3.2机械波的描述 综合训练 （word版含答案）

3.2机械波的描述
一、选择题（共15题）
1．一列声波由空气传到水中（　　）
A．频率不变，波长变小 B．频率不变，波长变大
C．频率变小，波长变长 D．频率变大，波长变大
2．一束单色光从空气射入玻璃中，则光的
A．频率不变，波长变长 B．频率变大，波长不变
C．频率不变，波长变短 D．频率变小，波长不变
3．表中给出30℃时，声波在不同介质中的传播速度．显然当声波由空气进入纯水中时，波速增大，则下列说法中正确的是（　　）
介质 空气 纯水 盐水 橡胶 软木 铜 铁
波速/（m/s） 332 1490 1531 30~50 480 3800 4900
A．频率增大，波长不变 B．频率不变，波长增大
C．频率和波长都不变 D．频率和波长都变大
4．一列沿直线传播的简谐横波，其传播速度为，波源的振动图像如图所示，则这列波的波长和频率分别为（ ）
A．， B．， C．， D．，
5．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
6．一根绳子的右端固定在墙壁上，其左端的P点沿竖直方向振动产生一列横波。P点振动的周期为T，横波的波长为λ，当波刚刚传播到Q点时的波形如图所示，则（ ）
A．P点起振方向向下
B．此刻P点向下运动
C．P、Q两点间距离等于
D．波从P点传到Q点经历
7．振源S上下振动，频率为10Hz，产生了一列水平向右传播的横波，波速为20m/s。沿波传播方向上依次有a、b两个质点，它们之间的水平距离为5.5m，当a、b两质点都振动起来后质点a具有向上的最大速度时，质点b应具有（ ）
A．向上的最大速度 B．向上的最大加速度
C．向下的最大速度 D．向下的最大加速度
8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示。已知波速为0.4m/s，且波刚传到c点。下列选项中说法错误的是（　　）
A．波源的振动周期为0.2s
B．t=0时，质点d沿y轴正方向运动
C．t=0时，质点a的加速度比质点b的加速度小
D．质点a比质点b先回到平衡位置
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
10．一列简谐横波沿轴负方向传播，周期为，时的部分波形如图所示。下列说法不正确的是
A．该波的传播速度为
B．时，平衡位置在处的质元的振幅为
C．时，平衡位置在处的质元向轴正向运动
D．时，平衡位置在处的质元加速度向上最大
11．一列简谐横波沿x轴正向传播，振幅为4cm，周期为T＝6s．已知在t＝0时刻，质点a坐标为(5cm，－2cm)，沿y轴正向运动，质点b坐标为(15cm，2cm)，沿y轴负向运动，如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．a、b两质点可以同时在波峰
B．该列简谐横波波长可能为10cm
C．在t＝0.5s时刻质点a的位移为0
D．当质点b在波谷时，质点a不一定在波峰
12．如图甲所示，时，一小船停在海面上的点，一块浮木漂在纵坐标的点，其后小船的振动图像如图乙所示，可知（　　）
A．水波的振动向轴负方向传播
B．水波波速为
C．末，小船运动到点
D．末，浮木向下运动
13．图甲中的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由计算机处理，从而形成B超图像。图乙为血管探头沿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Hz，下列说法正确的是________。
A．血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为m/s
B．质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C．s时质点N恰好处于波谷
D．0~s内质点M的路程为mm
14．如图所示，a、b、c、d是均匀媒介中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=3s时刻波恰好传到质点d处
B．在t=5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上运动
C．质点b开始振动后，其振动周期为4s
D．该机械波遇到尺寸6m的障碍物能发生明显衍射
15．体育课上甲同学一脚把足球踢到了足球场旁边的池塘中间。乙提出用石头激起水波让水浪把足球推到池边，他抛出一石块到水池中激起了一列水波，可是结果足球并没有被推到池边。大家一筹莫展，恰好物理老师来了，大家进行了关于波的讨论。物理老师把两片小树叶放在水面上，大家观察发现两片小树叶在做上下振动，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶在1min内都上下振动了36次，两树叶之间有2个波峰，他们测出两树叶间水面距离是4m。则下列说法正确的是（ ）
A．该列水波的频率是36Hz B．该列水波的波长是1.6m
C．该列水波的波速是0.96m/s D．两片树叶的位移始终等大反向
二、填空题
16．如图，平静的湖面上漂浮着两个小球A、B，湖面O点处有一波源在t＝0时开始上下振动。已知该波源的振动频率为2Hz，水波的传播速度约为0.5m/s，O、A、B在同一直线上。则距离波源3m处的小球A大约经过______s开始振动；距离波源4m处的小球B与小球A间最多能出现_____个波峰。
17．沿轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻（）的波形图如图所示，其波速。从图示时刻起，质点比质点________（选填“先”或“后”）到达平衡位置；该波的周期________。
18．如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴正方向与负方向传播的机械波。若该机械波在介质Ⅰ和Ⅱ中的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则f1：f2=______；v1：v2=______。
19．一列简谐横波沿 x 轴正向传播，某时刻的波形图如图所示．已知 A 点相继出现两个波峰的时间间隔为 0.2 s，该波的波速为______m/s；如果从图示时刻开始计时，在t＝0.1 s 时，x＝0.5 m 处的质点的振动方向沿______方向； x＝2 m 的质点经过______第一次到达波谷．
三、综合题
20．O、P是两简谐波的波源，其坐标值分别为xO=0、xP=11.5m，激发的两列横波甲、乙沿x轴相向传播，t=0时的波形如图所示，此时P质点尚未开始振动。t1=0.6s时，甲、乙两列横波分别传到8.0m和9.5m处，且P恰好振动了一个周期。已知两列波的波速相同且波幅均为20cm，求：
（1）P质点开始振动的时刻；
（2）O、P间质点最早出现位移为-40cm的时刻。
21．湖面上停着A、B两条小船，它们相距20m，一列水波正在湖面上沿AB连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动20次。当A船位于波峰时，B船在波谷，两船之间还有一个波峰。求水波的波速。
22．如图是一个向右传播的t=0时刻的横波波形图，已知波从0点传到D点用0.2s。
(1)该波的波速，频率多少？
(2)t=0时，图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中，向y轴正方向运动的速度最大的质点是？
23．平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向水平传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求：
(1)该波的波长；
(2)P、Q间的距离。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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
知声波的波长变大，故B正确。
故选B。
2．C
【详解】
试题分析：当单色光由空气射向玻璃时，光速减小，频率不变，根据可知波长减小，C选项正确．
3．B
【详解】
波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入纯水中时，频率f不变，波速v增大，则由公式知波长增大，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．B
【详解】
由振动图象可以读出波的周期为，则，由波速公式得：波长，B正确．故选B．
5．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。
6．A
【详解】
A．由题知此时波刚刚传到Q点，由“上坡下振、下坡上振”可知此时Q点向下振动，即Q点的起振方向向下，由于每一个质点的起振方向都相同，则P点的起振方向向下，A正确；
B．由“上坡下振、下坡上振”可知此时P点向上振动，B错误；
C．由题图可知，P、Q两点间距离等于3λ + λ，C错误；
D．根据
t = ，v =
有
t = 3.5T
D错误。
故选A。
7．D
【详解】
由题设得：波长
又因为a、b两个质点相距5.5m，则平衡位置相距个波长，当a质点具有向上的最大速度时，即a质点处于平衡位置处，则此时b质点在最大位移处，有向下的最大加速度，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．D
【详解】
A．由题图可知，波长
而波速
则周期
故A正确，不符合题意；
B．因为波沿x轴正方向传播，根据“上下坡法”，可知d处于“下坡路”，故t=0时刻质点d沿y轴正方向运动，故B正确，不符合题意；
C．t=0时，质点a的位移小于质点b的位移，根据简谐振动的特点，质点a的加速度比质点b的加速度小，故C正确，不符合题意；
D．在t=0时刻，质点a的振动方向沿y轴负方向向波谷运动，而质点b的振动方向沿y轴负方向向平衡位置运动，故质点a比质点b后回到平衡位置，故D错误，符合题意。
故选D。
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．C
【详解】
A．根据图像可知，波长为，所以波速为：
故A正确；
B．根据图像可知，所有质元的振幅都相同，都等于，故B正确；
C．根据同侧法可知，时刻平衡位置在处的质元向轴正向运动，而，所以0时刻该质元位于平衡位置且向轴负向运动，故C错误；
D．因为
所以处的质元的振动状态和处的质元的状态相同，所以质元在0时刻位于波谷，具有向上的最大加速度，故D正确；本题选错误的。
故选：C。
11．C
【详解】
AD．质点、振动刚好相反，故两质点振动总是相反，那么两质点一在波峰，另一质点必在波谷，故A、D错误；
B．根据两质点振动总是相反可得两质点平衡位置间的距离
，0，1，2，…
故波长
，0，1，2，…
那么波长不可能为10cm
故B错误；
C．根据质点的振动和周期可得质点的振动方程为
当时，则有
即当时刻质点的位移为0，故C正确；
故选C。
12．D
【详解】
A．由题图乙可知，t=0时刻小船沿y轴正方向起振，则此时小船应位于波传播方向波形的下坡上，所以水波的振动向x轴正方向传播，故A错误；
B．由题图甲、乙可知波的波长和周期分别为λ=4m、T=1.2s，所以水波波速为
故B错误；
C．小船只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向移动，故C错误；
D．t=0时刻浮木正位于波传播方向的上坡上，所以此时浮木沿y轴负方向运动，
因为
且t=0时刻浮木位于平衡位置上方，所以1.5s末，浮木向下运动，故D正确。
故选D。
13．AC
【详解】
A．计算波速：
A正确；
B．波沿轴正方向传播，根据同侧法可知质点M此时的振动方向沿轴负方向，B错误；
C．从图像中可知MN之间的距离：
波传至N点所需时间：
质点N振动了：
N点起振方向向下，经过四分之一周期，处于波谷位置，C正确；
D．经过，质点M振动了：
经过的路程为：
D错误。
故选AC。
14．BCD
【详解】
（1）ad间距离为=12m，波在同一介质中以匀速传播，则波从a传播到d的时间为=6s，故A错误；
（2）该播传播的周期为T，则=3s，T=4s．波从a传到c所用的时间，则在t=5s时刻，质点c已经振动了2s，而c的起振方向和a的起振方向相同，即竖直向下，则在t=5s的时刻，质点c恰好经过平衡位置向上振动，故B正确；
（3）组成波的所有质点，振动周期相同，均为4s，故C正确；
（4）根据波长和周期的关系得波长=8m，大于障碍物的尺寸，故能发生明显的衍射现象，D正确；故本题选BCD．
15．BCD
【详解】
A．两树叶在1min内都上下振动了36次，则树叶振动的周期
T = s = s
树叶振动的频率
f = = 0.6Hz
则水波的频率为0.6Hz，故A错误；
B．两树叶之间有2个波峰，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶间水面距离是4m，所以λ = 4m，解得该列水波的波长为λ = 1.6m，故B正确；
C．据v = λf可得，水波的波速
v = 1.6 × 0.6m/s = 0.96m/s
故C正确；
D．一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两者平衡位置间的距离是半波长的奇数倍，两片树叶的位移始终等大反向，故D正确。
故选BCD。
16． 6 4
【详解】
水波传到A处的时间
因波长
则距离波源4m处的小球B与小球A间相距为1m，则最多能出现4个波峰。
17． 先 0.1
【详解】
[1]由同侧法可知，图示时刻质点b将沿-y方向运动，其第一次回到平衡位置所需的时间大于，而图示时刻质点a第一次回到平衡位置所需的时间为，可见质点a比质点b先到达平衡位置。
[2]由图知波长为4m，则波的周期为
18． 1:1 1:2
【详解】
该机械波是同一个波源产生的，故频率相同，即
由图可知
由
可得
19． 2； y轴负方向 0.9
【详解】
A 点相继出现两个波峰的时间间隔为 0.2 s，可知周期为T=0.2s；由图中读出波长λ=0.4m，则波速；t=0时刻x＝0.5 m 处的质点在平衡位置向上振动，则在t＝0.1 s=T 时，x＝0.5 m 处的质点的振动方向沿y轴负方向；当x＝2 m 的质点处于波谷位置时，t=0时刻处在x=0.2m处的质点的振动状态传到x=2m的位置，则需要时间为
20．（1）0.4s；（2）见解析
考查波的振动。
【详解】
（1）两列波的波速相同，波速为
由图像得甲波的波长m，
，
P质点开始振动的时刻为
t1-T2=0.4s
（2）①若P质点开始沿+y方向振动，t1=0.6s时，位于波谷的两质点x甲=7m和x乙=11m的坐标之差x=4m，位移出现-40m的时刻为
②若P质点开始沿-y方向振动，t1=0.6s时，位于波谷的两质点x甲′=7m和x乙′=10m坐标之差△x′=3m，位移出现-40m的时刻为
21．
【详解】
根据题意则有
解得
船每分钟上下浮动20次，说明水波的频率
则水波的波速
22．(1)10m/s；2.5Hz(2)D点
【详解】
(1)已知波从O点传到D点用0.2s，则波速为
由
得
(2)t=0时，图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中，向y轴正方向运动的速率最大的质点有D。
23．(1)；(2)
【详解】
(1)由题意得下图所示
由此可知，P、O两点间的距离与波长之间满足
由此解得
(2)由题意可得波速为
在的时间内，波传播的路程为
由上图可得
解得
答案第1页，共2页