惠阳区第三中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：2.1机械波的产生和传播 课时练（含解析）

2.1机械波的产生和传播
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．对于纵波质点的运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．空气介质只能传播纵波
2．有关纵波与横波，下列说法中正确的是（
）
A．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同
B．对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直
C．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能
D．横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播
3．如图所示为波沿着一条右端固定的绳子传播到点的波形图，由图可判断出点开始振动的方向（
）
A．向左
B．向右
C．向上
D．向下
4．关于机械振动和机械波下列叙述不正确的是：（
）
A．有机械振动必有机械波
B．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移
C．有机械波必有机械振动
D．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停
5．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（
）
A．振动是波形成的原因，波是振动的传播形式
B．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
C．波的传播速度就是质点振动的速度，波源停止振动时，波立即停止传播
D．质点的振动频率等于振源振动的频率
6．关于机械波的形成，下列说法中正确的是(
)．
A．物体做机械振动，一定产生机械波
B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步
C．参与振动的质点都有相同的频率
D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
7．下列关于机械波的说法中，正确的是（　　　）
A．各质点都在各自的平衡位置附近振动
B．相邻质点间必有相互作用力
C．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
D．各质点随波的传播而迁移
E.
离波源越远，质点的振动频率越小
8．某简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻恰好传播到处的A点，时，质点A恰好第一次位于波峰位置，质点P位于处，下列说法正确的是：（
）
A．该波的波速为
B．时质点P的路程是0.12m
C．能与该波发生干涉的另一简谐波的频率是2.5Hz
D．质点P第三次到达波峰的时刻是1.5s
9．如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，从波传到
处开始计时。已知
处的质点连续两次位于波峰的时间间隔为
，则下面说法中正确的是（
）
A．该列波在0.1s内向右传播的距离为1m
B．在0-0.1s时间内，质点
通过的路程是
C．在
时，质点
的振动方向沿轴负方向
D．质点
经过0.5s第一次到达波谷
10．如图所示，实线为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，过了1秒钟，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，则（　　）
A．此时范围内的质点正在向y轴正方向运动
B．此时范围内的质点正在向y轴正方向运动
C．此波的传播速度为（4n+3）cm/s，n＝0，1，2，3…
D．Q处质点此时正在波谷位置，加速度沿y轴的负方向
11．如图所示，一列简谐横波从O点开始沿x轴向右传播，P、Q是介质上的两个质点，分别位于和处，从时刻开始计时，波源O开始向上振动，波沿x轴向右传播，经过时间波源O第2次到达波峰，已知波的传播速度为，波的振幅为，求：
?
该机械波的波长；
从到时间内，P、Q两质点到达波峰的次数和
12．某介质中形成一列简谐波，t=0时刻的波形如图中实线所示，
(1)若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再
经过0.6s，P点也开始起振。求：该列波的周期T和传播速度v；
(2)若此列波的传播速度大小为20m/s，且波形由实线变为虚线需要经历0.575s时间，则该列波的传播方向如何？
13．如图所示是某时刻一列横波上A、B两质点的振动图象，该波由A传向B，两质点沿波的传播方向上的距离Δx=6．0m，波长大于10．0m，求：
①再经过0．7s，质点A通过的路程。
②这列波的波速。
参考答案
1．D
【解析】
试题分析：对于横波和纵波指的是质点振动方向与机械波传播方向之间的关系，横波的质点的振动方向和波的传播方向垂直，纵波的质点的振动方向和传播方向在同一直线上，并不一定相同，所以AB错．机械波上点只能在平衡位置振动，不能随波迁移，C错．横波只能在固体中传播，纵波可以在气液固介质中传播，因此选D．
考点：横波、纵波
点评：本题考查了机械波的两种类别．偏振现象可以用来区别横波和纵波，只有纵波不会发生偏振现象．
2．B
【解析】
A.纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上，方向并不一定相同，故A项不合题意.
B.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波；故B项符合题意.
C.机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，无论横波和纵波都是这样，故C项不合题意.
D.横波只能在固体中传播，纵波可在固体、液体和气体中传播，故D选项不合题意.
3．D
【解析】
由题图可知波向右传播,传播到点，点刚开始振动且振动方向向下，其重复波源A的运动，所以A点开始振动的方向向下.
A.向左与分析结果不相符；故A项不合题意.
B.向右与分析结果不相符；故B项不合题意.
C.向上与分析结果不相符；故C项不合题意.
D.向下与分析结果相符；故D项符合题意.
4．A
【解析】
有机械振动不一定有机械波,还必须有传播振动的介质,选项A错误；
在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移，而是在自己的平衡位置附近上下振动，选项B正确；
有机械波必有机械振动，选项C正确；
在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止，选项D正确；此题选择错误的选项，故选A.
5．ABD
【解析】
AB.机械波的产生条件是有波源和介质。由于介质中的质点被依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A符合题意，B项符合题意.
C.波的传播速度是波形由波源向外延伸的速度，在均匀介质中其大小不变，而质点振动的速度和方向都随时间发生周期性地变化，波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播，波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会立即停止传播，选项C不合题意.
D.质点的振动频率由振源决定，故选项D符合题意.
6．BC
【解析】
若只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处介质的质点不可能振动起来而形成机械波，故A选项错误．任何一个振动的质点都是一个波源，带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，但振动频率相同，故B、C选项正确．形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近做往复运动，并没有随波迁移，离波源远的质点振动的能量是通过各质点的传递从波源获得的，故D选项不正确．
7．ABC
【解析】
机械波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移。故A正确，D错误。根据波向前传播的特点，前面的质点带动后面的质点振动，相邻质点间必有相互作用力，故B正确。机械波由产生的地方由近及远向前传播，前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点，故C正确。各质点都在振源的带动下做受迫振动，则各个质点的振动频率都等于振源的振动频率，选项E错误；故选ABC.
【点睛】
机械波产生的条件是振源与介质．各质点并不随波迁移，波形成的特点是：带动、重复、滞后．
8．BC
【解析】
A、由题知，解得该波的周期为：，由图读出波长为，则波速为：，故选项A错误；
B、波从图示时刻传到点的时间为：，起振方向向下，当时,质点已振动了时间，所以时质点的路程为：，故选项B正确；
C、该波的频率为：，两列波发生干涉的条件是频率相同，所以与该波发生干涉的另一简谐波的频率是，故选项C正确；
D、质点P第三次到达波峰的时间为：，故选项D错误。
9．AD
【解析】
这列波在P点连续出现两个波峰的时间间隔为0.4s,则该波的周期为T=0.4s,由图读出波长.则波速为.所以该列波在0.1s内向右传播的距离为.故A正确；,因为图示时刻质点Q不在平衡位置和最大位移处,所以在
内,质点通过的路程不等于振幅,故B错误；简谱横波沿x轴正向(向右)传播,由波形平移法知时刻,质点Q的振动方向沿y轴负向,则时,质点Q的振动方向沿y轴正向,故C错误；波传播到需要时间，由于波源的起振方向向下，所以N点刚开始向下运动，经过
到达波谷，所以质点经过第一次到达波谷，故D正确；故选AD
10．AC
【解析】
AB、当Q点在时的振动状态（通过平衡位置向上振动）传到P点时，x=0cm处质元在波谷，x=2cm处质元在波峰，则向y轴的正方向运动，向y轴的负方向运动，A正确B错误；
C、波长，根据传播规律可知，1s时间内，波向x轴负方向传播了，n=0、1、2…．即传播了个周期，则周期，n=0、1、2…．根据波长、周期和波速的关系可知，，n=0，1，2，3…，C正确。
D、根据波动规律可知，此时Q处质点处于波谷，加速度沿y轴正方向，D错误。
11．(1)
(2)
【解析】
(1)根据题意可知，波源从开始振动到第二次到达最高点，由振动特征有：
可得：，
由波长公式可得：；
(2)波经过时间传到P点，P质点开始振动，质点的起振方向向上，，可得P位于波峰的次数；
同理波经过时间传到Q点；
Q质点开始振动，质点的起振方向向下，
可得Q位于波峰的次数
【点睛】
本题主要是考查了横波的知识；解答本题的关键是根据质点的起振方向判断出波传播到P和Q的起振方向，根据简谐运动中波长、波速和波长的关系进行求解。
12．(1)T=0.2s,v=10m/s
(2)波沿x轴正确方向传播
【解析】
波向右匀速传播，根据传播距离x=6m，时间t=0.6s，求出波速，由图读出波长，求出周期；由波速和时间求出波传播的距离，研究与波长的关系，根据波形的平移确定波的传播方向。
【详解】
（1）由图象可知，波长；
当波向右传播时，点B的起振方向沿-y方向，则P点的起振方向沿-y方向．
则波速
，
由得，周期
（2）若波速，时间
，
则波沿x轴方向传播的距离为：
根据波形的平移可知，波沿x轴正确方向传播。
【点睛】
本题是知道两个时刻的波形研究波传播的距离、波速、周期的问题．第（2）问可以根据波的周期性，运用数学知识列出通项式，再确定波的传播方向。
13．(1)0.35；(2)60m/s
【解析】
由图读出周期和振幅，根据时间与周期的关系求路程；由振动图象读出A、B两个质点在同一时刻的状态，结合波形分析△x与波长的关系，并根据波长大于4.0m，求出波长．再由求出波速。
【详解】
（1）由振动图象可知，质点振动周期T=0.4s，振幅A=0.05m
通过的路程为：。
（2）由振动图象可知，波的周期T=0在t=0时刻，A位于平衡位置向上运动，而B处于波谷，结合波形得到，，解得，波长，（n=0，1，2，…）
因λ＞10m，故n=0，λ=24m
由波速公式
可得：v=60m/s
【点睛】
解答本题时要知道波的周期与质点振动的周期相等．本题先根据两个质点的状态，得到波长的通项，再求解波长的特殊值，关键要抓住波的周期性进行分析。