3.1机械波的产生和传播 （word版含答案）

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．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
2．用手握住较长轻质细绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两质点振动情况完全相反
B．a、b两点之间的距离为半个波长
C．a点完成全振动的次数比b点少一次
D．a、b两点开始振动的时刻相差一个周期
3．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
4．用手握住较长轻质细绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两质点振动情况完全相反
B．a、b两点之间的距离为半个波长
C．a点完成全振动的次数比b点少一次
D．a、b两点开始振动的时刻相差一个周期
5．在平静的湖面上漂着一小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条将（　　）
A．随波纹漂向湖岸 B．波纹传到小木条处，小木条仍不动
C．向波源处漂动 D．在原来位置做上下振动
6．足球比赛中，几万观众自发在观众席上进行人浪游戏。从看台A区到B区的观众依次做下列动作：起立—举起双臂—坐下，呈现类似波浪的效果。下列关于人浪说法正确的是（　　）
A．当人浪从看台A区传到B区时，很多观众也从看台A区跑到B区
B．人浪从看台A区传到B区的速度由观众从看台A跑到看台B区的速度决定
C．观众“起立—举起双臂—坐下”的动作越频繁，人浪传播的速度越快
D．人浪的传播是观众动作形式的传播
7．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点，时刻波源开始振动，在时刻的波形如图所示，此时，处的质点刚开始振动。振幅为A，波长为λ，质点振动周期为T，则下列说法正确的是（　　）
A．时刻、处质点的振动方向沿y轴正方向
B．波源处质点的振动方程为
C．经过一个周期T，质点通过的路程为λ
D．波源起振方向沿y轴负方向
8．关于波，下列说法正确的是（　　）
A．所有的波（包括电磁波）的传播都需要介质
B．对于传播机械波的介质来说，组成介质的相邻质点之间有相互作用
C．纵波一定有波峰、波谷
D．机械波在传播过程中介质中的质点随波一起传播
9．区分横波和纵波的根据是（　　）
A．是否沿水平方向传播 B．质点振动的方向和波传播的距离
C．质点振动的方向和波传播的方向 D．质点振动的快慢
10．如图甲、乙分别为两列横波波源A、B的振动图像，两列波时刻同时从图丙的A、B两点开始向四周传播，并在时恰好在C点相遇，已知A、B相距，C为中点，D距A点，，E与C点的距离为，则（　　）
A．在到的这段时间内，E点振动通过的路程为
B．从到的这段时间内，D点振动通过的路程为
C．直线上A、B外侧均为振动加强点
D．直线上A、B间（不包括A、B点）共有6个点的振幅为0
11．关于机械波，下列说法中不正确的是（　　）
A．各质点都在各自的平衡位置附近振动，其平衡位置可能会随波的传播而迁移
B．前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点的振动
C．振动是波的成因，波是振动的传播
D．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象
12．一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶（如图），下列对树叶运动情况的叙述正确的是（　　）
A．树叶慢慢向湖心运动
B．树叶慢慢向湖岸漂去
C．在原处上下振动
D．沿着波纹做圆周运动
13．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
14．用手握住较长轻质细绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两质点振动情况完全相反
B．a、b两点之间的距离为半个波长
C．a点完成全振动的次数比b点少一次
D．a、b两点开始振动的时刻相差一个周期
15．如图甲、乙分别为两列横波波源A、B的振动图像，两列波时刻同时从图丙的A、B两点开始向四周传播，并在时恰好在C点相遇，已知A、B相距，C为中点，D距A点，，E与C点的距离为，则（　　）
A．在到的这段时间内，E点振动通过的路程为
B．从到的这段时间内，D点振动通过的路程为
C．直线上A、B外侧均为振动加强点
D．直线上A、B间（不包括A、B点）共有6个点的振幅为0
二、填空题
16．如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，若波向右传播且传播速度为4 m/s，则该简谐波的频率为_________Hz，经过Δt=0.2 s时间，x=1.4 m处的质点P移动的路程为_________m．
17．如图所示为沿x轴正方向传播的横波某时刻的波形图，波长为，波通过A点后内A点完成了5次全振动，则此波的波速是________.若，则波通过A点后，A点振动了_______次波才传到B点.
18．横波是介质质点的振动方向与波的传播方向________，如图；纵波是介质质点的振动方向与波的传播方向在________，如图.
三、解答题
19．取一根轻绳，将绳的右端固定在竖直墙壁上，绳的左端自由，使绳处于水平自然伸直状态．从绳的左端点开始用彩笔每隔0.25 m标记一个点，依次记为A、B、C、D…如图所示．现用振动装置拉着绳的左端点A沿竖直方向做简谐运动，若A点起振方向向上，经0.1 s第一次达到正向最大位移，此时F点恰好开始起振，则：
①绳中形成的波是横波还是纵波？简要说明判断依据，并求波速为多大？
②从A点开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？
20．如图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D……为绳上等间隔的点，点间间隔为50cm，现用手拉着绳子的端点A使其上下振动，若A点开始向上，经0.1 s第一次达到最大位移，C点恰好开始振动，则:
（1）绳子形成的向右传播的横波速度为多大？
（2）从A开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？
21．机械波是怎样产生的？为什么说机械波是传播能量的一种方式？
22．如图所示，均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上、m处，波源S1振动方程为cm，波源S2振动方程为cm，质点P位于x轴上m处，已知质点P在s时开始振动，求：
（i）这两列波在均匀介质的波长；
（ii）t=0至t=1. 5s内质点P通过的路程。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
AB．由图可知，a、b两点之间的距离为一个波长，刚好相差一个周期，所以a、b两质点振动情况完全相同，故AB错误；
C．由题图可知，简谐横波向右传播，振源到b点比到a点多一个波长的距离，故b点完成全振动次数比a点少一次，故C错误；
D．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D正确。
故选D。
3．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。
4．D
【详解】
AB．由图可知，a、b两点之间的距离为一个波长，刚好相差一个周期，所以a、b两质点振动情况完全相同，故AB错误；
C．由题图可知，简谐横波向右传播，振源到b点比到a点多一个波长的距离，故b点完成全振动次数比a点少一次，故C错误；
D．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D正确。
故选D。
5．D
【详解】
向湖中央扔一石子，圆形水波一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条在原来位置附近上下振动，则不随波纹漂向湖岸，也不向波源处漂动，故选项D正确。
故选D。
6．D
【详解】
AB．解析人浪游戏中观众只在各自的座位上起立—举起双臂—坐下，并不移动，所以当人浪从看台A区传到B区时，并不是观众从看台A区跑到B区，所以AB错误；
C．人浪传播的速度与观众“起立—举起双臂—坐下”的动作快慢没有关系，所以C错误；
D．观众动作相当于振动，人浪相当于波，人浪的传播是观众动作形式的传播，所以D正确；
故选D。
7．A
【详解】
D．波源的起振方向与处的质点刚开始振动的方向相同，沿y轴正方向，D错误；
A．时刻、处质点刚开始振动，振动方向与波源的起振方向相同，沿y轴正方向，A正确；
B．由A选项可知，波源处质点的振动方程为
B错误；
D．经过一个周期T，质点通过的路程为，C错误。
故选A。
8．B
【详解】
A．电磁波传播不需要介质，故A错误；
B．对于传播机械波的介质来说，前一质点的振动带动相邻后一质点的振动，相邻质点之间有相互作用，故B正确；
C．纵波没有波峰和波谷，只有密部和疏部，故C错误；
D．机械波传播时，介质中的质点只在平衡位置附近振动，并不随波一起向前传播，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称做横波；把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．B
【详解】
A．由题意可知，AB的周期相同，起振方向相反，相同时间传播的距离相同，所以波速大小相等，为
波长
即波长也相等，AB到E的距离相等，所以两个波源的振动形式传播达到E点时，振动方向始终相反，所以在到的这段时间内，E点振动通过的路程为零，故A错误；
B．D点到AB的距离差是半波长的奇数倍，所以是振动加强点，A波源的振动形式传播到D需要
B波源的振动形式传播到D需要
所以A的振动形式传播到D后又完成了3个周期的振动， D的路程为
B的振动形式传播到D后又完成了1.5个周期的振动，D的路程为
所以从到的这段时间内，D点振动通过的路程为
故B正确；
C．由题可知，AB间距离是波长的整数倍，波源起振方向相反，故直线上A、B外侧均为振动减弱点，故C错误；
D．减弱点到AB的距离差是波长的整数倍，所以减弱点到A的距离分别为0.1m、0.2m、0.3m、0.4m、0.5m，即5个减弱点，故D错误。
故选B。
11．A
【详解】
A．各质点在平衡位置附近做往复运动，但平衡位置不会随波迁移，故A错误，符合题意；
B．靠近波源的质点先振动，通过相互作用力带动相邻的质点振动，B正确，不符合题意；
C．单个质点的振动在介质中传播形成波。C正确，不符合题意；
D．单个质点在平衡位置附近振动，不能形成波，多个质点“集中表现”才能形成波，D正确，不符合题意。
故选A。
12．C
【详解】
由于波在传播过程中，只传递振动能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的位置附近做振动。
故选C。
13．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。
14．D
【详解】
AB．由图可知，a、b两点之间的距离为一个波长，刚好相差一个周期，所以a、b两质点振动情况完全相同，故AB错误；
C．由题图可知，简谐横波向右传播，振源到b点比到a点多一个波长的距离，故b点完成全振动次数比a点少一次，故C错误；
D．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D正确。
故选D。
15．B
【详解】
A．由题意可知，AB的周期相同，起振方向相反，相同时间传播的距离相同，所以波速大小相等，为
波长
即波长也相等，AB到E的距离相等，所以两个波源的振动形式传播达到E点时，振动方向始终相反，所以在到的这段时间内，E点振动通过的路程为零，故A错误；
B．D点到AB的距离差是半波长的奇数倍，所以是振动加强点，A波源的振动形式传播到D需要
B波源的振动形式传播到D需要
所以A的振动形式传播到D后又完成了3个周期的振动， D的路程为
B的振动形式传播到D后又完成了1.5个周期的振动，D的路程为
所以从到的这段时间内，D点振动通过的路程为
故B正确；
C．由题可知，AB间距离是波长的整数倍，波源起振方向相反，故直线上A、B外侧均为振动减弱点，故C错误；
D．减弱点到AB的距离差是波长的整数倍，所以减弱点到A的距离分别为0.1m、0.2m、0.3m、0.4m、0.5m，即5个减弱点，故D错误。
故选B。
16． 5 Hz 0.15
【详解】
由图可知波长为λ=0.8 m，由得：，T=0.2 s；波向右传播再经过Δx=0.2 m到达P点，即经过到达P点，质点P振动的时间为0.15 s，经过的路程．
17． 5 20.25
【详解】
[1]．已知在2s内，A点完成5次全振动，则A点振动周期为：
波速为：
[2]．因为AB间距离 AB=40.5cm=20λ .
则A完成20.25次全振动．
18． 相互垂直 同一直线
【详解】
[1]横波，质点振动的方向总是垂直于波传播的方向；
[2]纵波，质点振动的方向与波传播的方向在同一直线上。
19．(1)横波。因为质点振动方向与波的传播方向垂直，12.5m/s；(2)0.48s
【详解】
①绳子形成的波是横波。因为质点振动方向与波的传播方向垂直。
由题意知，波的周期T＝0.4 s，又有，则波长为λ=5m，
所以波速，
②从A开始振动，设经过时间t1，J点开始起振方向向上．
振动从A传到J所用时间为
设J点向上起振后经t2时间第一次达到负向最大位移，则
故所求时间t＝t1+t2＝0.48 s
20．（1）；（2）0.75s
【详解】
(1)传播速度
v==10 m/s.
(2)波由波源传到J所需时间
t1==0.45 s
波刚传到J点时，J向上运动，到负的最大位移还需时
t2=T=0.3 s
所以总时间为
t=t1＋t2=0.75 s
21．见解析
【详解】
机械振动在介质中的传播称为机械波，持续振动的物体叫波源，传播振动的物体称为介质，波源振动带动邻近质点依次振动从而把波源的振动形式和能量传播出去；
机械波传播的是波源的振动形式，介质中原本静止的质点随着波的传来而振动说明获得了能量，同时还带动其相邻的质点运动，故将能量传输给与其相邻的介质。
22．（i）4 m；（ii）27cm
【详解】
(i)波源S1的振动先传到P，由源S1振动方程可知，该波的角频率
波速
根据
可得
4m，
(ii)波源S2的振动传到P所用的时间为
故质点P在0~0.4 s内静止不动，0.4s~1.0s内仅参与波源S1的振动
1.0s ~1.5s质点P同时参与两列波的振动，两列波频率相同，发生干涉
易得
故质点P为振动减弱点
其振幅为
1.0s~1.5s质点P的路程为
cm
故质点P在t=0至t2=1.5 s内通过的路程为
答案第1页，共2页
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