第三章机械波 一、选择题（共 15 题） 1．下列关于横波、纵波的说法中，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．横波中振动质点不随波迁移，纵波中振动质点随波迁移 2．下列关于机械波的说法，其中正确的是（　　） A．波不但传递能量，而且可以传递信息 B．在一个周期内，介质中的质点所通过的路程等于振幅 C．在一个周期内，介质中的质点向前运动了一个波长的距离 D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大 3．已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空 气中时（ ） A．频率变小，波长变长 B．频率变大，波长变短 C．频率不变，波长变长 D．频率不变，波长变短 4．下列说法正确的是( ) A．做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关 B．“隔墙有耳”现象是指声波发生了明显衍射现象 C．当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象 D．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理 5．一列沿 x 轴传播的简谐横波，在 t=0 时的波形如图甲所示，P、Q 是波上的两个质 点，此时质点 P 沿 y 轴负方向运动。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正 确的（　　）是 A．该波沿 x 轴负方向传播 B．图乙可能为 Q 点的振动图像 C．t=0.10s 时，质点 P 沿 y 轴正方向运动 D．该波的波速为 80m/s 6．图甲为一列简谐横波在 t  2s 时的波动图象，图乙为该波中 x  2cm 处质点 P 的振动 图象，根据图像分析可得（　　） A．该简谐横波沿轴正方向传播 B．简谐横波的波速大小为 1m / s C． P 点振动后在任意一个 2s 内的路程均为 10cm D．在 t  2.5s 时的 P 点位移 y  2.5cm 7．下列关于波的说法，错误的是（　　） A．一切波都能发生衍射现象 B．几列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播 C．波源与观察者相互靠近时，波源发出的波的频率会变大 D．频率不同的两列波相互叠加时，各个质点的振幅随时间变化 8．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．有机械波必有机械振动 C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移 D．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 9．如图所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t 时刻的波形图．已知该波的周期 为 T，a、b、c、d 为沿波传播方向上的四个质点，则下列说法中正确的是 A．在 t+ T 时，质点 c 的速度达到最大值 2 B．在 t +2T 时，质点 d 的加速度达到最大值 C．从 t 时刻起，质点 a 比质点 b 先回到平衡位置 D．从 t 时刻起，在一个周期内，a、b、c、d 四个质点所通过的路程均为一个波长 10．如图为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波在 t=0 时的波形图， 当 Q 点在 t=0 时的振动状态传到 P 点时，则 A．1cm＜x＜3cm 范围内的质点正在向 y 轴的负方向运动 B．Q 处的质点此时的加速度沿 y 轴的正方向 C．Q 处的质点此时正在波峰位置 D．Q 处的质点此时运动到 p 处 11．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，波速 v  4m / s 。已知坐标原点处质点的振动图 像如图所示，在选项的四幅图中，能够正确表示 t  0.35s 时波形的是（　　） A． B． C． D． 12．如图所示，一根竖直悬垂的轻弹性绳，令其上端左右振动，某时刻绳上形成如图 所示波形，则绳上 a、b 两点此时的运动方向是（ ） A．a 点向左，b 点向右 B．a 点向右，b 点向左 C．a、b 两点均向左 D．a、b 两点均向右 13．一列简谐横波在 t＝0 时刻的波形如图中实线所示，t＝0.02 s 时刻的波形如图中虚 线所示。若该波的周期 T 大于 0.02 s，则该波的传播速度可能是（　　） A．1 m/s B．2 m/s C．3 m/s D．4 m/s 14．一列波沿 x 轴方向传播，某一时刻的波形如图所示．质点 A 与坐标原点 O 的水平 距离为 0.6m，波长 λ=1.6m，此时质点 A 沿 y 轴正方向振动，经过 0.1s 第一次到达波峰 处，则下列说法中正确的是（　　） A．这列波沿 x 轴正方向传播 B．这列波的周期 T=0.8s C．波速 v=14m/s D．从图示时刻开始，质点 A 经过△t=1.6s 运动的路程为 0.4m E．从图示时刻开始，质点 A 经过△t'=0.5s 第一次到达波谷 15．如图所示，两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于 x=0.2m 和 x=1.2m 处，传播速度均为 v=0.2m/s，振幅均为 A=2cm．图示为 t=0 时刻两列波 的图像（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于 x=1.2m 和 x=0.8m 的 P、Q 两质点刚 开始振动．质点 M 的平衡位置处于 x=0.5m 处，则下列判断正确的是（ ） A．质点 P、Q 的起振方向都沿 y 轴负方向 B．t＝1.5s 时刻，质点 P、Q 都运动到 M 点 C．t＝1.5s 时刻之前，质点 M 始终处于静止状态 D．t=2.5s 时 M 点处于平衡位置向 y 轴负方向运动 E．M 点开始振动后做振幅为 4cm，周期为 2s 的简谐运动 二、填空题 16．一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形如图甲，位于 x=6m 处的质点 M 的振动图象如图乙；该简谐横波的波速为_____m/s，质点 M 在 0～6s 内通过的路程 为_____cm。 17．如图甲为一列沿 x 轴正向传播的简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点 P 以 此时刻为计时起点的振动图象．则由图可知波速为___________m/s；定在 x=50m 处接 收器接收到该波频率___________5Hz(选填“大于”、“小于”、“等于”) 18．t=0 时刻从坐标原点 O 处发出一列简谐波，沿 x 轴正方向传播，4s 末刚好传到 A 点，波形如图所示.则 A 点的起振方向为______，该波的波速 v=_____m/s. 19．一列简谐横波沿 x 方向传播，在 t=0 时刻波形如图所示。已知这列波在 P 点依次出 现两个波峰的时间间隔为 0.4s，则这列波的波速为________m/s,点 Q 需要再经过______ __s，才能第一次到达波峰处。 三、综合题 20．如图所示，实线是一列简谐横波在 t1 = 0 时的波形图，虚线为 t2 =0.5s 时的波形图． ① 求波的传播速度． ② 如果 0＜t2－t1＜T，且 t1 = 0 时，x=2m 处的质点 A 正向 y 轴正方向振动，求简谐波 的速度． 21．有一列简谐横波沿 x 轴传播，在 t=0 时刻的波形图如图所示，此时质点 Q 的运动 方向沿 y 轴负方向．已知 t=3.4s 时质点 Q 恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大位移处，求： （1）该简谐横波的传播速度 v； （2）从 0 时刻起的半个周期内质点 P 的平均速率． 22．一列横波向右传播，在沿波的传播方向上有相距 2.4 m 的 P、Q 两质点，某一时刻 它们都处在平衡位置，如图所示，此时，P、Q 之间只有一个波峰，则此波的波长可能 为多少？ 23．如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谱横波在 t  0 时的波形图，图乙是这 列波中质点 P（坐标为 x  1.5m 处的点）的振动图线。 (1)求该波的传播速度。 (2)判断该波的传播方向。 (3)写出图甲中 P 点的振动方程。 参考答案： 1．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在一条 直线上，A 正确，BC 错误； D．横波和纵波中振动质点都不随波迁移，D 错误。 故选 A。 2．A 【详解】 A．机械波是振动在在介质中的传播，它可以传递能量，也可以传递信息。故 A 正确； B．介质中振动的质点在一个周期内所通过的路程等于四倍振幅，故 B 错误； C．介质中振动的质点只在自己的平衡位置两侧振动，不随波向前传播。故 C 错误； D．机械波中各质点的振动频率与波源频率相同，与介质无关。故 D 错误。 故选 A。 3．D 【详解】 当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式 v=λf 可知，波 长变短． A．频率变小，波长变长，与结论不相符，选项 A 错误； B．频率变大，波长变短，与结论不相符，选项 B 错误； C．频率不变，波长变长，与结论不相符，选项 C 错误； D．频率不变，波长变短，与结论相符，选项 D 正确； 4．B 【详解】 做简谐运动的物体，其振动能量与振动的振幅有关，与频率无关，选项 A 错误；“隔墙有 耳”现象是指声波发生了明显衍射现象，选项 B 正确；当观察者和波源间存在相对运动时不 一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动．故 C 错误；交警通过发 射超声波测量车速是利用了多普勒现象，从汽车上反射回的超声波的频率发生了变化．故 D 错误．故选 B. 5．C 【详解】 A．因为 t=0 时刻质点 P 沿 y 轴负方向运动，则波沿 x 轴正方向传播，选项 A 错误； B．因为 t=0 时刻质点 Q 向上振动，对比振动图像可知，图乙不是 Q 点的振动图像，选项 B 错误； C．t=0.10s=0.5T 时，波向右传播半个波长的距离，则此时质点 P 到达 x 轴下方与 t=0 位置 对称的位置，则此时质点 P 沿 y 轴正方向运动，选项 C 正确； D．该波的波速为 v  8  m/s=40m/s T 0.2 选项 D 错误。 故选 C。 6．C 【详解】 A．由 P 点的振动图像可知，t=2s 时，P 点向下振动，由波动图像可知，该简谐横波沿轴负 方向传播，A 错误； B．由图像可知 λ=4cm，T=4s，则波速 v  0.04  m/s=0.01m/s T 4 B 错误； 1 C．因为 2s= T ，则 点振动后在任意一个 内的路程均为 2s 2 A  10cm ，C 正确； 2 P D．由 P 点的振动图像可知，在 t  2.5s 时 P 点位移 y  5 � D 错误。 故选 C。 7．C 【详解】 2 cm=-2.5 2cm 2 A．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射现象，故 A 正确，不符合题意； B．几列波相遇时能够保持各自的运