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．在波的传播方向上有相距2米的A、B两个质点，当A处于波峰位置时B刚好处于波谷位置，则这列波波长可能值为：（　　）
A．1米 B．2米 C．3米 D．4米
2．一个人手拿着长绳的一端，绳子另一端固定在墙上。当手上下振动，绳子上产生了波（如图所示）。当人的手频率加快，则（　　）
A．波速不变 B．波速变大 C．波长不变 D．波长变大
3．声波属于机械波。下列有关声波的描述中正确的是（　　）
A．同一列声波在各种介质中的波长是相同的
B．声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快
C．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射
D．人能辨别不同乐器同时发生的声音，证明声波不会发生干涉
4．关于波的频率，下列说法中正确的是（　　）
A．波的频率与波速无关
B．波的频率由介质决定，与波源无关
C．波由一种介质进入另一种介质时，频率变大
D．波由一种介质进入另一种介质时，频率变小
5．如图所示，沿波的传播方向上有五个质点a、b、c、d、e，相邻两质点间的距离均为1.5m，各质点均静止在各自的平衡位置，t=0时振源a开始竖直向上做简谐运动，t=3s时质点e开始振动，t=6.25s时质点e第4次到达最高点。下列说法正确的是（　　）
A．该简谐波的周期为 B．该简谐波的周期为
C．该简谐波的波长为2m D．该简谐波的波长为2.5m
6．关于机械波，下列说法中正确的是（　　）
A．机械波能够在真空中传播 B．机械波的波长只由波源决定
C．机械波的波速只由波源决定 D．产生机械波一定要有波源和介质
7．在地震中产生的地震波既有横波也有纵波，假设某次地震中，震源在地面上A点正下方，地面上B点与A点距离为100 km，地震波中纵波波速为6.4 km/s，横波波速为3.2 km/s，地震波频率为10 Hz，位于A点的观察者在接收到纵波2 s后才接收到横波，则以下说法中错误的是（　　）
A．震源距离A点深度为12.8 km
B．位于B点的观察者先感觉到左右晃动，后感觉到上下振动
C．纵波的波长大于横波的波长
D．位于B点的观察者接收到纵波比接收到横波也要早2 s
8．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时的波形如图所示，N点的平衡位置为，M点的平衡位置为。已知从图示时刻起，在时，M点第二次到达波谷位置，则下列说法正确的是（　　）
A．该简谐波的周期和传播速度分别为和
B．在时，N点正在平衡位置沿y轴负方向运动
C．从到时间内，M点和N点运动的路程分别为和
D．在波的传播过程中，M点和N点的加速度总是大小相等、方向相反的
9．一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
10．男女二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为、、和、、，它们之间的关系是 （　　）
A．，， B． ，，
C．，， D．以上说法都不正确
11．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=3m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（　　）
A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s
12．如图是两列周期为，振幅为的同种横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，弧与的间距为，为、连线的交点。则下列说法正确的是（　　）
A．两列波遇到宽为的障碍物，不会发生衍射现象
B．两列波的波速大小均为
C．点为振动减弱点
D．点在内运动的路程为
13．关于机械波和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．机械波和电磁波都可以在真空中传播
B．机械波和电磁波都可以传递信息和能量
C．机械波都是横波，电磁波都是纵波
D．机械波能发生衍射现象，电磁波不能发生衍射现象
14．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形图如实线所示，此时起经，第一次出现如虚线所示的波形图。已知波长为，则下列说法中正确的是（　　）
A．若波向右传播，则该波的周期为
B．若波向左传播，则该波的周期为
C．距离波源越远的质点振动频率越小
D．波峰位置处质点的加速度小于平衡位置处质点的加速度
15．如图所示，a、b、c、d是均匀介质中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。下列说法错误的是（　　）
A．在t=6s时刻波恰好传到质点d处
B．在t=5s时刻质点c恰好到达最高点
C．质点b开始振动后，其振动周期为4s
D．在4s二、填空题
16．一列波长为0.15m<<0.25m的简谐横波在均匀介质中传播，先后经过间距为30cm的a和b两个质点，当质点a处于波峰位置时，质点b位于波谷位置，已知质点a的振动方程为y=0.1sin（10πt）m，则简谐波的周期为__________s，波速为__________m/s。
17．如图所示，一列筒谐横波平行于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。这列简谐波的波速为______，传播方向沿x轴__________（填“正方向”或“负方向”）。
18．波的周期性
（1）质点振动nT（n=0，1，2，3，…）时，波形___________。
（2）在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ（n=1，2，3，…）时，它们的振动步调总___________；当两质点平衡位置间的距离为（2n＋1）（n=0，1，2，3，…）时，它们的振动步调总 ___________。
19．一列简谐横波传播方向上有相距的两质点A和B，从时刻开始计时，质点A开始振动且位移随时间变化规律为，当A质点完成3次全振动时，质点B刚好完成1次全振动，则该波的波长___________，波的传播速度___________。
三、解答题
20．为了测一根长铁管的长度，甲同学把耳朵贴在长铁管的一端，乙同学在长铁管的另一端敲一下铁管，甲同学听到了两次响声，测得它们的时间间隔为。已知声音在铸铁和空气中传播的速度分别为和，这根铁管有多长？（结果保留整数）
21．两列横波在同种介质中沿x轴方向相向传播，t＝0时刻两列波的波形如图所示，前端刚好传到坐标x＝－1m和x＝－2m的A、B两点，若甲波的波速为v甲＝8m/s。
（1）求t＝0时刻，坐标为x＝－8m的质点P已经通过的路程是多少？
（2）求从t＝0到t1＝2s的时间内，坐标原点处的质点位移为20cm的时刻。
22．如图所示，为一列简谐横波的图象，在此时刻，质点P的振动速度为v；经过0.1s，质点P的振动速度仍为v，方向未变；再过0.1s，质点P的振动方向改变，速度的大小还是v，试求：
（1）波的传播方向；
（2）波速的大小。
23．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，质点振动的振幅为8cm。P、Q两点的坐标分别为（2，0）和（10，0）。已知t=0.8s时，P点第二次出现波峰。求：
（1）这列波的周期；
（2）从t=0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰；
（3）当Q点第一次出现波谷时，P点运动的时间。
24．一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm．O和A是介质中平衡位置分别位于和处的两个质点．时开始观测，此时质点O的位移为，质点A处于波峰位置；时，质点O第一次回到平衡位置，时，质点A第一次回到平衡位置。求简谐波的周期、波速和波长；
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
根据题意可知，A处于波峰位置时，B刚好处于波谷位置，则AB间距离与波长的关系为：
， (n=0，1，2，3…)
A．如果波长为1m，则n没有对应的整数，故A错误；
B．如果波长为2m，则n没有对应的整数，故B错误；
C．如果波长为3m，则n没有对应的整数，故C错误；
D．如果波长为4m，则n=0，故D正确；
故选D。
2．A
【详解】
波速只和介质有关，长绳不变，波速不变，A正确。
故选A。
3．C
【详解】
A．同一列声波在各种介质中的传播速度不同，波长也不同，选项A错误；
B．声波在空气中的传播速度都相同，与频率高低无关，选项B错误；
C．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射，选项C正确；
D．声波也会发生干涉，选项D错误。
故选C。
4．A
【详解】
波的频率是由波源决定的，与波速无关，与介质无关，即波由一种介质进入另一种介质时，频率不变。
故选A。
5．C
【详解】
t=3s时质点e开始振动，简谐波的传播速度
t=3s时质点e开始向上振动，经过第一次到达最高点；时质点e第4次到达最高点，所以
则简谐波的传播周期
简谐波的波长
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．机械波不能够在真空中传播，所以A错误；
B．机械波的波长由波源及介质来决定，所以B错误；
C．机械波的波速只由介质决定，所以C错误；
D．产生机械波一定要有波源和介质，所以D正确；
故选D。
7．D
【详解】
A．设纵波的波速为v1，横波的波速为v2，震源距离A点深度为s，则有
Δt=-=2 s
解得
s=12.8 km
故A正确；
B．地面上B点与A点距离远大于震源距A点的距离，当纵波到达B点时，观察者左右晃动，横波传来后，再上下振动，故B正确；
C．根据公式λ=得纵波的波长大于横波的波长，故C正确；
D．根据
Δt=-
可知，距震源越远，横、纵波到达的时间差越大。位于B点的观察者接收到纵波比接收到横波要早，时间差要大于2 s，故D错误。
本题要求选错误的，故选D。
8．C
【详解】
A．由题知简谐波沿x轴正方向传播，可判断在时，质点M在平衡位置沿y轴负方向运动；再经过的时间，在时，M点第二次到达波谷位置，有，解得周期为；由图知波长为，所以可求波速，A错误；
B．由图知，在时，简谐波刚传播到处，再经过即在时传播到N点，所以在时，质点N振动了，即半个周期，可判断此时N点正在平衡位置沿y轴正方向运动，B错误；
C．从到时间内，M点振动了，N点振动了，可知它们振动经过的路程分别为5倍振幅和2倍振幅，即路程分别为和，C正确；
D．由图知，M点和N点的距离为，即，两点的振动情况不是相反的，所以加速度不总是大小相等、方向相反的，D错误。
故选C。
9．B
【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。
10．C
【详解】
由于女高音和男中音在同一介质中传播，因而波速相同；音调高即频率高，故；再由，因相同，所以。即
，，
故选C。
11．A
【详解】
在t=2s时，由x=3m处质点的振动图像（b）可知，波的周期为T=4s，质点在t=2s时从平衡位置向下振动，由波的传播方向可知，x=3m处质点可能处在处，则有
解得
（n=0、1、2、3…）
则波速可能是
（n=0、1、2、3…）
当n=0时
当n=1时
当n=2时
因此由题意可知A正确，BCD错误。
故选A。
12．D
【详解】
A．由图可知，该波的波长为2m，接近障碍物的尺寸，会发生明显的衍射现象。A错误；
B．根据波速公式得
B错误；
C．由图可知，E点距波峰CD、AD的距离相同，所以该点振动加强。C错误；
D．E点的振幅为10cm，则内运动的路程为
D正确。
故选D。
13．B
【详解】
A．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，则机械波不能在真空中传播，故A错误；
B．电磁波和机械波的传播过程中都传递信息和能量，故B正确；
C．电磁波都是横波，而机械波可以是横波也可以是纵波，故C错误；
D．衍射和干涉时波特有的现象，不论是机械波还是电磁波都能发生干涉和衍射现象，故D错误。
故选B。
14．B
【详解】
A．若波向右传播，则波速为
则该波的周期为
故A错误；
B．若波向左传播，则波速为
则该波的周期为
故B正确；
C．波上任意处的质点振动频率都和波源振动频率相同，故C错误；
D．质点做简谐运动中，离平衡位置越远，回复力越大，则加速度越大，故波峰位置处质点的加速度大于平衡位置处质点的加速度，故D错误。
故选B。
15．B
【详解】
A．ad间距离为x=12m，波在同一介质中匀速传播，t=6s时传播距离为
x=vt=12m
波恰好传到质点d处，故A正确，不符合题意；
BD．设该波的周期为T，由题可得
T=3s
解得
T=4s
波从a传到c的时间为
则在4sC．该波的周期为4s，质点b开始振动后，其振动周期为4s，故C正确，不符合题意。
故选B。
16． 0.2 1
【详解】
[1]根据质点振动方程可得简谐波的周期为
[2]当质点a处于波峰位置时，质点b位于波谷位置，可推知
由于波长为0.15m<<0.25m，所以当n=1时，满足条件，求得
故波速为
17． 负方向
【详解】
[1][2]因为处的质点在内运动方向不变，所以该处质点从正向位移最大处经过四分之一个周期向下运动至平衡位置处，即
解得周期为，所以波速为
在虚线上，处的质点向下运动，根据同侧法可知波沿轴负方向传播。
18． 不变 相同 相反
【详解】
（1）[1] 质点振动nT（n=0，1，2，3，…）时，波形不变；
（2）[2][3] 波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ（n=1，2，3，…）时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为（2n＋1）（n=0，1，2，3，…）时，它们的振动步调总相反。
19． 2 10
【详解】
[1]根据题意可知，振动的角速度
周期为
当A质点完成3次全振动时，质点B刚好完成1次全振动，说明波从质点A传到质点B用了两个周期，即
解得
[2]根据
20．186m
【详解】
设铁管的长度为L，由题意可得
解得
L≈186m
21．（1）30cm；（2）0.5s和1.5s
【详解】
（1）由波形图可知，乙波的振幅A＝10cm，t＝0时刻质点P已经振动了个周期，故t＝0时刻质点P通过的路程
（2）由图可知，λ甲＝4m，则甲波的周期为
因波在同种介质中传播，波速相同，故
由图可知，λ乙＝8m，则乙波的周期为 ，从t＝0时刻起，乙波波峰第一次传到坐标原点处所需的时间
t＝0时刻，甲波的波峰刚好传到坐标原点处，要想满足题意，两列波的波峰必须同时到达坐标原点处
甲波的波峰到达坐标原点处的时刻为
乙波的波峰到达坐标原点处的时刻为
又
解得
当n＝0时，k＝1，
当n＝1时，k＝3，
当n＝2时，k＝5，
故从t＝0到t＝2s的时间内，坐标原点处的质点位移为20cm的时刻为0.5s和1.5s
22．（1）向左传播；（2）10m/s
【详解】
（1）根据题意可得，此时刻质点P向下运动，根据“前一质点带动后一质点”的原理，波向左传播
（2）结合题意，两段时间之和0.2s是半个周期，周期
T=0.4s
由图像波长
故波速
=10m/s
23．（1）0.4s；（2）1.2s；（3）1.1s
【详解】
（1）由图可知，波长
P点第二次出现波峰时，波向前传播了
因此
又根据
可得，这列波的周期
（2）Q点第一次出现波峰时，波向前传播了
因此所用时间
（3）当Q点第一次出现波谷时，波向前传播了
所用时间
而波传到P点所用时间
因此P振动了
24．，，
【详解】
时，A处质点位于波峰位置，时，A处质点第一次回到平衡位置
可知
时，O第一次到平衡位置时，A第一次到平衡位置，可知波从O传到A用时，传播距离
故波速
波长
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页