3.2 机械波的描述 自主提升过关练（含解析） 一、选择题 1．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过 0.3 s 听到 右边山坡反射回来的声音，又经过 1.6 s 后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为 340 m/s，则这个山谷的宽度约为（　　） A．221 m B．442 m C．374 m D．646 m 2．一个人手拿着长绳的一端，绳子另一端固定在墙上。当手上下振动，绳子上产生了波 （如图所示）。当人的手频率加快，则（　　） A．波速不变 B．波速变大 C．波长不变 D．波长变大 3．下列说法正确的是（　　） A．机械波的频率与波源无关 B．机械波的传播速度由介质本身的性质决定 C．声波是一种横波 D．形成纵波的质点，随波一起迁移 4．如图所示，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为 2Hz。现在长绳两端分别有一振源 P、Q 同时开始以相同的振幅 A 上下振动一段时间，某时 刻两个振源在绳上形成的波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位 置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显 著，而小球第二次发生了显著的振动，则以下说不正确的是（　　） A．由振源 P 产生的波先到达弹簧处 B．由振源 Q 产生的波后到弹簧处 C．两列波可能形成干涉 D．由振源 Q 产生的波的波速接近 4m/s 5．设一简谐波在给定的介质中传播，则下列说法中正确的是（　　） A．振幅越大，则波速越大 B．振幅越大，则波速越小 C．在一个周期内，振动质点通过的路程等于个波长 D．质点振动的频率越大，则波传播一个波长的距离所用的时间越短 S 6．波源 在 t0 P 时开始振动，其振动图象如图所示，在波的传播方向上有 、 S 它们到波源 的距离分别为 30m 和 48m P ，测得 、 Q 开始振动的时间间隔为 Q 3.0s 两质点， 。下列说 法错误的是（　　） A． Q 质点开始振动的方向向上 B．该波的波长为 6m C． Q S 质点的振动比波源 滞后 D．当 Q 8.0s P 质点刚要振动时， 质点正沿平衡位置向下振动 7．如图为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t  0 时刻的波形图（振动刚传到 x  0.2m 处），已知该波的周期为 0.4s ， a 、 b 、 c 为沿波传播方向上的质点，则下列说法中正确的 是（　　） A．这列波的起振方向向上 B．在 t  0.4s 时，质点 b 的速度方向为 y 轴负方向 C．在 t  0.6s 时，质点 c 的速度达到最大值 D．在 t  0.8s 时，质点 d 的加速度达到 y 轴负向最大值 8．一列简谐横波某时刻波形如图所示，此时质点 P 的速度方向沿 y 轴正方向，则（　　） A．这列波沿 x 轴负方向传播 B．质点 a 此时动能最大，加速度最小 C．再经过一个周期，质点 P 运动到 x=6m 处 D．当质点 P 运动到最低点时，质点 b 恰好运动到平衡位置 9．体育课上甲同学一脚把足球踢到了足球场旁边的池塘中间。乙提出用石头激起水波让水 浪把足球推到池边，他抛出一石块到水池中激起了一列水波，可是结果足球并没有被推到 池边。大家一筹莫展，恰好物理老师来了，大家进行了关于波的讨论。物理老师把两片小 树叶放在水面上，大家观察发现两片小树叶在做上下振动，当一片树叶在波峰时恰好另一 片树叶在波谷，两树叶在 1min 内都上下振动了 36 次，两树叶之间有 2 个波峰，他们测出 两树叶间水面距离是 4m。则下列说法正确的是（　　） A．该列水波的频率是 36Hz B．该列水波的波长是 1.6m C．两片树叶的位移始终相同 D．足球不能到岸边的原因是水波的振幅太小 10．一列声波从空气传入水中时，波长（　　） A．变长 B．变短 C．不变 D．无法确定 11．两艘航模船甲、乙停在静止的湖面上，它们之间的距离为 10m，向湖面上掷去一石 块，石块激起的一列水波沿甲、乙连线的方向传播，每条航模船每分钟上下振荡了 15 次， 而且当甲船在最低点时，乙船在最高点，两船之间还有两个水波的最高点。由此可以得到 水波的波速是（　　） A．1 m / s B．2.5 m / s C．3.75 m / s D．5 m / s 12．为体验波的形成与传播，30 位高低差不多的同学来到操场上排成一排，相互间隔 0.5m，然后从排头的同学开始，周期性地蹲下站起，后面的同学比前面的同学迟 0.5s 开始 蹲下，并依次后传，每个同学完成一次下蹲站起的时间为 4s，则（　　） A．欲使模拟较为成功的话，同学们应尽量匀速地蹲下、站起 B．从第一位同学开始到“波”传到最后一位同学用时 15s C．该“波”的波长为 4 m D．第一位同学与第四位同学的动作总是相反 13．一列沿 x 轴传播的简谐横波，波速为 形图（ t1  t2 向振动，设 ）。已知平衡位置坐标为 Δt  t2  t1 v4 t1 t2 m/s，实线、虚线分别为 、 两个时刻的波 t1 m 的质点 P，在 时刻正向着加速度变大的方 x  1.5 ，下列判断正确的是（　　） A．该波沿 x 轴负方向传播 t1 B． 时刻质点 P 振动的加速度沿 y 轴负方向 t1 C．从 开始计时，经 0.375s 质点 P 第一次回到平衡位置 D． Δt 可能为 1.25s 14．一列连续的简谐横波沿 x 轴正方向传播，传播速度为 10m/s，t=0 时刻的波形如图所 示，下列说法正确的是（ ） A．t=0 时刻，x=0.6m 处的质点振动方向沿 y 轴正方向 B．在 0~0.06s 时间内 x=0.2m 处的质点运动的路程为 0.2m C．x=3.6m 处的质点经过 0.33s 第一次到达波峰 D．当 x=3.3m 处质点位于波峰时，x=0.3m 处质点恰好位于平衡位置 �2π5π y  0.2sin � t  6 �0.12 E．x=0.1m 处质点的振对方程为 � (m) � � 15．如图所示，a、b、c、…、k 为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e 点为波 源，t=0 时刻从平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为 3cm，周期为 0.2s。在波的传播方向 上，后一质点比前一质点迟 0.05s 开始振动。t=0.25s 时，x 轴上距 e 点 2.0m 的某质点第一 次到达最高点，则（　　） A．该机械波在弹性介质中的传播速度为 8m/s B．图中相邻质点间距离为 0.5m C．当 a 点经过的路程为 9cm 时，h 点经过的路程为 12cm D．当 b 点在平衡位置向下振动时，c 点位于平衡位置的上方 二、解答题 16．2021 年 5 月 22 日 2 时 4 分，青海省果洛市玛多县发生了 7.4 级地震，该次地震是继汶 川地震之后发生的震级最高的一次地震。已知地震波中既有横波又有纵波。甲是地震波中 的一列横波在 t  0 时刻的波形图，乙为由这列横波引起的 x  2km 处质点的振动图像，如 图所示。 （1）现测得该横波从震中（指地震震源正上方的部分地面）传到成都所用时间为 3 分钟， 求震中与成都的距离； （2）判断该列横波的传播方向并确定 t  1.75s 时 x  4km 的质点的位移。 17．如图 1 所示，O、P 为某均匀介质中平衡位置相距 d=1m 的两质点，一列简谐横波从 O 点向 P 点传播，图 2，图 3 分别为 O、P 两质点的振动图象，求： （1）质点 P 的振动方程； （2）该简谐横波的传播速度大小。 参考答 案： 1．C 【解析】 右边的声波从发出到反射回来所用时间为 t1=0.3 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时 间为 t2=1.9 s。山谷的宽度 1 1 s= 2 v（t1＋t2）= 2 ×340×2.2 m=374 m 故选 C。 2．A 【解析】 波速只和介质有关，长绳不变，波速不变，A 正确。 故选 A。 3．B 【解析】 A．机械波的频率由波源决定。A 错误； B．机械波的传播速度由介质本身的性质决定。B 正确； C．声波是一种纵波。C 错误； D．形成纵波的质点，在平衡位置附近振动。D 错误。 故选 B。 4．C 【解析】 AB．由“上下坡”法可知 P 振源起振方向向上，Q 振源起振方向向下，故先到达振动系统的 是 P 波，故振源 P 离振动系统较近，故 AB 正确，不符合题意； C．产生干涉的条件是两列波的频率相等，而 P、Q 的频率不相等，故不会形成干涉，故 C 错误，符合题意； D．Q 晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故 Q 的频率接近 2HZ，故波速接近 v   f  2 �2m/s=4m/s 故 D 正确，不符合题意。 故选 C。 5．D 【解析】 AB．简谐波的波速由介质决定和振幅无关，AB 错误； C．在一个周期内质点振动走过的路程等于 4 个振幅的长度，C 错误； D．波传播一个波长的距离所用时间为一个周期，频率高则周期小，D 正确。 故选 D。 6．B 【解析】 A．由题图可知，波源开始振动的方向向上，则传播方向上所有的质点开始振动的方向都 向上，故 A 正确； B．由题意可知波从 P 传到 Q 所需时间为 3.0s ，所以该波的波速为 v x 48  30  m/s  6m/s ，根据振动图象可知周期为 T= ，所以波长 6s t 3   vT  6 �6m  36m ，故 B 错误； C．Q 质点的振动比波源 S 滞后 D．由于 P、Q 间距为 18m t  ，波长为 xQ v  36m 48 s  8s 6 ，故 C 正确； ，所以 Q 比 P 振动滞后半个周期，则当 Q 质点刚 要振动时， P 质点正沿平衡位置向下振动，故 D 正确。 故选 B。 7．D 【解析】 A．由于各质点的起振方向都等于波源的起振方向，因此这列波的起振方向向下，A 错 误； B．在 t  0.4s 时，质点 b 的速度方向为 y 轴正方向，B 错误； C．在 t  0.6s 时，质点 c 的位移达到正向最大值，速度为零，C 错误； D．根据 v  0.2  m/s  0.5m/s T 0.4 在 t  0.8s 时，波向右前传播的距离 x  vt  4m 质点 d 恰好运动到波峰处，加速度达到 y 轴负向最大值，D 正确。 故选 D。 8．B 【解析】 A．由题意根据波形与振动方向的关系可推知，这列波沿 x