3.1机械波的产生和传播 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修一 3.1 机械波的产生和传播
一、单选题
1．已知一列机械波在一水平绳上匀速传播，则以下说法中正确的是（　　）
A．绳子上任意一点做受迫振动的周期相同
B．绳子上任意一点在四分之一周期内通过的路程为一个振幅
C．绳子上相距为一个波长的两点振动情况是异步的
D．绳子上质点随波发生迁移
2．下列说法正确的是（　　）
A．纵波传播时，其振动方向与传播方向相互垂直
B．做简谐运动的物体，在其平衡位置加速度一定为0
C．两列波发生干涉时，其振动减弱的点，位移不一定为0
D．要使波发生明显的衍射，障碍物的尺寸比波的波长大得多
3．某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是（ ）
A．波形甲的振幅比波形乙大 B．波形甲的周期比波形乙大
C．波形甲的形成时间比波形乙早 D．波形甲的起振方向与波形乙相同
4．关于横波和纵波，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．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同
C．形成纵波的质点随波一起迁移
D．波源上下振动形成的波是横波
5．下图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2cm。已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　）
A．这列波传播的速度为
B．时，振动传到质点15
C．时，质点12正在向下运动
D．时，质点9处于上方最大位移处
6．一张骨牌倒下时引起的相邻骨牌依次倒下的骨牌效应，一阵风吹过麦地形成的麦浪滚滚的景象。关于骨牌和麦浪的运动，下列说法正确的是（　　）
A．骨牌的运动形成了波，麦子的运动形成的不是波
B．麦子的运动形成了波，骨牌的运动形成的不是波
C．麦浪和骨牌的运动都形成了波
D．麦浪和骨牌的运动都没有形成波
7．“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A点
B．蜻蜓第一次点水处为B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
8．以下对机械波的认识正确的是（　　）
A．形成机械波一定要有振源和介质
B．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
C．振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同
D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
9．一根粗细均匀的绳子，右端固定，S点上下振动，产生向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．波源振动的频率逐渐增大
B．波的传播速度逐渐减小
C．各处的波长相等
D．此时刻质点P的速度方向向上
10．关于简谐波，下面说法中错误的是（　　）
A．波动的产生需要两个条件，即波源和传播波的介质
B．波动过程是质点由近向远传递的过程
C．波动过程是能量传递的过程
D．波动过程中质点本身不随波发生迁移
11．关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是（　　）
A．波源发生振动，可能会产生机械波 B．振动的质点不会随波发生迁移
C．波的传播速度就是质点振动的速度 D．波源停止振动时，波不会立即停止传播
12．某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示。在一次地震中，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差10 s开始振动，则（　　）
A．P先开始振动，震源距地震仪约72 km
B．P先开始振动，震源距地震仪约50 km
C．H先开始振动，震源距地震仪约72 km
D．H先开始振动，震源距地震仪约50 km
13．如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f，相邻两质点之间的距离均为2m，各质点均静止在各自的平衡位置。t = 0时刻振源a开始做简谐运动，取竖直向上为振动位移的正方向，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以2m/s的速度水平向右传播。则下列说法中正确的是（ ）
A．波传播到质点c时，质点c开始振动的方向沿y轴负方向
B．0 ~ 4s内质点b运动的路程为12cm
C．4 ~ 5s内质点d的加速度正在逐渐减小
D．6s时质点e第一次回到平衡位置
14．如图，手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波，该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P（图中未画出）。t=0时，O位于最高点，P位于最低点，下列判断正确的是（　　）
A．时，P位于平衡位置上方 B．P的起振方向与O的起振方向相反
C．时，P的速度方向水平向右 D．P、O的振动频率相同
15．下列说法中正确的是（　　）
A．振动就是波，波就是振动
B．有振动一定有波
C．空气中有声波传播时，就一定有空气分子在振动
D．声波在金属中传播时，金属颗粒没有振动
二、填空题
16．机械波产生需要波源和________，按传播方向和振动方向的关系分类，声波属于________。（填“横波”或“纵波”）
17．机械波
（1）机械波的形成条件
①有发生机械振动的____。
②有传播______，如空气、水等。
（2）传播特点
①机械波传播的只是振动的______和______，参与简谐波的质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波_______。
②波传到任意一点，该点的起振方向都和_____的起振方向相同。
③介质中每个质点都做_____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。
18．声音除了可以在空气中传播，还可以在_____和______中传播.
三、解答题
19．如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小v=0.6m/s，质点P的平衡位置坐标x=0.96m。某时刻该波刚好传到距点O点0.24m的位置，从该时刻开始计时。
(1)经过多长时间，质点P第一次到达波峰？
(2)经过多长时间，质点P第二次到达波谷？当质点P第二次到达波谷时，质点P通过的路程及在该时刻的位移为多少？
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。
21．一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示。在一次地震中，地震波中的横波和纵波传播速率分别约为3.5km/s和7km/s，震源在地震仪下方，观察到两振子开始振动的时间相差5s。
(1)哪个振子先开始振动
(2)震源距地震仪距离为多少
22．甲、乙二人分乘两艘船（视为质点）在湖中钓鱼，两船相距30m，有一列水波在湖面上传播，使每艘船每分钟上下浮动15次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有两个波峰。求：
(1)此水波的频率；
(2)此水波的波速。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．机械波在绳子上传播时，各个质点做受迫振动周期相同，故A正确；
B．绳上的质点处于平衡位置或波峰波谷时在四分之一周期内的路程为一个振幅，故B错误；
C．绳子上相距为一个波长的两点振动情况是同步的，故C错误；
D．绳子上质点并不随波发生迁移，故D错误。
故选A。
2．C
【详解】
A．纵波传播时，其振动方向与传播方向相互平行，故A错误；
B．做简谐运动的物体，在其平衡位置加速度不一定为0，在如单摆模型在平衡位置时，合力不为零，其加速度也不为零；故B错误；
C．两列波发生于涉时，其振动减弱的点，位移不一定为0，两列波的振幅相等时，位移为0；振幅不相等，则位移不为0，故C正确；
D．障碍物的尺寸比波的波长小得多将发生明显的衍射现象，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．由图可知波形甲的振幅比波形乙小，A错误；
B．甲乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长比波形乙的大，根据，波形甲的周期大于波形乙的周期，B正确；
C．波形乙的形成时间比波形甲早，C错误；
D．波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，D错误。
故选B。
4．A
【详解】
ABD．横波中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，有时相同，有时相反，选项A正确，B、D错误；
C．无论是横波还是纵波，质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，选项C错误。
故选A。
5．D
【详解】
AB．时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，则振动周期
相邻编号的质点间距离为2cm，则波长
这列波传播的速度为
则时，波的传播距离
则振动传到质点13，故AB错误；
CD．时动传到质点13，则质点12正在向上运动，质点9处于上方最大位移处，故C错误D正确。
故选D。
6．A
【详解】
当物体的某一部分发生振动时，其余各部分由于质点的相互作用也会相继振动起来，物质本身没有相应的移动，所以骨牌的运动形成了波，麦浪是在持续的风力作用下形成的，风力停止，麦浪也会停止，而不是继续传播，所以麦子的运动形成的不是波，所以A正确；BCD错误。
故选A。
7．C
【详解】
AB．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AB错误；
CD．若蜻蜓飞行速度与水波速度相同，那么蜻蜓点水会在上一个水波边线上，而水波以相同速度运动，所以每个圆都应内切。由题图可知，后击水产生的波纹超过先击水产生波纹，说明蜻蜓飞行速度大于水波传播速度，故C正确，D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．形成机械波一定要有振源和介质，故A正确；
B．质点只在平衡位置附近振动，不沿波的传播方向迁移，故B错误；
C．振源做简谐运动形成的波中，各质点振动步调不一致，故C错误；
D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点晚一些振动，故D错误。
故选A。
9．A
【详解】
ABC．波向右传播，由波形图可知，由振源振动形成的机械波的波长逐渐减小，由于同一种介质中的波速不变，根据
可知波源振动的频率变大，选项A正确，BC错误；
D．波向右传播，由波形图可知，此时刻质点P的速度方向向下，选项D错误。
故选A。
10．B
【详解】
A．波动的产生需要两个条件，即一个是要有波源，再一个是要有传播波的介质，A正确，不符合题意；
BD．波动过程是振动形式由近向远传递的过程，质点只在平衡位置附近振动，质点本身不随波向远处迁移，B错误，符合题意，D正确，不符合题意；
C．波动过程是能量传递的过程，C正确，不符合题意。
故选B。
11．C
【详解】
A．波源发生振动，如果有传播振动的介质就会产生机械波，选项A正确；
B．在波的传播中，振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，选项B正确；
C．波的传播速度与质点振动的速度是不同的，选项C错误；
D．在波的传播中，如振源停止振动，由于惯性，质点的振动并不立即停止，则波的传播并不会立即停止，选项D正确。
本题选不正确的，故选C。
12．A
【详解】
纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据
解得
x=72km
故选A。
13．B
【详解】
A．由振动图象可知，振动周期为T = 2s，波长为
λ = vT = 4m
质点a开始起振的方向为y轴正方向，故波传播到质点c时，质点c开始振动的方向也沿y轴正方向，A错误；
B．振动传到b点需要的时间为1s，故在剩下的3s内，质点b通过的路程为
s = 6A = 12cm
B正确；
C．4s时振动传到e点，此时d点在平衡位置向下振动，故4 ~ 5s内质点d的加速度先逐渐增大后逐渐减小，选项C错误；
D．振动传到e点需时间4s，故6s时质点e正好振动一个周期第二次回到平衡位置，D错误。
故选B。
14．D
【详解】
A．时，P从最低点经历个周期后回到平衡位置，故A错误；
B．每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同，故B错误；
C．时，P点的速度方向向上，向平衡位置移动，故C错误；
D．该简谐波上的点的振动频率都相同，故D正确。
故选D。
15．C
【详解】
A．波是空间内一系列质点一个接一个的有顺序的振动，振动是对质点而言，不涉及空间，A错误；
B．有振动，但没有介质，振动无法传播，就不会产生波，B错误；
C．空气中有声波传播时，就一定有空气分子在振动，C正确；
D．有波就一定有介质质点在振动，D错误；
故选C。
16． 介质 纵波
【详解】
[1][2]机械波产生需要波源和介质，按传播方向和振动方向的关系分类，声波属于纵波。
17． 波源 介质 形式 能量 迁移 波源 受迫 波源
【详解】
(1)①[1]有发生机械振动的波源。
②[2]有传播介质，机械波的传播需要介质。
(2)①[3][4][5]机械波传播的只是振动的形式和能量，参与简谐波的质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。
②[6]波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。
③[7][8]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。
18． 液体 固体
【详解】
[1][2]声音是由物体的振动产生，声音的传播需要介质，真空中不能传播声音。声音不仅可以在空气中传播，还可以在液体和固体中传播。
19．(1)1.5s；(2)1.7s，0.25m，－5cm
【详解】
由波形图可知，波长λ=0.24m，波上质点振动的振幅为A=5cm，波上质点振动的周期为
(1)P质点第一次到达波峰所需的时间，就是初始时刻x=0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间，由图可知
则
(2)为了求P质点第二次到达波谷所需的时间，可选取x=0.18m处的质点的振动状态作为研究对象，该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间，则
有
设波最右端传到P处所需时间为t3，有
所以从质点P起振到第二次到达波谷历时
所以P通过路程为
5A=0.25m
此时刻质点P的位移为－5cm。
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) P先开始振动；(2)35km
【详解】
(1)纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动。
(2) 根据
解得
22．(1) 0.25Hz；(2) 3m/s
【详解】
(1)根据每艘船每分钟上下浮动15次，则水波的频率为
；
(2)由题意可知，甲、乙两船间为，即，解得
则波速
。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页