选择性必修一3.2机械波的描述 练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修一 3.2 机械波的描述
一、单选题
1．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
2．一列简谐横波沿着x轴正方向传播，波中A、B两质点在平衡位置间的距离为0.5m，且小于一个波长，如图甲所示，A、B两质点振动图象如图乙所示，由此可知（　　）
A．波中质点在一个周期内通过的路程为10cm
B．该简谐波的波长为4m
C．该简谐波的波速为0.5m/s
D．t=1.5s时A、B两质点的位移相同
3．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．波的传播速度即波源的振动速度
B．物体作机械振动，一定产生机械波
C．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
D．波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定
4．如图所示，一列简谐横波向右传播，波长为 0.40m ，P、Q 两质点的平衡位置相距 0.7m。当 P 运动到上方最大位移处时，Q 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，且速度方向向下 D．运动到平衡位置，且速度方向向上
5．一振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是（　　）
A．速度的最大值一定为v
B．一个周期内运动的路程为4A
C．一个周期内沿x轴正方向运动的位移大小为vt
D．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离
6．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
7．一列机械波从甲介质进入乙介质继续传播，下列选项不发生变化的是（　　）
A．波长 B．波速大小 C．频率 D．传播方向
8．设一简谐波在给定的介质中传播，则下列说法中正确的是（　　）
A．振幅越大，则波速越大
B．振幅越大，则波速越小
C．在一个周期内，振动质点通过的路程等于个波长
D．质点振动的频率越大，则波传播一个波长的距离所用的时间越短
9．一列声波从空气传入水中时，波长（　　）
A．变长 B．变短 C．不变 D．无法确定
10．一列沿x轴方向传播的简谐横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．此时x=4m处质点加速度最大
B．这列波的振幅是4cm
C．此时x=8m处质点沿y轴负方向运动
D．再经4s，x=6m处质点处于正向最大位移处
11．一列简谐横波在t=0.2s时的波形图如图甲所示，P、Q为介质中的两个质点，它们的平衡位置分别为x=1m和x=3.5m，质点P的振动图象如图乙所示，则（　　）
A．该简谐波的波速为7.5m/s
B．该简谐波沿x轴正方向传播
C．t＝0.28s时，质点P、Q的速度方向相同
D．t＝0.4s到t＝1.1s内，质点P的向左平移了7m
12．描述振动强弱的物理量是（　　）
A．周期 B．频率 C．振幅 D．波速
13．图甲中B超成像的基本原理就是通过探头向人体发送超声波信号，遇到人体组织会产生不同程度的反射，接收后经计算机的处理，形成B超图象。图乙为沿x轴正方向发送的超声波图象，已知超声波的频率约为1.25105Hz，下列说法中不正确的是（　　）
A．此超声波在人体内传播速度约为1500m/s
B．图乙中质点A此时沿y轴正方向运动
C．图乙中质点A、B此时的速度不同
D．图乙中质点B从图示时刻开始经过s通过的路程为4cm
14．一列声波由空气进入水中，声波的（　　）
A．频率变大，波长变长 B．频率不变，波长变长
C．速度变慢，波长变短 D．速度不变，波长变短
15．假期里小明在家里利用手机观看某科幻电影，为了急于了解后续情节，他开启了倍速播放模式如图所示，与原速播放相比，音调发生变化，开启倍速播放后，手机发出的声音（　　）
A．频率降低 B．频率升高
C．传播速度增大 D．波长变长
二、填空题
16．声波在水中的传播速度远大于在空气中传播的速度，潜水员在水下听到了岸上人的声音，则其声波的波长___________（选填“变长”、“变短”或“不变”）、频率将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
17．机械波的传播特点
①介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和___________的振动频率和周期相同。
②波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个___________的距离，v=___________。
18．如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点，在0到时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为______s，波速为______m/s。
19．一列简谐横波以2m/s的速度沿弹性绳子由A向B传播，如图甲所示。从波传到A点开始计时，质点A的振动图象如图乙所示，开始计时后经过时间9s时，质点B第一次位于波峰位置。则该波的波长为__________m，A、B间的距离为__________m。
三、解答题
20．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图（此时振动刚传到处），质点P为介质中的一质点，此时质点P的纵坐标，再经过，质点P由图示位置第一次到达波谷，质点Q为介质中平衡位置在处的质点，求：
（1）平衡位置在处的质点的振动方程；
（2）从时刻起再经过多长时间质点Q第二次经过平衡位置向y轴负方向运动
21．在空气中波长为的声波，由空气传入水中，声波在水中的频率和波长各是多少？（此时温度为）
22．小王不停地把手指插入水池中，使水面产生圆形水波。当他的手指运动频率加快时，产生的波的频率、波速和波长会如何变化 请说明理由。
23．有一种示波器可以同时显示两列波形。对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同。利用此种示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如图甲所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接收器所接收。图乙为示波器的显示屏，屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号。若已知发射的脉冲信号频率为f＝2 000 Hz，发射器与接收器的距离为x＝1.30 m，求管内液体中的声速。（已知所测声速应在1 000 m/s～1 500 m/s之间。结果保留两位有效数字）
24．t=0时刻，坐标原点O处的波源开始做简谐运动，t=0.4s时的波形图如图所示，此时波刚好传播到x=2.4m处。
（1）写出波源的振动方程;
（2）求平衡位置x=1.0m处的质点P第1次到达波谷的时刻t′。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【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。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，该波的振幅为2cm，波中质点在一个周期内通过的路程为4倍的振幅，即8cm．故A错误；
B．由图知，t=0时刻B点通过平衡位置向上运动，A点位于波峰，则有：
由题，则知n只能取0，故，故B错误；
C．由图知周期T=4s，则波速为
故C正确；
D．由图可知，在t=1.5s时刻，A的位移为负，而B的位移为正，故D错误。
故选C。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．波在同一均匀介质中匀速传播，速度不变，而质点的振动速度随时间是周期性变化的。波速反映振动在介质中传播快慢，而波源的振动速度反映波源振动的快慢，所以波的速度与振源的振动速度不同，A错误；
B．如果只有机械振动而没有介质，则不会形成波， B错误；
C．振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，C错误
D．波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，仅由振源决定，D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
P、Q两质点平衡位置相距0.7m，即相距
当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置，由于该波向右传播，可知Q向下振动，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．质点P振动的速度最大值与波速之间并没有必然联系，所以速度的最大值不一定为v，故A错误；
B．质点P在一个周期内运动的路程为4A，故B正确；
C．质点只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．质点P开始振动的方向一定与波源的起振方向相同，与它离波源的距离无关，故D错误。
故选B。
6．D
【解析】
【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。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
机械波从甲介质进入乙介质继续传播，不变的是频率。
故选C。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．简谐波的波速由介质决定和振幅无关，AB错误；
C．在一个周期内质点振动走过的路程等于4个振幅的长度，C错误；
D．波传播一个波长的距离所用时间为一个周期，频率高则周期小，D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
一列声波从空气中传入水中时，波速变大，根据
且f不变，则可知波长一定会变长。
故选A。
10．C
【解析】
【详解】
A．由波形图可知，此时x=4m处质点恰好处于平衡位置，速度最大，加速度为零，A错误；
B．这列波的振幅是2cm，B错误；
C．由于波传播的过程是前面质点的振动带动后面质点的振动，此时x=8m处质点沿y轴负方向运动，C正确；
D．根据
由图可知波长
可得周期
T=2s
因此再经4s，x=6m处质点仍处于负向最大位移处，D错误。
故选C。
11．C
【解析】
【详解】
A．该简谐波的波速为
故A错误；
B．由题图乙可知t=0.2s时质点P沿y轴负方向运动，所以此时P应位于波传播方向波形的上坡，根据题图甲可知该简谐波沿x轴负方向传播，故B错误；
C．在时间内，简谐波沿x轴负方向传播的距离为
所以t=0.2s时平衡位置在x=4.3m处质点的运动状态将在t=0.28s时传播到质点Q处，因此t=0.28s时质点Q沿y轴负方向运动，又因为，所以t=0.28s时质点P也沿y轴负方向运动，即t＝0.28s时，质点P、Q的速度方向相同，故C正确；
D．质点P只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向迁移，故D错误。
故选C。
12．C
【解析】
【详解】
AB．周期和频率是描述振动快慢的物理量，AB错误；
C．振幅是描述物体离开平衡位置的最大距离，是表示振动强弱的物理量，C正确；
D．波速是描述波传播快慢的物理量，D错误。
故选C。
13．D
【解析】
【详解】
A．根据图乙可得，图像的波长为12mm，由
A正确；
B．超声波沿x轴正方向传播，质点A此时沿y轴正方向运动，B正确；
C．质点A、B此时的y轴方向相反，故此时速度不同，C正确；
D．质点B振动的频率为
质点B从图示时刻开始经过s，即运动了四分之一个周期，因B 此刻不是在平衡点或波峰波谷的位置，故四分之一个周期的运动路程小于一个振幅（4cm），D错误。
本题选择不正确的，故选D。
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
波的频率是由波源决定的，所以波从一种介质进入另一种介质时，频率不变。
则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。
15．B
【解析】
【分析】
【详解】
开启倍速播放后，手机发出的声音频率升高，因为介质不变，则声音的传播速度不变，根据
则波长变短。
故选B。
16． 变长 不变
【解析】
【详解】
[1][2]根据波长与频率和波速的关系，可得
依题意，人的声音频率不变，声波在水中的传播速度远大于在空气中传播的速度，所以水员在水下听到了岸上人的声音，则其声波的波长变长。
17． 波源 波长
【解析】
【分析】
【详解】
①[1] 介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。
②[2][3] 波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，即
18． 0.4 10
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2] 平衡位置在处的质点，在0到时间内运动方向不变。则
波长为4m，故波速
19． 8 12
【解析】
【详解】
[1]．由质点的振动图象知波的振动周期为T=4s，则
λ=vT=8m
[2]．波从A传到B点所需时间
质点再振动到波峰所需时间
故B点第一次到达波峰所需时间
t=t1+t2=9s
解得
x=12m
20．（1）；（2）0.09s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图可知再过
质点P到达波谷
即
解得
时刻，平衡位置在处的质点位于平衡位置，且向上运动，振幅平衡位置在，0处的质点的振动方程为
（2）波由传播到所用的时间为，由图知
波速
故
设波传播到后又经过时间，质点Q第二次经过平衡位置向y轴负方向运动
则有
故总时间为
21．340Hz，4.26m
【解析】
【详解】
由公式
得
由空气传入水中频率不变即为340Hz；在水中的波长为
22．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
由于频率由波源决定，当他的手指运动频率加快时，产生的波的频率会变大，由于波速由介质决定，始终在水中传播，波速不变，由波长公式可知波长变短。
23．1.4×103m/s
【解析】
【详解】
设脉冲信号的周期为T，从显示的波形可以看出，题图中横向每一分度(即两条长竖线间的距离)所表示的时间间隔为
其中
对比图中上、下两列波形，可知信号在液体中从发射器传播到接收器所用的时间为
t＝()(2n＋1.6)，其中n＝0,1,2
液体中的声速为
联立可得
v＝1.4×103m/s
24．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）由题可知，波源的振动周期
由图象可知，波源的起振方向从平衡位置沿y轴负方向振动，因此波源的振动方程
（2）由图像可知，波长
因此波速
由图可知，波从开始传到x=1.0m处，用时
P点第一次到达波谷时刻
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页