3.1.机械波的产生和传播 同步练习（word版含答案）

3.1.机械波的产生和传播
一、选择题（共16题）
1．用握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均于波峰位置。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两质点之间的距离为半个波长
B．a、b两质点振动开始时刻相差半个周期
C．质点b完成的全振动次数比质点a多一次
D．质点b完成的全振动次数比质点a少一次
2．在日本近海某次地震引发的海啸，造成了重大的人员伤亡。海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪。下列说法中正确的是（　　）
A．波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止
B．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波
C．地震波和海啸都只有纵波
D．地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强
3．振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t = 0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是（ ）
A． B．
C． D．
4．下列关于纵波的说法中，正确的是( )
A．在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向
B．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上
C．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
D．纵波也有波峰和波谷
5．关于机械波中的横波和纵波，下列说法正确的是（　　）
A．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
B．对于横波，质点的振动方向与波的传播方向有时会相同
C．形成纵波的质点随波一起迁移
D．空气介质只能传播横波
6．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
7．如图所示，为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到B点的波形，由图可判断出A点刚开始的振动方向是(　 　)
A．向下 B．向上
C．向左 D．向右
8．下列属于物理理想模型的是（　　）
A．电场 B．机械波 C．点电荷 D．元电荷
9．振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为x轴的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下列四个图形中能表示P点振动图像的是（　　）
A． B．
C． D．
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．下面关于横波、纵波的说法中正确的是　（　　）
A．同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B．由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，故横波、纵波不可能沿同一方向传播
C．横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D．只要存在介质，不管是固体、液体或气体，均可传播横波和纵波
12．下列关于波的现象的说法中正确的是 （　　）
A．只要有机械波产生，一定可以找到产生机械波的波源
B．把小石块扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水波将促使水面上的漂浮物向远方运动
C．某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源
D．横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵波不可能沿同一方向传播
13．下列现象中我们能观察到的是（　　）
A．在真空中，单凭耳朵就能听到歌唱家美妙的声音
B．只要有机械波发出，一定能找到产生机械波的波源
C．某空间找不到机械波，在这一空间一定找不到波源
D．“一石激起千层浪”，把小石子扔进平静的湖面，能激起无穷无尽的连续水波
14．一列简谐波沿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
15．如图甲所示，波源S从平衡位置开始上、下振动，沿y轴方向，向上为y轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过0.1 s后，沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动。若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．波源S最初是向下振动的 B．t=0.2 s时P点向上振动
C．0~0.1 s时间内P点运动的路程为2 m D．t=0.6 s时P点处于波峰
16．在如图所示的轴上有M、N两质点，两点之间的距离为x=12m，已知空间的简谐横波由M向N传播，某时刻两质点的振动图像如图所示，已知该简谐横波的波长介于8m和10m之间。下列正确的是（　　）
A．该简谐横波的传播周期为0.8s
B．该简谐波的波长可能为48m
C．该简谐波的波长一定等于9.6m
D．该简谐横波的传播速度大小为12m/s
E．0~1.2s的时间内质点M点的路程为120cm
二、填空题
17．一列向右传播的简谐横波，当波传到x＝1.0m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，t＝0.9s时，观察到质点P第三次到达波峰位置，P点振动的周期为_________ s；t＝1.6s时，x＝2.25m处的质点Q的位移为_________ cm。
18．波源S产生的机械波沿x轴正方向传播2L距离后，首次出现图示的波形。若位于波峰的质点a的振动周期为T，则该机械波的波速为_________________，质点a已经振动的时间为_________________。
19．把绳的一端固定在墙上，用手握住另一端连续地上下振动，在绳上形成由近及远传播的波，可以看到套在绳上的光滑小圆环___________随波前进。可见，波传递的是___________形式和能量。
综合题
20．一列简谐横波沿x轴负方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分位于xp=2m、xQ=4m处．当t=17s时质点Q恰好第5次到达波峰．
(i)求该简谐波的传播速度大小;
(ii)求质点P振动时位移随时间变化的表达式．
21．如图所示，某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子H和水平弹簧振子P组成.在一次地震中，震源刚好处于地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，问：
（1）H与P哪个先开始振动.
（2）震源距地震仪约为几km
22．图示为沿x轴传播的简谐横波在t=1s时的波形图，P、Q是波传播介质中的两个质点，已知Q点振动比P点振动滞后0.2s。
(1)确定波的传播方向，并求出波的传播速度v；
(2)写出质点Q的振动方程。
23．细绳的一端在外力作用下从时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波，在细绳上选取15个点，图为时刻各点所处的位置，图为时刻的波形图（T为波的周期）.请在图中画出时刻的波形图________
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．由图可知，a、b两点之间的距离为一个波长，故A错误；
B．根据简谐横波传播过程中，振动在一个周期内传播一个波长的距离，可知a、b两点振动开始时刻相差一个周期，故B错误；
CD．简谐横波向右传播，b比a远一个周期，故b点完成全振动次数比a点少一次，故C错误，D正确。
故选D。
2．B
【详解】
AB．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波，当波源停止振动时，海啸和地震波的传播都不会立即停止，A错误B正确；
C．地震波既有横波，也有纵波，C错误；
D．地震波和海啸具有能量，随着传播将越来越弱，D错误。
故选B。
3．B
【详解】
由振动实物图可知此时P点开始振动，方向为向下，B对。
故选B。
4．B
【详解】
ABC．纵波中质点的振动方向与波的传播方向虽然在一条直线上，但质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反．故选项B正确，AC错误．
D．纵波没有波峰和波谷，只有密部和疏部，故D错误；
故选B．
点睛：本题考查纵波的性质，要注意明确纵波是指波的传播方向与振动方向相同的波，它分为密度和疏部，同时质点在其平衡位置附近振动，并不随波迁移．
5．A
【详解】
A．波的传播方向和质点的振动方向在一条直线上的为纵波，有时相同，有时相反，A项正确；
B．波的传播方向和质点的振动方向垂直的为横波，B项错误；
C．质点不会随着的波的传播而发生迁移，C项错误；
D．空气介质只能传播纵波，D项错误。
故选A。
6．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。
7．B
【详解】
AB．图示时刻B振动方向向上，则A点刚开始的振动方向向上．故B正确，A错误．
CD．绳子上向右传播的横波，质点的振动方向与传播方向垂直，不可能沿水平方向．故CD均错误．
8．C
【详解】
A．电场是客观存在的物质，不是理想物理模型，故A错误；
B．现实生活中，机械波是真实存在的，所以不是理想物理模型，故B错误；
C．点电荷是忽略了带电体的大小和形状，抽象成的带电的点，是理想物理模型，故C正确；
D．元电荷是最小的电量的单位，不是理想物理模型，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
由波形得知，波向右传播时，开始计时，P点在平衡位置且振动方向向下。
A.图中t=0时刻，质点的振动方向在平衡位置且振动方向向下，与波动情况一致,故A正确；
B.图中t=0时刻，质点在正向最大位移处，与波动情况不一致，故B错误；
C.图中t=0时刻，质点在在平衡位置且振动方向向上，与波动情况不一致，故C错误；
D.图中t=0时刻，质点在负向最大位移处，与波动情况不一致，故D错误。
故选A。
10．D
【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．A
【详解】
A．同一波源产生的机械波中可同时具有横波和纵波，如地震波，A正确。
B．虽然横波与纵波的振动方向与波传播方向的关系不同，但并不妨碍两者沿同一方向传播，B错误。
C．在同一介质中，横波和纵波的传播速度一般不同，如地震波中纵波比横波传播得快，C错误。
D．机械波中横波可以在固体内传播，不可以在液体和气体中传播，纵波可在固体、液体和气体中传播，D错误。
故选A。
12．A
【详解】
A．有机械波存在就一定具备了两个必要条件:波源和介质，所以A项正确；
C．若只有波源而无介质，也不能产生机械波，所以C项错误；
B．丢石块可以使漂浮物远去，但这不是激起的水波所产生的效果，如果仅靠水波，漂浮物只可能在原平衡位置附近做上下振动，丢石块最好击中漂浮物或与漂浮物相隔很近，靠石块对漂浮物的水平冲击力使漂浮物远去，故B项错误；
D．横波和纵波的质点振动方向不同，但可沿同一方向传播，所以D项错误。
故选A。
13．B
【详解】
A．机械波的产生应满足两个条件，一是波源，二是介质，二者缺一不可，所以A错误；
BC．有波源未必有波动，但有波动一定有波源，所以B正确；C错误；
D．波可以传递能量，水波在传递能量的过程有损失，故水波要消失，所以D错误；
故选B。
14．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。
15．AB
【详解】
A．由P质点的振动图像知P质点的起振方向向下，则波源开始振动的方向也向下，A正确；
B．根据图乙所示，t=0.2 s时P点向上振动，B正确；
C．根据图乙，振动的周期为0.4s，0~0.1 s时间内P点运动的路程为一个振幅，振幅未知，不一定是2m，C错误；
D．根据图乙，振动的周期为0.4s，t=0.6 s时P点处于平衡位置，D错误。
故选AB。
16．ACD
【详解】
A．由振动图像可知这列波的周期为T=0.8s，A正确；
BCD．由于简谐波由M向N传播，则有
，（n=0、1、2、3…）
又因为8m<λ<10m，所以n=1时，λ=9.6m，则波速由
可得
v=12m/s
B错误，CD正确；
E．一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍，1.2s为1.5个周期，则M点通过的路程为振幅的6倍，即60cm，E错误。
故选ACD。
17． 0.4 -5
【详解】
简谐横波向右传播，由波形平移法知，各点的起振方向为竖直向上，t=0.9s时，P点第三次到达波峰，即有
解得：
T=0.4s
波速：
波传到x＝2.25m处的质点Q需要的时间：
t＝1.6s时质点Q已经振动了，则质点Q此时正在波谷位置，其位移为-5cm.
18． T
【详解】
由图可知，该波的波长为
波的周期为T，则波速
由波形图可知，波传到某点时起振方向向上，可知质点a已经振动的时间为T。
19． 没有（不） 振动（运动）
【详解】
质点只振动，不会随着机械波移动。把绳的一端固定在墙上，用手握住另一端连续地上下振动，在绳上形成由近及远传播的波，可以看到套在绳上的光滑小圆环没有（不）随波前进；
波传递是振动（运动）形式和能量；
20．( i ) 1m/s；( ii)y=
【详解】
( i )设简谐横波波速为v，波长为λ，周期为T，由图象可知，
λ =4m①
根据题意可知
②
且波速，联立①②解得v= 1m/s
( ii)由( i )得，T=4s，故质点P振动时的位移
=
21．（1）H（2）36km
【详解】
（1）纵波的速度快，纵波先到，所以H先开始振动；
（2）根据
解得
x=36km．
22．(1)正向传播，30m/s；(2)
【详解】
(1)由“Q点振动比P点振动滞后”可知，该列波沿x轴正方向传播，由图可知，P、Q之间的距离
Q点振动比P点振动滞后0.2s，所以
由图可知
所以
(2)设质点Q的振动方程为
由图可知
，
当时间为1s时位移为零；代入解得
（舍去，由波的平移法可知时位移为，不满足条件）
所以质点Q的振动方程为
23．
【详解】
设方格的边长为 由图可知，波的波长应为，波的振幅应为；在内波传播了，则再过半个周期波应再传播，故9点开始向上振动，此时0点应到达负向最大位移处；6点达正向最大位移处；故波形如图所示：
答案第1页，共2页