3.2机械波的描述同步训练

3.2机械波的描述
一、选择题（共15题）
1．下列关于机械波的认识,正确的是（ ）
A．有波源就一定会形成机械波
B．介质中各质点的振动频率与波源的振动频率相同
C．机械波向右传播时，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点振动
2．在弹簧振子的小球上安置记录笔，当小球振动时便可在匀速移动的纸带上画出振动图像．下图是两个弹簧振子在各自纸带上画出的曲线，若纸带N1和纸带N2移动的速度v1和v2的关系为v2=2v1，则纸带N1、N2上曲线所代表的振动的周期T1和T2的关系为( )
A．T2=T1 B．T2=2T1 C．T2=T1/2 D．T2=T1/4
3．心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可以计算出1分钟内心脏跳动的次数（即心率），甲、乙两人在同一台心电图机上作出的心电图分别如图甲、乙所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/分，则由图及甲的心率可知心电图机图纸移动的速度以及乙的心率为（　　）
A．25mm/s，48次/分 B．25mm/s，75次/分
C．25mm/min，75次/分 D．25mm/min，48次/分
4．如图所示，一列简谐横波向右传播，波长为，两质点的平衡位置相距。当运动到上方最大位移处时，的运动情况是（　　）
A．运动到上方最大位移处
B．运动到下方最大位移处
C．运动到平衡位置，且速度方向下
D．运动到平衡位置，且速度方向上
5．、是一条水平绳上相距为的两点，一列简谐横波沿绳传播，其波长。当点经过平衡位置向下运动时，点（　　）
A．处于平衡位置上方位移最大处 B．处于平衡位置下方位移最大处
C．经过平衡位置向上运动 D．经过平衡位置向下运动
6．如图是一张蜻蜓点水的俯视照片，该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的水面波纹，由图可知蜻蜓（　　）
A．向右飞行，飞行速度比水波传播的速度小
B．向左飞行，飞行速度比水波传播的速度小
C．向右飞行，飞行速度比水波传播的速度大
D．向左飞行，飞行速度比水波传播的速度大
7．质点O为波源，激发的简谐横波沿x轴正方向传播。T=0时，由平衡位置开始振动；3.0s时，波传到x=1.2m处，波形图如图所示。质点M的平衡位置在0.3m、质点N位置在0.9m处，则（　　）
A．t=0时，质点O向y轴正方向运动
B．3.0s后，质点M、N可能同时回到平衡位置
C．3.0s后，每当yM=0时，yN的大小一定是0.1m
D．3.5s时，质点M、N的加速度方向相同
8．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz，下列说法不正确的是 （　　）
A．0-1.25×10-7 s内质点M运动的路程为2 mm
B．质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C．超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s
D．t=1.5×10-7 s时质点N恰好处于波谷
9．关于机械波的传播现象，下列说法正确的是（　　）
A．一列机械波在不同介质中传播时，波长和频率都会发生变化
B．《红楼梦》中王熙凤的出现用“未见其人，先闻其声”来描写，这属于声波的衍射现象
C．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显
D．两列波发生干涉时，振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移
10．如图所示，左边为竖直弹簧振动系统，振子连接一根水平很长的软绳，沿绳方向取x轴。振子以10Hz的频率从平衡位置O向上开始运动，从该时刻计时，经t=1s后，x=5cm处的绳开始振动，则下列说法正确的是（　　）
A．绳上产生的波的波长为5cm
B．绳上各质点都沿x轴方向运动，因此绳波为横波
C．弹簧振子振动的快慢决定了绳上产生的波的传播快慢
D．t=1s时，x=5cm处的绳从平衡位置开始向上振动
11．一列声波从空气传入水中速度变大，则该声波的（　　）
A．波长变短 B．波长变长 C．频率变小 D．频率变大
12．图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，M是平衡位置为处的质点，N是平衡位置为处的质点图乙为质点N的振动图像，则下列说法中正确的是（　　）
A．波速为40m/s，且沿x轴正方向传播
B．t=0.05s时，质点M的运动方向与加速度方向相反
C．从t=0.05s到t=0.20s，质点M通过的路程大于30cm
D．从t=0.05s到t=0.20s，质点N沿传播方向前进6m
13．关于机械振动和机械波，以下说法正确的是（ ）
A．有机械波一定存在机械振动，有机械振动就一定能够产生机械波
B．机械振动在介质中传播形成机械波
C．参与振动的质点的振动频率是由波源决定的，与介质的性质无关
D．波源振动的越快，波在介质中的传播速度就越大
14．如图甲所示，一根水平张紧弹性长绳上有等间距的O、P、Q三个质点，这三个质点间距离为．时刻O质点从平衡位置开始沿y物方向振动，并产生沿x轴正方向传播的波，O质点的振动图象如图乙所示．当O质点第一次达到正向最大位移时，P质点刚开始振动，已知振动和波形图中质点的位移规定的正方向相同．（ ）
A．质点Q的起振方向为y轴正方向
B．O、P两质点之间的距离为半个波长
C．这列波传播的速度为
D．在一个周期内，质点O通过的路程为
15．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18s．下列说法正确的是
A．水面波是一种机械波
B．该水面波的频率为2Hz
C．该水面波的波长为3.6m
D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去
二、填空题
16．如图是一列简谐横波在某一时刻的图像，其中a、b两点间的距离是2m，该波的周期是0.2s。这列波的传播速度应为________m/s。若经0.05s后，b点正好处在波谷位置，这时a点应在________位置，该波的传播方向是沿________。
17．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形图，质点A此时的加速度方向为__________，经0.3s质点A第一次经过平衡位置向上运动，则该波波速v = __________m/s。
18．（1）通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。( )
（2）机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。( )
（3）机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。( )
（4）波速表示介质中质点振动的快慢。( )
19．一列波在均匀媒质中向左传播，某时刻形成如图所示的一段波形，已知b点从此刻起经过0.5s第3次到达平衡位置，a、b间的水平距离为2m,这列波的频率为_____ Hz, 波速为__________m/s．
三、综合题
20．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=0 和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示。已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长。
21．甲、乙为一列沿x轴方向传播的简谐横波上的两个质点，两质点平衡位置的间距为x=3m，图中的实线和虚线分别为质点乙和质点甲的振动图像。
（1）请写出质点甲、乙的位移随时间变化的关系式；
（2）如果波由质点甲向质点乙传播，求该波的传播速度。
22．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T>0.20s。求：
①该波的传播速度；
②位于x=8cm的质点在t=0.7s内运动的路程。
23．如图甲所示是一列沿＋x方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，已知波速v＝2m/s，质点PQ相距3.2m，求：
（1）在图乙中画出质点Q的振动图象（至少画出一个周期）；
（2）从t＝0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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．机械波的传播需要波源和传播介质，故A错误；
B．介质中各质点的振动频率取决于波源振动的频率且与波源的振动频率相同，故B正确；
C．当机械波向右传播时，波上的质点只在其平衡位置上下振动，不随波的传播而向右迁移，故C错误；
D．机械波向右传播时，左方的质点比右方的质点早一点振动，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
由图可以看出，两波的波长存在如下关系
λ1=2λ2
又因为其波速的关系为
v2=2v1
故周期之比为
故D正确，ABC错误。
3．B
【详解】
由题图甲可知甲心电图的波长为
甲的心率为
心电图机图纸移动的速度为
由题图乙可知乙心电图的波长为
由于两张图纸移动的速度相同，所以乙的心率为
故选B。
4．C
【详解】
两质点相距0.35m，而波长为0.20m，故质点Q的振动和位于质点P右方0.15m处的质点A振动步调一致，
波向右传播，所以质点P比质点A提前振动了，所以当运动到上方最大位移处时，A位于平衡位置向下振动，即Q运动到平衡位置，且速度方向下，故C正确ABD错误。
故选C。
5．C
【详解】
因为，、两点之间的距离为半个波长的5倍，当介质中两质点在平衡位置的距离相隔半个波长的奇数倍时，两质点振动反相，则当点经过平衡位置向下运动时，点经过平衡位置向上运动。
故选C。
6．C
【详解】
根据如图所示，蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，则圆圈越小，则时间越短，所以飞行方向则为从大圆到小圆，由图示可知，蜻蜓是向右飞行的；若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上，而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度传播，所以每个圆都应该是内切的。然而图中则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大，故选C。
7．A
【详解】
A．波沿x轴正方向传播，3.0s时，波传到x=1.2m处，根据平移法可得此处质点向上运动，所有质点起振方向相同，可知t=0时，质点O向y轴正方向运动，A正确；
BC． 质点M的平衡位置在0.3m、质点N位置在0.9m处，两质点相距
每当yM=0时，yN的大小可能是0.1m，也可能是-0.1 m，两质点不可能同时回到平衡位置，BC错误；
D．波的速度为
3.5s时，相对于题干波形图波向右传播
3.5s时，质点M的位移为正，加速度方向为y轴负方向；质点N的位移为负，加速度方向为y轴正方向，质点M、N的加速度方向相反，D错误。
故选A。
8．B
【详解】
A．由题可知，质点M运动的路程为
A正确，不符合题意；
B．根据传播方向可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向。B错误，符合题意；
C．超声波在血管中的传播速度为
C正确，不符合题意；
D．质点N第一次到达波谷的时间为
D正确，不符合题意。
故选B。
9．B
【详解】
A．一列机械波在不同介质中传播时，频率不会发生变化，选项A错误；
B．“未见其人，先闻其声”说明声波波长较长，遇到障碍物时有明显的衍射现象，选项B正确；
C．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越长衍射越明显，选项C错误；
D．振动加强点的位移和振动减弱点的位移都在做周期性的运动，所以加强点的位移不一定大于减弱点的位移，选项D错误。
故选B。
10．D
【详解】
A．由题意可知，绳波的波速为
由得
故A错误；
B．绳上各质点只会在各自平衡位置附近振动，并不会沿绳运动，故B错误；
C．波在介质中的传播速度取决于介质，与波源频率无关，故C错误；
D．介质中质点的起振方向与振源的起振方向相同，由于振子起振方向向上，故t=1s时，x=5cm处的绳从平衡位置开始向上振动，故D正确。
故选D。
11．B
【详解】
声波由空气进入水中，波速变大，频率不变，由波速公式
得知，声波的波长变大。
故选B。
12．C
【详解】
A．由图甲可知，波长由图乙可知，周期，则波速
由图乙可知，时刻，质点N向上运动，根据走坡法（同侧法）可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．时，即波在图甲的基础上向x轴的负方向传播，将波形图向x轴的负方向平移后，如下图
质点M仍然处于平衡位置上方，且向下运动，加速度向下，故质点M的运动方向与加速度方向相同，故B错误；
C．该波沿x轴负方向传播，此时质点M正向下运动。从t=0.05s到t=0.20s，经过的时间为
由于在到的内质点M的路程为，在到的内质点在平衡位置附近运动速度较快，路程大于，故质点M从到内通过的路程大于30cm，故C正确；
D．横波向前传播时，质点不会随波传播的方向运动，只会在平衡位置附近振动，故D错误。
故选C。
13．BC
【详解】
AB．机械振动在介质中传播形成机械波，则有机械波一定存在机械振动，有机械振动不一定能够产生机械波，还需要传播振动的介质，故A错误，B正确．
C．质点的振动频率等于波源的振动频率，可知参与振动的质点的振动频率是由波源决定的，与介质的性质无关，故C正确．
D．波在介质中的传播速度由介质的性质决定，与波源的振动快慢无关，故D错误．
故选BC．
14．AC
【详解】
A、机械波中各个质点开始振动的方向都与波源相同；根据振动图象，质点O在t＝0的振动方向沿y轴正方向，故介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向；故A正确；
B、当O质点第一次达到正向最大位移时，P质点刚开始振动，说明OP距离是λ，故B错误；
C、OP距离是λ，说明波长λ＝4m，由振动图象T＝4s，则波速v1.0m/s，故C正确；
D、在一个周期内，质点O通过的路程为：S＝4A＝20cm＝0.2m，故D错误；
15．AC
【详解】
A、水面波是由机械振动引起的，在介质(水)中传播的一种波，是一种机械波，A正确；
B、由第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为18s，可得知振动的周期T为：，频率为：f=1/T=0.5Hz，B错误；
C、由公式，有，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”，但振动的能量和振动形式却会不断的向外传播，D错误．
16． 20 波峰 x轴负方向
【详解】
由题图可知这列波的波长为λ=4m，则这列波的传播速度为
a、b两点平衡位置间距为半个波长，则当b点正好处在波谷位置时，a点应在波峰位置。
因为
所以图中时刻b点应向y轴负方向运动，根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知该波的传播方向是沿x轴负方向。
17． -y方向 10
【详解】
质点A此时在最高点，则加速度方向指向平衡位置，即-y方向；
经0.3s质点A第一次经过平衡位置向上运动，则T=0.4s，则该波波速
18． 错误 正确 错误 错误
【详解】
（1）波的图象描述的是在波的传播方向上的介质中的各质点在某一时刻离开平衡位置的位移。
（2）机械波在传播过程中，质点的振动周期等于波源的振动周期，各质点振动的起振方向都和波源的振动方向相同。
（3） 机械波在一个周期内传播的距离是一个波长，其大小与振幅没有关系。
（4）波速表示振动这种形式在介质中传播的快慢。
19．
【详解】
b点从此刻起经过0.5s第3次到达平衡位置，所以
解得：
T=0.4s
所以
a、b间的水平距离为2m,结合图像可知：
，
根据速度公式可知：
20．v=2m/s；λ=0.8 m
【详解】
由图象可知，周期T=0.4s，由于波长大于0.6m；波从A到B的传播时间Δt=0.3s
则波速
代入数据得
v=2m/s
则波长
λ=vT
代入数据得
λ=0.8m
21．（1）质点甲：y=2sin（5πt+）cm，质点乙：y=2sin5πtcm；（2）m/s（n=0，1，2，…）
【详解】
（1）由图像可得，两质点的振幅均为
A=2cm
周期为
T=0.4s
则
=5πrad/s
由此可知质点乙的振动方程为
y=2sin5πt cm
质点甲与质点乙的相位差为
则质点甲的振动方程为
y=2sin（5πt+）cm
（2）如果波由质点甲向质点乙传播，则
=3m（n=0，1，2，…）
则波长为
（n=0，1，2，…）
波速为
解得
m/s（n=0，1，2，…）
22．①0.40m/s；②7cm
【详解】
①由图像可知，该波的波长λ=16cm=0.16m
Δt=nT+T（n=0，1，2，…）
可得
T=>0.20s
即
>0.20s
解得
n=0
T=0.40s
波速
v==m/s=0.40m/s
②因为
Δt1=0.70s=T+T
即从t=0时刻开始到t=0.70s时刻，x=0.08m的质点振动了T+T，则可知t=0.70s内，该质点运动得路程为
s=4A+3A=7cm
23．（1）见解析；（2）0.22m
【详解】
（1）由图甲读出该列波波长
根据
得该列波的传播周期为
由
可求出波从处质点传到Q的时间
且Q点的起振方向沿y轴负方向向下，故可画出Q点的振动图象如图所示
（2）从t=0到Q点第二次到达波谷所需时间
（或由Q点的振动图象得Q点在t=2.2s时第二次到达波谷）
在这2.2s内P质点经历
个周期，因而通过的路程为
s==0.22m
答案第1页，共2页