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．下列关于波的说法正确的是
A．波的频率由介质决定
B．波的速度由波源决定
C．任何波都可以在真空中传播
D．波传递的是振动的形式，还可以传递信息和能量
2．某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．此时刻质点P向上运动
B．手的起振方向向上
C．手振动的频率逐渐增大
D．波的传播速度不变
3．下面关于小明在乡村的生活体验场景，说法正确的是（　　）
A．“啾啾”的鸟鸣声不是振动产生的
B．“嘎嘎”叫的鸭子的声音一定是噪声
C．老者垂钓时大声唱歌不会影响鱼儿上钩，因为水传声速度很小
D．离山泉水越远，听到的“哗哗”声响度越小
4．已知一列在弹性绳上传播的简谐横波在某一时刻的波形（　　）
A．绳上某一点的振动周期可能不等于该波的周期
B．波在传播过程中，绳上的各质点将以波的传播速度沿着传播方向运动
C．只要绳上任一点的振动速度已知，就可确定波的传播方向
D．只要波的传播方向已知，就可确定此时绳上任一点(速度不为零的点)的速度方向
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．取一根较长的轻质软绳，用手握住一端O，在竖直平面内连续上下抖动，形成如图所示的简谐波，手抖动的周期为T，t=0时，O位于最高点，P恰好在平衡位置且向上振动，O、P的平衡位置间距为L，下列判断正确的是（　　）
A．该波是纵波
B．该波的波速为
C．t=T时，P的振动方向竖直向下
D．若手上下抖动加快，该简谐波的波长将变大
7．关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　）
A．如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止
B．发声体在振动时，一定会产生声波
C．波动的过程是介质质点由近及远的迁移过程
D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程
8．如图所示，某个手机充电时打入电话，手机开始振动，频率f1，发现在插座附近的充电线A位置也在振动，频率f2。则f1和f2的大小关系以及你判断的依据最合理的是（　　）
A． f1＞f2，机械波的传播规律 B． f1= f2，机械波的传播规律
C． f1＞f2，简谐振动的规律 D． f1= f2，简谐振动的规律
9．如图所示，1、2、3、4……是一个水平放置松弛状态下的弹簧（可认为是均匀介质）上一系列等间距的质点。某时刻，质点在外力作用下从平衡位置开始沿左右方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点离开平衡位置依次左右振动，形成一列简谐纵波。已知质点1开始振动的方向是向左，经过二分之一周期，质点9开始运动，则针对此时刻，下列说法正确的是（　　）
A．质点3向右运动 B．质点5所受回复力为零
C．质点6的加速度向左 D．质点9的振幅为零
10．图为一列简谐波在时刻的波形图，此时质点Q正处于加速运动过程中，且质点N在时第一次到达波峰。则下列判断正确的是（　　）
A．此时质点P也处于加速运动过程
B．该波沿x轴负方向传播
C．从时刻起，质点P比质点Q晚回到平衡位置
D．在时刻，质点N的振动速度大小为1m/s
11．以质点P为波源的机械波在绳上传到质点时的波形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．绳波传播不需要介质 B．P点的起振方向朝上
C．绳中质点带动右侧相邻的质点振动 D．当P点停止振动时，绳波立即消失
12．在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正、负方向传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5cm/s，下列说法正确的是（ ）
A．波的频率与波源的频率无关 B．此时P、Q两质点振动方向相同
C．再经过0.5s，波恰好传到坐标为(－5cm,0)的位置 D．该波为横波，频率为3Hz
13．“蜻蜓点水”是常见的自然现象，蜻蜓点水后在水面上会激起波纹．某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得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波纹，其形状如图所示．由图分析可知
A．蜻蜓第一次点水处为点
B．蜻蜓第一次点水处为点
C．蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度
D．蜻蜓飞行的速度小于水波传播的速度
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
15．下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是 （填入选项前的字母，有填错的不得分）
A．弹簧振子的周期与振幅有关
B．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
C．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
D．单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率
二、填空题
16．取一条较长的软绳，用手握住一端（O点）连续上下抖动，在绳上形成一列简谐横波。已知O点完成一次全振动所用的时间为T，某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两点均处于平衡位置，则a、b两点振动方向_________（填“相同”“相反”或“无法确定”），再经________时间（填写一个周期内的时间），b质点将运动到波峰位置。
17．如图所示，质点O从t=0时刻开始作简谐振动，振动频率为10Hz．图中Ox代表一弹性绳，OA= 7m，AB=BC=5m．已知形成的绳波在绳上的传播速度为10m/s，则在第2s内A比B多振动___________次，B比C多振动___________次．
18．如图，轻绳的一端固定在地面的O点，手持绳子的另一端点A以周期T=2s在水平方向上做简谐运动，从而带动绳上其他质点振动形成一列沿Y轴负方向传播的波，此列机械波是____（选填“横波”或“纵波”），沿Y轴方向传播的速度为_________m/s．
三、综合题
19．2011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？
20．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。
21．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。
22．在一个无限大的薄平面弹性介质中建立如图所示的轴，现使点垂直介质平面（沿轴方向）做简谐运动，于是沿轴形成简谐波，轴上质点的平衡位置为，从点开始振动计时，经过振动传播到质点时的波形如图所示，求：
（1）点振动后传播到质点的时间；
（2）质点开始振动时，点已通过的路程；
（3）画出质点从开始计时的振动图象．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
波的频率由振源决定，与介质无关，选项A错误；波的速度由介质决定，与振源无关，选项B错误；机械波不可以在真空中传播，选项C错误；波传递的是振动的形式，还可以传递信息和能量，选项D正确；故选D.
2．D
【详解】
A．波向右传播，则此时刻质点P向下运动，故A错误；
B．此时刻，刚开始运动的质点向下运动，则波源的起振方向向下，故B错误；
CD．由图可知，波长逐渐增大，而波速由介质决定是不变的，根据
则周期逐渐增大，则频率逐渐减小，故C错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．“啾啾”的鸟鸣声是振动产生的，因为声音是由物体的振动产生的，所以A错误；
B．“嘎嘎”叫的鸭子的声音不能视为噪声，所以B错误；
C．老者垂钓时大声唱歌会影响鱼儿上钩，因为水传声速度不小，声音的传播速度在固体、液体、气体中是逐渐变小的，所以C错误；
D．离山泉水越远，听到的“哗哗”声响度越小，因为离发声体越远，响度越小，所以D正确；
故选D。
4．D
【详解】
A．波已形成时，当质点完成一个全振动，则波向前传播一个周期，所以绳上某一点的振动周期等于该波的周期，故A错误；
B．波在传播过程中，绳上的各质点将在平衡位置来回简谐运动，并不随着波迁移，故B错误；
C．只要绳上一点（速度不为零的点）的振动速度方向已知，根据上下坡法，则可确定波的传播方向，但速度为零时（质点处于波峰或波谷），不能确定振动方向，故C错误；
D．只要波的传播方向已知，根据上下坡法，就可确定此时绳上任一点（速度不为零的点）振动的速度方向，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．有机械振动还必须有传播机械波的介质才能形成机械波，故A错误；
B．当质点的振动方向和波的传播方向垂直时是横波，可能向任何方向传播，故B错误；
C．波的传播过程一定有能量传递，故C正确；
D．质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．该波振动方向与波的传播方向垂直，则该波是横波，A错误；
B．因OP=L=，该波的波速为
B错误；
C．t=T时，质点P由最高点向平衡位置振动，则P的振动方向竖直向下，C正确；
D．若手上下抖动加快，则频率变大，周期减小，波速不变，则根据可知，该简谐波的波长将变小，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．由于机械波依据介质传播，如果振源停止振动，已经振动的质点，由于惯性还要振动一会儿，所以形成的波不会立即停止，故A错误；
B．机械波是机械振动在介质中传播的过程，有机械振动不一定有机械波，还必须有传播振动的介质，故B错误；
CD．波在介质中传播，不是介质质点由近及远的传播过程，而是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程，故C错误，D正确。
8．B
【详解】
手机是振源，振动沿着充电线向外传播形成机械波，机械波的频率等于振源的频率，B正确，ACD错误。
故选B。
9．A
【详解】
A.经过时，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在从波谷向平衡位置的运动过程中(向右运动)，故A正确；
B.经过时，质点5从平衡位置运动到波谷，根据
可知加速度方向向右，质点5所受回复力向右，故B错误；
C.经过时，质点6振动了，根据
可知，质点6的加速度方向向右，故C错误；
D.在波传播过程中，后一个质点重复前一个质点的振动，可知每一个质点开始振动的时候都和波源起振的情况相同，其振幅一样大，所以质点9的振幅不为零，故D错误。
故选A。
10．C
【详解】
B．由于Q点正在加速，说明Q点正向平衡位置运动，该波沿x轴正方向传播，B错误；
A．由于波沿x轴正方向传播，P点正在远离平衡位置，因此P点处于减速运动过程，A错误；
C．从时刻起，由于Q点正向平衡位置运动，而P点正向最大位移处运动，因此，质点P比质点Q晚回到平衡位置，C正确；
D．在时刻，N点处于负的最大位移处，因此速度为零，D错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．绳波是机械波,机械波的传播需要满足条件：①振源振动；②介质，所以这列波的传播需要介质，故A错误；
B．Q点的起振方向朝上，P点的起振方向也朝上，故B正确；
C．由于波向左传播，绳中质点带动左侧相邻的质点振动，故C错误；
D．由于机械波依据介质传播，如果振源停止振动，在介质中传播的振动不会立即停止。故D错误。
故选B。
12．B
【详解】
A、波的频率由波源的振动频率决定,所以波的频率与波源的频率相同.故A错误；
B、根据对称性可以知道,此时、，两点运动方向相同.故B选项正确；
C、由图知波长,周期为,经过时间,波传到N点时间为T,波传到N点时,N点向上运动,则经过0.5s质点N刚好在波峰,其坐标为，故C错误.
D、该波的频率为,能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz，故D错误.
13．CD
【详解】
A B．在同一时刻观察时，越先激起的波纹扩散开来的半径越大，因C的半径大于A的半径，说明蜻蜓第一次点水处为C点，故A错误，C正确；
C D．蜻蜓从C点飞到B点时间内，C水波纹扩散开来的速度大于CB距离，说明蜻蜓飞行的速度小于水波传播的速度，故C错误，D正确．
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．BD
【详解】
A．弹簧振子的周期与振幅无关，这种性质叫等时性，A错误；
B．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定， B正确；
C．在波传播方向上的某个质点做简谐运动，速度是周期性变化的，而在同一均匀介质传播的波，传播过程中速度不变， C错误；
D．波在一个周期内传播的距离等于一个波长，即传播一个完全波，则单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率，D正确。
故选BD。
16． 相反
【详解】
根据波的传播规律，利用带动法，可知，a点在向下运动，b点在向上运动，a、b两点振动方向相反；
由图可知b点在向上运动，再经，b质点将运动到波峰位置。
17． 2 5
【详解】
波长，周期T=1/f=0.1s，振动传播到A点用时间0.7s，第2s内A完成10次全振动；波传播到B用时1.2s，第2 s内完成8次全振动；波传播到C 用时间1.7s，第2s内完成3次全振动．所以第2s内A比B多振动 2次，B比C多振动 5次．
18． 横波， 0.5；
【详解】
波的振动方向与传播方向垂直，可知此列机械波是横波，沿Y轴方向传播的速度为．
19．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。
20．①；②
【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
21．(1)0.1s；(2)xPQ=(n＋）λ（n=0，1，2，…）
【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，…）
22．（1）2.5s；（2）80cm；（3）图象如图所示：
【详解】
（1）由图可知，波长，
波速
振动传播到质点经历的时间为
（2）质点N开始振动时，O点已通过的路程为
（3）图象如图所示：
答案第1页，共2页