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．关于横波和纵波，下列说法正确的是（　　）
A．对于横波和纵波，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．形成纵波的质点不随波迁移
2．下列关于波的说法正确的是（　　）
A．波在任何情况下都能发生明显的衍射现象
B．波在任何情况下都能发生明显的干涉现象
C．频率相同的两列波，一定不能形成稳定的干涉图样
D．机械波的传播必须依赖介质
3．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
4．下列关于横波、纵波的说法中，正确的是 （　　）
A．横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
B．横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向平行
C．纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动
D．横波中振动质点不随波迁移，纵波中振动质点随波迁移
5．如图，轴上与是两个波源，产生的简谐波分别沿轴向右、向左传播，波速均为，振幅均为，图示为时刻两列波的图象，此时分别传播到点和点，下列说法正确的（　　）
A．时刻质点、都沿y轴负向运动
B．时刻，质点、都运动到点
C．时刻，处的质点为振幅为
D．时刻，质点的位移正向最大
6．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
7．下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（　　）
A．振源上下振动形成的波是横波
B．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波
C．振源左右振动形成的波是纵波
D．在固体中传播的波一定是横波
8．如图所示，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两质点之间的距离为一个波长
B．波从a质点传播到b质点需要半个周期
C．a质点会向右运动到b质点
D．a、b两质点此时速度最大
9．关于振动和波，下列说法中正确的是（　　）
A．物体发生振动，一定会产生波 B．存在机械波，一定存在波源
C．波源振动越快，机械波传播速度越大 D．机械波可以在真空中传播
10．如图所示，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1m，各质点均静止在各自的平衡位置， 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，其振动图像如图所示，形成的简谐横被以的速度水平向左传播，则下列说法正确的是（　　）
A．从时刻起f点开始振动
B．时刻质点e第二次回到平衡位置
C．从至内质点b运动的路程为
D．从至内质点d的加速度正在逐渐减小
11．下列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．振源做简谐运动形成的波中，各质点的振动情况完全不同
C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
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
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．对于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　）
A．有波一定有振动
B．有振动一定有波
C．波使振动在介质中传播
D．一旦波源停止振动，机械波立即消失
14．下列关于机械波的说法正确的是（　　）
A．质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作横波
B．虽然在真空中质点间没有相互作用力，但是机械波还是能在真空中传播
C．波在传播振动这种运动形式的同时，也可将信息传播出去
D．波传播的过程就是介质中的质点随波迁移的过程
15．科学家通过对大量不同材料进行实验证实：声波速度随传播介质内原子质量的增加而下降。并由此推测声波在固态氢内传播速度最快，计算得出声波在固态氢内接近理论极限值的传播速度为。下列说法正确的是（　　）
A．声波可以在真空中传播
B．声波在固态铜中的速度比在固态铝中的速度大
C．声波由固态铜传播到固态铝中，波长变长
D．声波在固态氢内传播时，氢原子运动速度可达
二、填空题
16．如图所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则它们之间的关系是f1＝__________f2，v1＝_________v2。
17．波：______的传播称为波动，简称波。
18．机械波的特点
（1）介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是______这种运动形式。
（2）波是传递______的一种方式。
（3）波可以传递______。
三、解答题
19．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。
20．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。
21．如图所示，有一列沿x轴传播的简谐横波，波长为20m，振幅为20cm。图中实线为t=0时刻波形，虚线为t=0.3s时刻的波形，实线和虚线相邻两波峰的距离△x=7.5m。
（1）求该列波的传播速度；
（2）若波沿x轴正方向传播，且速度取最小值，写出x=7.5m处质点P的振动方程。
22．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知该波的传播速度为10m/s，求：
（i）这列波的周期；
（ii）从图示时刻开始，在x=4cm处的质点在0~4.9s时间内运动的路程。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
AB．横波质点的振动方向与传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与传播方向有时相同，有时相反，故AB项错误；
CD．介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，故C项错误；D项正确；
故选D。
2．D
【详解】
A．只有在障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多才会发生明显的衍射现象，故A错误；
B．发生明显干涉要满足一定条件，比如要求频率相同，故B错误；
C．频率相同的两列波相遇，能形成稳定的干涉图样，故C错误；
D．机械波的传播必须依赖介质，故D正确。
故选D。
3．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。
4．A
【详解】
ABC．横波的传播方向与质点的振动方向垂直，纵波的传播方向与质点的振动方向在一条直线上，A正确，BC错误；
D．横波和纵波中振动质点都不随波迁移，D错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．两列波的周期均为
在t=0.1s时刻P质点向下振动，Q质点向下振动，在t=0.6s时刻，正好经过，所以P、Q质点均向上运动，沿y轴的正方向运动，所以A错误；
B．波的传播过程中，质点只在平衡位置振动，所以B错误；
C．时刻，两列波恰好传播到M点，两列波在M点为振动情况相同，M点为振动加强点，所以时刻，处的质点为振幅为，则C正确；
D．时刻，两列波均已经通过了P点，所以质点的位移为零，所以D错误；
故选C。
6．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。
7．B
【详解】
ABC．物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫做横波，把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波叫做纵波，对于纵波质点的运动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，AC错误，B正确；
D．固体中不仅仅能传播纵波，横波也可以传播，D错误。
故选B。
8．A
【详解】
A．由波形图可知，a、b两质点之间的距离为一个波长，选项A正确；
B．波从a质点传播到b质点需要一个周期，选项B错误；
C．质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项C错误；
D．a、b两质点此时均在波峰位置，速度为零，选项D错误。
故选A。
9．B
【详解】
A．物体发生振动，还必须有传播波的介质才会产生波，A错误；
B．存在机械波，必然有振源和介质，B正确；
C．波源振动的快慢与机械波的传播速度无关，机械波传播速度由介质决定，C错误；
D．机械波不可以在真空中传播，D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．波传到f点的时间为
故A错误；
B．波传到e点的时间为
质点起振方向向上，则时刻质点e第一次回到平衡位置，故B错误；
C．从至内质点b振动了
2.5s=
则运动的路程为
故C正确；
D．波传到d点需要1.5s，则从至内质点d的正在从最高点向最低点振动，加速度先逐渐减小后逐渐变大，故D错误。
故选C。
11．A
【详解】
A．机械波是机械振动在介质中传播过程，要形成机械波，必须具备两个条件：有振源和介质，故A正确；
B．振源作简谐运动形成的波中，各质点的振动情况不完全相同，但均做简谐运动，故B错误；
C．波动过程是传播的振动这种形式，质点不随波逐流，故C错误；
D．机械波向右正在传播时，左方的质点比右方的质点早一些振动。故D错误。
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】
AB．有机械波一定有机械振动，有机械振动不一定有机械波，还需要传播振动的介质，故A正确，B错误；
C．振动使波在介质中传播，故Ｃ错误；
D．波源停止振动，但机械波不会立即消失，而是继续向前传播，直到能量消耗为止，故D错误。
故选A。
14．C
【详解】
A．质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作纵波，质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫作横波，A项错误；
B．正是因为真空中质点间没有相互作用力，一个质点的振动不会带动周围质点的振动，从而不能形成机械波，B项错误；
C．波在介质中传播，不仅传播振动形式，而且能将能量和信息传播出去，C项正确；
D．介质中的质点只是在各自的平衡位置两侧做周期性振动，并不随波迁移，D项错误。
故选C。
15．C
【详解】
A．机械波不能在真空中传播。A错误；
B．铜的原子质量较大，所以声波在固态铜中的速度比在固态铝中的速度小。B错误；
C．声波由固态铜传播到固态铝中，速度变大，根据 可得，波长变长。C正确；
D．声波在固态氢内传播时，氢原子并不会随着声波传播。D错误。
故选C。
16． 1 2
【详解】
[1][2]波的频率由波源决定，则
f1＝f2
则由因波长之比λ1:λ2=2:1可知
v1＝2v2
17．振动
【详解】
略
18． 振动 能量 信息
【详解】
略
19．①；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
20．（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
21．（1）（n=0、1、2、3…）；（2）
【详解】
（1）已知波长λ=20cm，时间Δt=0.3s
若波沿x轴正方向传播，传播距离为（n=0、1、2、3…）
传播速度
（n=0、1、2、3…）
若波沿x轴负方向传播，传播距离为（n=0、1、2、3…）
传播速度
（n=0、1、2、3…）
（2）若波沿x轴正方向传播，且速度取最小值，则n=0
此时的速度v=25m/s
可得
由图可知A=20m
x=7.5m处质点P的振动方程为
T=0.3s时，y=0。可得
可得质点P的振动方程为
22．(ⅰ)1.2s；(ⅱ)0.66m
【详解】
(ⅰ)由题图可知波长λ=12m则周期
(ⅱ)依据可知该质点在4.9s时间内振动了4个完整的周期后又向上振动了周期，如图可知质点振动的振幅为A=4cm，总运动路程为
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