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．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
2．下列关于横波和纵波的说法，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．能形成波峰、波谷的波是横波
3．在日本近海某次地震引发的海啸，造成了重大的人员伤亡。海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪。下列说法中正确的是（　　）
A．波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止
B．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波
C．地震波和海啸都只有纵波
D．地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强
4．取一根较长的轻质软绳，用手握住一端O，在竖直平面内连续上下抖动，形成如图所示的简谐波，手抖动的周期为T，t=0时，O位于最高点，P恰好在平衡位置且向上振动，O、P的平衡位置间距为L，下列判断正确的是（　　）
A．该波是纵波
B．该波的波速为
C．t=T时，P的振动方向竖直向下
D．若手上下抖动加快，该简谐波的波长将变大
5．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（　　）
A．大钟的回声
B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波
C．人的听觉发生“暂留”的缘故
D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动
6．一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴正方向传播，已知 x=λ处质点的振动方程为 y=Acos，则 t= T 时刻的波形图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．一列波由波源向周围扩展开去，下列说法中错误的是（　　）
A．介质中各质点只是振动，没有沿波的传播方向迁移
B．介质中各质点振动方式由近及远传播开去
C．介质中各质点振动的能量由近及远传播
D．介质中各质点由近及远传播开去
8．关于机械波的概念，下列说法正确的是（　　）
A．横波中质点的振动方向为竖直方向，纵波中质点的振动方向为水平方向
B．简谐横波在长绳中传播，绳上相距半个波长的两振动质点位移大小始终相等
C．任一质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长
D．如果振源停止振动，在介质中传播的波也就立即停止
9．某同学假期在公园里游玩时，看到岸边不远处一白色垃圾漂浮在水面上，远处一小船划过后，一列水波由远处传来，该同学想等着水波将白色垃圾推到岸边后，再将其拾起丢入垃圾箱，可是等了很久也不见白色垃圾被水波推向岸边。观察发现，水波的速度约为1.2m/s，白色垃圾在水中上下振动时，从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时间为6s。下列说法正确的是（　　）
A．该水波的周期为1.2s B．该水波的周期为1s
C．该水波的波长为1.8m D．该水波的波长为1.2m
10．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
11．如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中O为波源。设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中错误的是（　　）
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，且图中质点9起振最晚
B．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总比质点7通过相同位置时落后
C．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致
D．只要图中所有质点都已振动了，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第99次振动
12．以质点P为波源的机械波在绳上传到质点时的波形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．绳波传播不需要介质 B．P点的起振方向朝上
C．绳中质点带动右侧相邻的质点振动 D．当P点停止振动时，绳波立即消失
13．如图所示，图中有一为上下振动的波源S，频率为100Hz，所激起的波向左右传播，波速为8.0m/s。其振动先后传到A、B两个质点，当S通过平衡位置向上振动时，A、B质点的位置是（　　）
A．A在波谷，B在波峰 B．A、B都在波峰
C．A在波峰，B在波谷 D．A、B都在波谷
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
15．一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
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．图甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，M是平衡位置为处的质点，N是平衡位置为处的质点，图乙为质点N由该时刻起的振动图像，则下列说法正确的是_________
A．该波沿x轴的负方向传播
B．该波的周期是0.20s
C．该波的传播速度是10m/s
D．时，质点N的速度方向沿y轴正方向
E.从到，质点M通过的路程为5cm
18．质点振动方向与波的传播方向______，这种波叫做横波。在横波中，通常把凸起的部分叫做______，凹下的部分叫做______；质点振动方向跟波的传播方向______，这种波叫做纵波。在纵波中，通常把质点分布较密的部分叫做______，质点分布较稀的部分叫做_______。
三、解答题
19．如图所示，在湖面上波源O点以振幅0.2m上下振动，形成圆形水波向外传播，A、O、B三点在一条直线上，AO间距为7.0m，OB间距为2.0m，某时刻O点处在波峰位置，观察发现3.5s后此波峰传到A点，此时O点正通过平衡位置向上运动，OA间还有一个波峰。将水波近似为简谐波。求：
①此水波的传播速度周期和波长；
②以A点处在波峰位置为0时刻，画出B点的振动图像。
20．位于坐标原点的波源产生的一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正向传播，P、Q为介质中的两质点，如图所示，质点P的平衡位置到原点O的距离x1=0.5m，λ＜x1＜2λ（λ为该波的波长）。已知波源自t＝0时由原点O开始向上振动，周期T=2s，振幅A=8cm；当质点P开始振动时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过t＝4s，质点Q第一次处于波谷位置。求：
（1）P、Q两质点的平衡位置之间的距离x2；
（2）从t＝0开始，到质点Q第一次处于波谷位置的这段时间内，波源通过的路程s。
21．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？
22．举出一个生活中的例子，说明机械波是“质点振动”这种运动形式在介质中的传播，质点并没迁移。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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平行，A正确，BC错误；
D．有波峰和波谷，但波的传播方向不一定与质点的振动方向垂直，D错误。
故选A。
3．B
【详解】
AB．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波，当波源停止振动时，海啸和地震波的传播都不会立即停止，A错误B正确；
C．地震波既有横波，也有纵波，C错误；
D．地震波和海啸具有能量，随着传播将越来越弱，D错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．该波振动方向与波的传播方向垂直，则该波是横波，A错误；
B．因OP=L=，该波的波速为
B错误；
C．t=T时，质点P由最高点向平衡位置振动，则P的振动方向竖直向下，C正确；
D．若手上下抖动加快，则频率变大，周期减小，波速不变，则根据可知，该简谐波的波长将变小，D错误。
故选C。
5．B
【详解】
停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，所以选项ACD错误，B正确。
故选B。
6．A
【详解】
根据题意可知，时，在处的质点处于
则此时该质点位于波峰位置，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．D
【详解】
AD．波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，它们并没有随波的传播而发生迁移，故A正确，D错误。
BC．波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也即传播了能量，所以波在传播过程中将振动形式以及能量由近及远地传播出去，故BC正确。
本题选择错误的，故选D。
8．B
【详解】
A．横波中质点的振动方向为与运动方向相互垂直，纵波中质点的振动方向为沿波的传播方向，故A错误；
B．波在传播中质点不会随波前进，都仍在其平衡位置附近上下振动，故位移大小始终相等，故B正确；
C．质点不会随着波的传播而移动，故C错误；
D．振源停止振动，但介质中的波仍继续传播，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
AB．从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时间为6s。该水波的周期为，选项A、B错误；
CD．由，可得波长等于1.8m，选项C正确、D错误。
故选C。
10．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。
11．D
【详解】
A．介质中所有质点的起振方向均与波源相同，都是竖直向下的，且图中质点9起振最晚，A正确，不符合题意；
B．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总比质点7通过相同位置时落后，B正确，不符合题意；
C．由题意可知，质点1与质点9相距2个波长，只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，C正确，不符合题意；
D．质点1与质点9相差2个周期，只要图中所有质点都已振动了，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动，D错误，符合题意。
故选D。
12．B
【详解】
A．绳波是机械波,机械波的传播需要满足条件：①振源振动；②介质，所以这列波的传播需要介质，故A错误；
B．Q点的起振方向朝上，P点的起振方向也朝上，故B正确；
C．由于波向左传播，绳中质点带动左侧相邻的质点振动，故C错误；
D．由于机械波依据介质传播，如果振源停止振动，在介质中传播的振动不会立即停止。故D错误。
故选B。
13．C
【详解】
由可知，波长为
当质点恰通过平衡位置向上运动，结合波形可知，此时刻A质点在波峰，B质点在波谷，故C正确，ABD错误。
故选C。
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】
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。
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．ACD
根据质点N的振动图像，结合波形图可知波的传播方向，从图像中读出波长和周期求解波速；结合波形图进行相关的判断。
【详解】
A．由振动图像可知，质点N在时刻向下振动，可知该波沿x轴的负方向传播，故A正确；
B．由图乙可知，该波的周期为0.40s，故B错误；
C．由振动图像读数周期为，波长为，则波速
故C正确；
D．由N质点的振动图像可知，时，质点N的速度方向沿y轴正方向，故D正确；
E．从到，经过了，由于质点M不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动，则质点M通过的路程不等于5cm，故E错误。
故选ACD。
18． 垂直 波峰 波谷 在同一直线上 密部 疏部
【详解】
[1][2][3] 质点振动方向与波的传播方向垂直，这种波叫做横波。在横波中，通常把凸起的部分叫做波峰，凹下的部分叫做波谷；
[4][5][6] 质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上，这种波叫做纵波。在纵波中，通常把质点分布较密的部分叫做密部，质点分布较稀的部分叫做疏部。
19．①2s，4.0m；②见解析。
【详解】
①.波速
得
T=2s
②.由O点产生左右传播波的对称性可知A在波峰时B点在平衡位置向下振动。振动图像如图
20．（1）0.5m；（2）104cm
【详解】
（1）根据λ＜x1＜2λ及当质点P开始振动时，波源恰好处于波峰位置，可知
所以
波的传播速度为
该波从P点传播到Q点的时间为
P、Q两质点的平衡位置之间的距离为
x2=v t1=0.5m
（2）从t＝0开始，到质点Q第一次处于波谷位置的时间为
波源通过的路程
s=13A=104cm
21．（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
22．见解析
【详解】
漂浮在水面上的树叶，随着水波在平衡位置附近振动，并不随着水波飘向远方。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页