3.1 波的形成课后练习 word版含答案

1波的形成课后练习
一、单选题
1.机械波在某种介质中传播时，下列说法正确的是（?? ）
A.?振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短
B.?在一个周期内，某个振动质元走过的路程等于一个波长
C.?振幅越大，则波传播的速度越快
D.?振幅越大，则波传播的速度越慢
2.下列关于横波、纵波的说法正确的是（??? ）
A.?凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷
B.?质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波
C.?沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波
D.?沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波
3.如图所示，在均匀介质中S1 S1 和S2 S2 是同时起振（起振方向相同）、频率相同的两个机械波源，它们发出的简谐波相向传播．在介质中S1和S2平衡位置的连线上有a、b、c三点，已知 S1a=ab=bc=cS2=λ2 （λ为波长），则下列说法中正确的是（?? ）
A.?b点的振动总是最强，a、c两点的振动总是最弱
B.?b点的振动总是最弱，a、c两点的振动总是最强
C.?a、b、c三点的振动都总是最强
D.?a、b、c三点的振动都是有时最强有时最弱
4.一列向右传播的简谐横波，当波传到 x ??2.0m 处的 P 点时开始计时，该时刻波 形如图所示，t ??0.9s 时，观察到质点 P 第三次到达波峰位置，下列说法不正确的是（??? ）
A.?波速为 0.5m / s
B.?经 1.4s 质点 P 运动的路程为 70cm
C.?t=1.6s 时， x=4.5m处的质点 Q 第三次到达波谷
D.?与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为 2.5 Hz
5.如图所示，为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到B点的波形，由图可判断出A点刚开始的振动方向是(?? )
A.?向下?????????????????????????????????????B.?向上?????????????????????????????????????C.?向左?????????????????????????????????????D.?向右
6.如图1所示为一列简谐横波在t＝10s时的波形图，图2是这列波中P点的振动图线，则该波传播速度和传播方向是（?? ）
?
A.?v＝4m/s，向x负方向传播??????????????????????????????????B.?v＝8m/s，向x负方向传播
C.?v＝4m/s，向x正方向传播??????????????????????????????????D.?v＝8m/s，向x正方向传播
7.如图所示，同一介质中的P、Q两列持续振动的简谐横波分别沿x轴正向和负向传播，质点a、b、c、d分别位于6m、7m、8m、7.5m处，若波的传播速度为10m/s，图示为t=0时刻的波形图,则再经过t=0.5s时（?? ）
A.?质点振动的频率为0.4Hz?????????????????????????????????????B.?质点a、c处于平衡位置
C.?质点b的位移大小为30cm???????????????????????????????????D.?质点d的振动方向沿+y轴
8.平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s，平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP=3.5m，xQ=﹣3m，当S位移为负且向﹣y方向运动时，P、Q两质点的（?? ）
A.?位移方向相同，速度方向相反?????????????????????????????B.?位移方向相同，速度方向相同
C.?位移方向相反，速度方向相反?????????????????????????????D.?位移方向相反，速度方向相同
9.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s．一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）．在一次地震中，震源地地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（?? ）
A.?P先开始振动，震源距地震仪约36km?????????????????B.?P先开始振动，震源距地震仪约25km
C.?H先开始振动，震源距地震仪约36km?????????????????D.?H先开始振动，震源距地震仪约25km
10.一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ．若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t= T2 时刻的波形曲线为（?? ）
A.??????????????????????????????????????B.???
C.????????????????????????????????????D.?
11.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s．一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（?? ）
A.?P先开始振动，震源距地震仪约36 km????????????????B.?P先开始振动，震源距地震仪约25 km
C.?H先开始振动，震源距地震仪约36 km????????????????D.?H先开始振动，震源距地震仪约25 km
12.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下正确的是（?? ）
A.?因为“随波逐流”木块将被推至远处
B.?因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况
C.?无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动
D.?木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关
13.学生们在教室内上课，为了减小校园外汽车的噪声干扰，下列措施可行的是（?? ）
A.?老师讲课的声音大一些??????????????????????????????????????? B.?在教室周围植树
C.?每个学生都带一个防噪声耳罩?????????????????????????????D.?在教室内安装噪声监测装置
14.如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（?? ）
A.?a点的振动始终加强????????????????????????????????????????????B.?a点的振动始终减弱
C.?由图可知两波源振动的频率相同?????????????????????????D.?在两波相遇的区域中不会产生干涉
15.一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，下列判断正确的是（?? ）

A.?左边的波先到达中点M???????????????????????????????????????B.?两列波波速之比为1：2
C.?中点M的振动总是加强的????????????????????????????????????D.?绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
二、填空题
16.如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4m，若S1、S2振动频率均为10Hz，两列波的波速均为10m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R=BS1为半径画圆．
该波的波长为________,在S1、S2连线之间(S1和S2两波源点除外)振动减弱的点有________个,在该圆周上(S1和S2两波源点除外)共有________个振动加强的点
17.机械波产生和传播的两个条件是有波源和________，声波是________。填“横波”或“纵波”)．
三、综合题
18.一列简谐横波由 a 点向 b 点传播，振幅为 10cm ， t=0 时刻 a 质点的位移为 +5cm 且向上振动， b 质点恰在平衡位置向上振动；经 t=0.1s ， b 质点的位移第一次为 +5cm 。
（1）求质点振动的周期 T ；
（2）写出 b 质点的振动方程。
19.如图所示，甲为某一波在t=0时的图象，乙为参与该波动的P质点的振动图象．
（1）试确定波的传播方向；
（2）求该波的波速v；
（3）求再经过3.5s时P质点的路程s和位移．
20.如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小为v=0.6m/s，P质点的平衡位置坐标为x=0.96m．从图中状态开始计时（此时该波刚好传到距O点0.24m的位置），求：
（1）经过多长时间，P质点第一次到达波峰？
（2）经过多长时间，P质点第二次到达波谷？P质点第二次到达波谷时，P质点通过的路程及该时刻的位移为多少？
21.甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v=25cm/s，两列波在t=0时的波形曲线如图所示．求：
（1）t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标；
（2）从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为﹣16cm的质点的时间．
答案解析
一、单选题
1. A
A.频率是周期的倒数，所以振动的频率越高，振动周期越短，波传播一个波长的距离所用时间越短，A符合题意；
B.振动质元只在平衡位置上下振动，不会沿波方向前进，所以路程不等于一个波长，B不符合题意；
CD.波传播的速度是由介质决定的，与振幅大小无关，C不符合题意，D不符合题意。
故答案为：A
2. A
A.横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部；凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷，A项符合题意
B.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波；B项不合题意.
CD.横波和纵波都能沿横向或纵向传播，质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波，C项不合题意，D项不合题意.
故答案为：A
3. C
已知 S1a=ab=bc=cS2=λ2 （ λ 为波长），则两波到b点的路程相等，则该点是振动加强点；而两波到a点的光程差为一个波长，则也是振动加强点；两列波到c点的光程差也为一个波长，则此点也是振动加强点．因此a、b、c三点的振动都总是最强；
故答案为：C．
4. A
简谐横波向右传播,由"波的先动带后动"特点知，P点的起振方向为竖直向上.t=0.9s时,P点第三次到达波峰,即有(2+14)T=0.9s,T=0.4s,波长为λ=2m,所以波速v=λT=2m0.4s=5m/s， 故A错误。B.?t=1.4s相当于3.5个周期，每个周期路程为4A=20cm， 所以经过1.4s质点P运动的路程为3.5×4A=14×5cm=70cm， 故B正确。
C. 经过t=△xv=4.5m?2m5m/s=0.5s波传到Q， 经过2.75T，即再经过1.1s后Q第三次到达波谷，所以t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第三次到达波谷。故C正确。
D. 要发生干涉现象,另外一列波的频率一定相同,即f=1T=2.5Hz ， 故D正确。
故答案为A.
5. B
AB．图示时刻B振动方向向上，则A点刚开始的振动方向向上。B符合题意，A不符合题意。
CD．绳子上向右传播的横波，质点的振动方向与传播方向垂直，不可能沿水平方向。CD不符合题意。
故答案为：B
6.A
由图象1可知，该波的波长λ=4m，由图2知周期为T=1s，则波速为： v=λT=41=4m/s ，由图2知：在t=0时刻，质点P向下振动，则t=10s时，质点P也是向下振动的，根据上下坡法知，波向x轴负方向传播，A符合题意，B、C、D不符合题意；
故答案为：A。
7. B
A、由题意可知 v=10m/s ， λ=4m ，则质点振动的周期 T=λv=4m10m/s=0.4s ,频率为 f=1T=2.5Hz ，A不符合题意；
B、质点a、c为振动减弱点，当t=0.5时，两波振动方向相反，所以质点a、c处于平衡位置，B符合题意；
C、质点b是振动加强点，t=0.5时，两列波在质点b的位移为0，故质点b的位移为零，C不符合题意；
D、t=0.5时，简谐橫波P在d处向下振动，简谐横波Q在d处也向下振动，所以质点d的振动方向沿-y轴，D不符合题意；
故答案为：B。
8. D
解：据题境和波速V=λf 得：λ=2m，T=0.02s，Q关于y轴的对称点Q1 ， 据题境可知两点的振动情况相同，则Q1P两点的距离之差为 λ4 ；质点P据波源的距离为 3λ4 时，波源S位移为负且向﹣y方向运动时，所以质点P的位移为负且向上运动；由因为Q1P两点的距离之差为 λ4 ，所以Q1的位移为正且向上运动，即PQ两点的位移方向相反，振动方向沿y轴的正方向，故ABC错误，D正确．
故选：D．
9. A
解：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据 xv1?xv2=5s ，x=36km．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
10. A
解：从振动图上可以看出x=0处的质点在t= T2 时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确，BCD错误．
故选：A．
11.A
解：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据 xv1 ﹣ xv2 =5s，解得：x=36km．故A正确，B、C、D错误． 故选：A．
12.C
解：波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置运动，不随波向前移动，故ABD错误，C正确； 故选：C
波的传播速度与质点振动速度没有直接关系．
13.B
解：A、老师讲话声音大并不会降低噪声对学生的上课的干扰，故A错误； B、在周围植树会在噪声的传播途中吸收部分噪声，从而减弱噪声，故B正确；
C、学生戴上防噪声耳罩后老师讲课声音也听不到，无法进行学习，故C错误；
D、噪声监测器只会测出噪声的分贝，不会减弱噪声，故D错误；
故选：B．
14.D
解：A、因为不能发生稳定的干涉现象，所以虽然此时刻a点的振动加强，但不能始终加强，当然也不能始终减弱，故A错误，B错误； C、从图中看出，两列波的波长不同，而在同一介质中不同的机械波的波速相等，根据v=λf，所以两列水波的频率不同，而只有两列波的频率相同时才能发生干涉现象，所以在两波相遇的区域中不会产生干涉．所以C错误，D正确．
故选：D
15. D
解：A、因波速由介质决定，则它们的传播速度相同，因此两波同时到达中点M，A不符合题意；
B、波速由介质决定，与波长和频率无关，两列波波速之比为1：1，B不符合题意；
C、由于波的频率不同，故两列波并不能干涉，M点并不是振动加强点，C不符合题意；
D、由图可知，左边波向右传播，而右边的波向左，依据上下坡法，那么它们起振方向相同，再依据波产生的原理：带动、重复、滞后，即可判定P、Q开始振动的方向相同，D符合题意；
故答案为：D．
二、填空题
16. 1m；8；14
（1）波长 λ=vT=vf=1010m=1m （2）S1、S2之间恰好有4个波长，由对称性可直接判断B点为加强点，A、B、C三点分别为S1、S2连线的等分点，由图形可知，AS2-AS1=2λ，CS1-CS2=2λ，A与C两点也为加强点，设S1A的中点为P，则有S1P与S2P之差为3λ，同理，AB、BC、CS2的中点仍为加强点，那么振动加强点为7个，而光程差满足半波长的整数倍，即为振动减弱点，故在S1、S2连线上有8个减弱点．
;（3）过A、B、C三各自加强点作7条加强线（表示7个加强区域）交于圆周上14个点，显然这14个点也为加强点，故圆周上共有14个加强点．
17. 介质；纵波
机械波产生和传播的两个条件是有波源和传播波的介质；声波是纵波。
三、综合题
18. （1）解：质点 b 的振动方程表达式为： y=Asin(2πTt) ，
t=0.1s 时： y=10sin(2πT×0.1)=5 ，所以 0.2πT=π6 ，可得 T=1.2s
（2）解：质点 b 的振动方程： y=Asin(2πTt)=10sin(5π3t)cm
b从平衡位置开始振动，振动方程为y=Asinwt根据题意，可以求出T=1.2s。所以振动方程可表达出。
19. （1）解：从题图乙中可以看出，t=0时P点经过平衡位置向下振动，由题图甲可以判断出此波沿﹣x方向传播．
（2）解：由题图甲知λ=4 m，
由题图乙知T=1.0 s，
所以波速v=λ/T=4.0 m/s．
（3）解：求路程：因为n= △tT2 = 3.512 =7
所以路程：s=2An=2×0.2×7 m=2.8 m
求位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变．所以只需考查从图示时刻P质点经 T2 时的位移即可，所以经3.5 s质点P的位移仍为零．
（1）在振动图象上读出t=0s时P质点的振动方向，再判断波的传播方向；（2）由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，求出波速．（3）根据时间与周期的关系求出再经过3.5s时P质点的路程s和位移．质点做简谐运动时，一个周期内通过的路程是四个振幅．
20. （1）P质点第一次到达波峰所需的时间，就是初始时刻x=0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间，由图可知：△x1=0.96m﹣0.06m=0.90 m则t1= △x1v = 0.90.6s =1.5s
答：经过1.5s时间，P质点第一次到达波峰．
（2）为了求P质点第二次到达波谷所需的时间，可选取x=0.18m处的质点的振动状态作为研究对象，该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间，则：
△x2=0.96m﹣0.18m=0.78m
t2= △x2v +T= 0.780.6 s+0.4s=1.7s
设波最右端传到P处所需时间为t3 ， 有：
t3= 0.96?0.240.6s =1.2s
所以从质点P起振到第二次到达波谷历时
△t=t2﹣t3=1.7s﹣1.2s=0.5s，相当于 114T
所以P通过路程为5A=0.25 m
此时刻质点P的位移为﹣5 cm
答：经过0.5s时间，P质点第二次到达波谷．P质点第二次到达波谷时，P质点通过的路程及该时刻的位移分别为：0.25m和﹣5cm．
首先据图得出波长和振幅，据波速公式求周期；再利用传播距离与波速的关系求解；利用质点的振动情况分析其路程和位移．由波形图可知，波长λ=0.24m，波上质点振动的振幅为A=5cm，波上质点振动的周期为：T= λv = 0.24m0.6m/s =0.4s
21. （1）解：t=0时，在x=50cm处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为16cm，两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm
从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为：
λ1=50cm，λ2=60cm…①
甲、乙两列波的波峰的x坐标分别为：
x1=50+k1λ1,k1=0,±1,±2,... …②x2=50+k2λ2k2=0,±1,±2,... …③
①②③式得，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为：
x=（50+300n）cm??? n=0， ±1,±2,...④
答：t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为（50+300n）cm??? n=0， ±1,±2,...
（2）解：只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为﹣16cm．t=0时，两波波谷间的x坐标之差为：
△x′=[50+（2m2+1） λ22 ]﹣[50+（2m1+1） λ12 ]…⑤
式中．m1和m2均为整数，将①式代入⑤式得：
△x′=10（6m2+5m1）+5
由于m1和m2均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为：
△x'0 =5cm
从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为﹣16cm的质点的时间为：
t= △x'02v
代入数值得：t=0.1s
答：从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为﹣16cm的质点的时间为0.1s
该题是一道难度较大的试题，解答过程中要注意数学知识在物理学中的应用，尤其是对于通式的表述．同时要求学生要有较强的计算能力，计算过程中要细心．