人教版高中物理必修3-4讲义资料，复习补习资料：17机械波 复习与巩固(提高)

机械波 复习与巩固


【学习目标】
1．波的形成与传播。
2．波的多解。
3．波的特有现象。
4．波动图像与振动图像关系。
5．波长、波速与频率的关系。
6．通过波的图像综合，加深对波的理解能力、推理能力和空间想象能力，结合图像解决问题。
【知识网络】

【巩固练习】
一、选择题
1．关于机械波的概念，下列说法中正确的是（ ）．
A．相隔一个周期的两个时刻，简谐波的图像相同
B．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
C．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长
D．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等
2．(2019 江西上饶二模)如图所示是一列简谐波在t＝0时的波形图象，波速为v＝10m/s，此时波恰好传到I点，下列说法中正确的是(　　)
A．此列波的周期为T＝0.4s
B．质点B、F在振动过程中位移总是相等
C．质点I的起振方向沿y轴负方向
D．当t＝5.1s时，x＝10m的质点处于平衡位置处
E．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同
3．蝉（知了）是利用蝉的a发出声音；某同学绕蝉歇息的树干走了一圈，听到忽高忽低的蝉鸣声，这是由于声波的b现象．a、b组合正确的是（ ）．
A．蝉的嘴，衍射 B．蝉的腹部，干涉 C．蝉的翅膀，共振 D．蝉的翅膀，叠加
4．下面关于多普勒效应的说法中正确的是（ ）．
A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了
B．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化
C．向你驶来的汽车发出的汽笛声特别刺耳，这就是多普勒效应
D．不仅机械波有多普勒效应，其他的波也都有此效应
5．如图所示表示一列沿x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形．已知波速v=2.4 m／s，横坐标为x=0.9 m的质点，从t=0到t=1 s，通过的路程为（ ）．

A．2.56 m B．2.4 m C．0.6 m D．0.02 m
6．a、b是一条水平绳上相距为的两点，一列简谐横波沿绳传播，其波长等于，当a点经过平衡位置向上运动时，b点（ ）．
A．经过平衡位置向上运动 B．处于平衡位置上方位移最大处
C．经过平衡位置向下运动 D．处于平衡位置下方位移最大处
7．(2019 辽宁大连模拟)一列简谐横波以1 m/s的速率沿绳子由A向B传播,质点A、B间的水平距离x=3 m,如图甲所示。若t=0时,质点A刚从平衡位置开始向上振动,其振动图象如图乙所示,则B点的振动图象为下面四个图中的(　　)
8．水池分深水区和浅水区，一列在深水区以34 cm／s速度传播的波以60°的入射角进入浅水区，在浅水区折射角为r，波长为，则关于折射角r及波长，下列判断正确的是（ ）．
A．变大，r＜60° B．变小，r＜60°
C．变大，r＞60° D．变小，r＞60°
9．如图所示，S为上下振动的波源，振动频率为100 Hz，所产生的横波向左、右两方向传播，波速为80 m／s，已知P、Q两质点距波源S的距离为SP=17.4 m，SQ=16.2 m．当S通过平衡位置向上振动时，P、Q两质点的位置是（ ）．

A．P在波峰，Q在波谷 B．都在波峰 C．都在波谷 D．P在波谷，Q在波峰
10．如图，A是波源，各点之间的距离均为l m，当t=0时A开始向上振动，经过0.1 s第一次到达最大位移，此时波传播到C点，则下列说法正确的是（ ）

A．波的传播速度是10 m／s，周期是0.4 s
B．波的频率是2.5 Hz，波长是8 m
C．再经0.2 s，波传到G点，F点达到最大位移
D．波传播到J点共历时0.45 s，这时H点达到最大位移
二、填空题
11．有一种用钢丝操纵做圆周飞行的飞机模型，装有两冲程的活塞式发动机作为动力．操纵者站在圆心，在他听来发动机工作时发出的声音是平稳不变的．场边的观察者听到的声音忽高忽低地做周期性变化，这是由于________，这种现象叫________。
12．一列简谐波向右传播，波速为v，沿波传播方向上有相距为L的A、B两质点，如某时刻A、B均处于平衡位置，且A、B间仅有一个波谷，则该波的波长可能值是________．若经过时间t，b质点第一次运动到波峰，则T的可能值有________个．
三、解答题
13．如图所示是干涉消声器的工作原理图，在A点发出频率为680 Hz的声音，沿圆弧和直线型管道传到b点，已知，，则在B点能否听到声音．（v=340 m／s）

14．甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿直线仇相向传播，t=0时的波形图像如图所示，如果两列波的波速都是10 m／s，求：

（1）甲、乙两列波的频率各是多少？
（2）第几秒末两列波相遇，相遇时C、D两点间有哪些点位移最大？
（3）t=0.3 s末，C、D间（包括C、D两点）有几个点的位移最大？
15．(2019 河南洛阳五校联考)一列简谐横波沿x方向传播,如图所示,其中实线和虚线分别为t=0和t=0.5 s两时刻的波形图,坐标为x=8 m处的质点在t=0时刻运动方向沿y轴负方向。
(1)判断这列波的传播方向;
(2)如果T>0.5 s,求波速;
(3)如果T<0.5 s,求波速的所有可能值。
【答案与解析】
一、选择题
1．【答案】A、D
【解析】质点的振动状态经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长，而不是质点本身沿波的传播方向移动一个波长．绳上相距半个波长的两质点位移总是大小相等，方向相反．对于横波，质点的振动方向和波的传播方向垂直．而纵波中质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上，B、C两项错误，A、D两项正确．
2．【答案】ABC
【解析】由波形图可知，波长λ＝4m，则，A正确；质点B、F之间的距离正好是一个波长，振动情况完全相同，所以质点B、F在振动过程中位移总是相等，B正确；由题图可知，I刚开始振动时的方向沿y轴负方向，C正确；波传到x＝10m的质点的时间，t＝5.1s时，x＝10m的质点已经振动，所以此时处于波峰处，D错误；质点A、C间的距离为半个波长，振动情况相反，所以位移的方向不同，E错误。
3．【答案】B
4．【答案】B、C、D
【解析】波源的频率并不改变．
5．【答案】C
【解析】由题中图像可知：=1.2 m，由于，得．从t=0到t=1 s，质点完成两次全振动，则通过的路程为：s=2×4×A=2×4×2 cm=0.16 m．
6．【答案】C
【解析】由题意可知，，所以a、b振动状况相反，当a点经过平衡位置向上运动时，b点经过平衡位置向下运动．
7．【答案】B
【解析】该波由A传到B所需时间为,所以质点B在t=3s时才开始振动,且振动情况为重复质点A的振动,即起振方向为由平衡位置向上振动,故选B。
8．【答案】B
【解析】波在浅水区传播比在深水区传播的速度小．而频率不变，所以波长变小．而折射率，所以r＜60°．B项正确．
9．【答案】A
【解析】由得=0.8 m，即依题意可得，，当S在平衡位置向上振动时，Q、P都应在最大位移处，画出最简波形图如图所示．

故P在波峰，Q在波谷，A正确，B、C、D错．
10．【答案】B、D
【解析】由题意可知：T=0.4 s，=8 m，所以f=2.5 Hz，v=20 m／s，B项正确，A项错误．
再经0.2 s，波又向前传播的距离x=vt=4 m，到达G点，E达到最大位移处，C项不正确．
当波传到J点时，所用时间，此时H点达到最大位移处，D项正确．
二、填空题
11．【答案】声波与观察者相对运动 多普勒效应
12．【答案】2L、L、 2
三、解答题
13．【答案】见解析
【解析】波长，
而，
所以B点是振动减弱点，因此听不到声音．
14．【答案】见解析
【解析】（1）由图知：两列波的波长相等，即=4 m．又因V=10 m／s，所以由得，故甲、乙两列波的频率均为2.5 Hz．
（2）设经t两波相遇，则：2vt=4 m，所以。又因，故波分别向前传播个波长相遇．此时两列波的图像如图（a）中的虚线所示．故在t=0.2 s末．CD间有x=5 m和x=7 m处的点位移最大．
（3）两波经0.3 s传播的距离为：v·t=10×0.3 m=3 m，其波的图像如图（b）中的虚线所示：
由图像可知，位移最大的点为x=6 m处的点，即只有一个点的位移最大．

15．【答案】(1)沿x轴正方向　(2)4 m/s　(3)4(4n+1) m/s(n=1,2,3…)
【解析】(1)根据x=8 m处的质点在t=0时刻的运动方向可判定,该简谐横波的传播方向沿x轴正方向。
(2)设该简谐横波中质点的振动周期为T(T>0.5s),该波的波长λ=8m,根据题目所给信息可得
实线波形到形成虚线波形波传播距离为，经过时间．则有
，所以 T=2s
根据公式 可得v=4 m/s
(3)若T<0.5s,则 (n=1,2,3…),
解得 (n=1,2,3…)
根据公式可得波速的所有可能值为v=4(4n+1)m/s(n=1,2,3…)。