得：8.2m-5.1m=v（nT+0.01s）=v（0.1n+0.01）m，故波速，当n=3时，波速v=10m/s，故E正确．所以ADE正确，BC错误．
15． 变速 传递
【详解】
振动的质点速度在发生变化，故属于变速运动；
波可以将波源的能量传递出去，故波是一种能量传递的过程。
16． 4 向下
【详解】
由图可知，AB距离为700cm，从A到B的距离为3.5倍波长，则波长为
因每秒做2次全振动，则周期为
则波速为
波在传播时各质点开始振动方向与波源开始振动方向相同，因波向右传播，则B点正开始向下振动，故波源A点开始振动方向向下。
17． 垂直 波峰 波谷 在同一直线上 密部 疏部
【详解】
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；
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。
18． 10 4
【详解】
由图可得：波长λ＝8m；根据t＝0时质点P在波峰位置，t＝0.6s时质点P第一次经过平衡位置沿y轴正方向运动可得：，故周期T＝0.8s；所以，波速；根据周期T＝0.8s可得：0～0.4s内质点Q经过的路程s＝2A＝4cm；
19．（1）错误，理由见解析；（2）正确，理由见解析；（3）错误，理由见解析；（4）错误，理由见解析；（5）错误，理由见解析；（6）正确，理由见解析；（7）错误，理由见解析
【详解】
（1）波的传播过程是介质中的质点的振动形式的传播和能量的传播，介质中的质点不随波迁移，故错误；
（2）波的传播过程就是波源提供的能量由近及远在介质中的传播过程，故正确；
（3）质点的振动方向可以和波的传播方向垂直，也可以一致，前者形成横波，后者形成纵波，故错误；
（4）波在传播过程中，介质中的质点所做的振动属于受迫振动，故错误；
（5）机械波形成的条件：一是有机械振动，就是波源，二是有传播机械振动的介质，两者缺一不可，所以仅有机械振动不一定有机械波，故错误；
（6）由某波源激起的机械波，机械波和波源的频率始终相同，故正确；
（7）波源停止振动，由它激起的机械波不会立即停止波动，形成的机械波仍会向远处传播，故错误。
20．(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
。
21．（1）；（2）72cm，-4cm；（3）0.83s
【详解】
（1）由波动图象读出振幅
A=4cm
波长
λ=2m
则周期为
t=0时刻，x=2.0m处质点经过平衡位置向下振动，其振动图象如图：
（2）当
t=4.5s=4.5T
x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程为
s=4.5×4A=18×4cm=72cm
t=4.5s时x=2.5m处质点到波谷，则t=4.5s时的位移为
y=-4cm
（3）该波的方程为
y=Asinx（cm）=4sinπx（cm）
当y=2cm时，x=cm，A左侧最近的波峰状态离A点的距离为
Δx=1.5cm+cm=cm
从图示时刻开始A点第一次出现波峰的时间为
22．地震波本质上传播的是能量
【详解】
由于海底发生强烈的地震时会产生巨大的能量，这些能量传递给海水，引发海啸，因此海啸具有很大的机械能，所以有很大的破坏性，从而导致房屋倒塌，所以地震波本质上传播的是能量。
答案第1页，共2页