高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 波的反射、折射和衍射精练

第三章 机械波

3.1-3.2：波的形成和波的描述

一：知识精讲归纳

考点一、机械波

1．介质

(1)定义：波借以传播的物质．

(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动．

2．机械波

机械振动在介质中传播，形成了机械波．

3．机械波的特点

(1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式．

(2)波是传递能量的一种方式．

(3)波可以传递信息．

考点二、横波和纵波

考点三、波的图像

1．波的图像的画法

(1)建立坐标系

用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移. 

(2)描点

把平衡位置位于x1，x2，x3，…的质点的位移y1，y2，y3，…画在xOy坐标平面内，得到一系列坐标为( x1，y1 )，( x2，y2 )，( x3，y3 )，…的点．

(3)连线

用一条平滑的线把各点连接起来就是这一时刻波的图像，有时也称波形图.  

2．正弦波(简谐波)

(1)如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波．

(2)简谐波中各质点的振动是简谐运动．

3．波形图与振动图像

(1)波形图表示介质中的“各个质点”在某一时刻的位移．

(2)振动图像表示介质中“某一质点”在各个时刻的位移．

 考点四、波长、频率和波速

1．波长λ

(1)定义：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．

(2)特征

①在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．

②在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长．

2．周期T、频率f

(1)周期(频率)：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)叫波的周期(或频率)．

(2)周期T和频率f的关系：互为倒数，即f＝.

(3)波长与周期的关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长．

3．波速

(1)定义：机械波在介质中的传播速度．

(2)决定因素：由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速是不同(选填“相同”或“不同”)的．

(3)波长、周期、频率和波速的关系：v＝＝λf.

技巧归纳：

1．振动和波动的区别与联系

2、质点的振动方向和起振方向的判定

1．质点的起振方向

质点的起振方向是指质点刚开始振动的方向，由于介质中的质点都重复波源的振动，所以介质中的所有质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同．

2．质点的振动方向

质点的振动方向是指某时刻质点的运动方向，可利用“带动法”判定：

(1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点．

(2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图5所示．

3、质点振动方向与波传播方向的关系

已知质点的运动方向来判断波的传播方向或已知波的传播方向来判断质点的运动方向时，判断依据的基本规律是横波的形成与传播的特点，常用方法有：

1．带动法：后面质点依次重复前面质点的振动．

2．上下坡法：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”(如图3所示)．

图3

3．同侧法：在波的图像上的某一点，沿y轴方向画出一个箭头表示质点运动方向，并设想在同一点沿x轴方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧(如图4所示)．

图4

4．微平移法：如图5所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间Δt后的波形如虚线所示，由图可见t时刻的质点P1(P2)经Δt后运动到P1′(P2′)处，这样就可以判断质点的运动方向了．

图5

4.振动图像和波的图像的比较

二：考点题型归纳

题型一：波的形成和传播

1．（2021·陕西金台·高二期中）关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是（　　）

A．波源发生振动，可能会产生机械波 B．振动的质点不会随波发生迁移

C．波的传播速度就是质点振动的速度 D．波源停止振动时，波不会立即停止传播

2．（2021·全国·高二专题练习）介质中有一列横波，对此列波下列说法正确的是（　　）

A．波的传播方向与质点的振动方向平行

B．波的传播速度等于振源的振动速度

C．波的频率等于振源的振动频率

D．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

3．（2021·湖北·黄梅国际育才高级中学高二期中）关于机械波的概念，下列说法中正确的是（　　）

A．质点振动的方向总是垂直于波的传播方向

B．简谐波沿长绳传播，绳上平衡位置相距半个波长的两质点振动位移相等

C．任一质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长

D．相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同

题型二：机械波中质点振动的特点

4．（2023·湖南郴州·高二期末）一列简谐横波沿x轴方向传播，某时刻的波形如图所示，此时质点F的振动方向沿y轴负方向，则（　　）

A．此刻质点B的振动方向与质点H的振动方向相同

B．此刻质点E向右移动

C．这列波沿x轴正方向传播

D．质点B将比质点D先回到平衡位置

5．（2021·河南·范县第一中学高二阶段练习）关于机械波中的横波和纵波，下列说法正确的是（　　）

A．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反

B．对于横波，质点的振动方向与波的传播方向有时会相同

C．形成纵波的质点随波一起迁移

D．空气介质只能传播横波

6．（2021·全国·高二课时练习）下列关于机械波的说法中，正确的是（　　）

A．在简谐波中，各质点的振动步调完全相同

B．简谐横波向右传播时，介质中的各个质点也向右移动

C．一列简谐横波在介质中传播，各质点的振动频率各不相同

D．简谐横波向左传播时，介质中左边质点的振动总比相邻的右边质点的振动滞后一些

题型三：机械波的描述

7．（2023·辽宁辽阳·高二期末）手抓住绳的一端上下振动，产生沿绳传播的机械波，改变手的振动频率，某时刻的波形图如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．随着手的振动频率改变，绳波的波长逐渐增大

B．随着手的振动频率改变，绳波的波速逐渐增大

C．随着手的振动频率改变，绳波的波速逐渐减小

D．手的振动频率在逐渐增大

8．（2021·全国·高二课时练习）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz，下列说法不正确的是（　　）

A．0~1.25×10-7s内质点M运动的路程为2 mm

B．质点M第一次位移为0.2mm的时刻是×10-7s

C．超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s

D．t=1.5×10-7s时质点N恰好处于波谷

9．（2021·河北·迁西县奇石学校高二阶段练习）一列沿x轴正向传播，周期为2.0s的简谐横波，某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　）

A．此刻质点a的速度为负，加速度为正的最大值

B．此刻质点b的振动速度等于波的传播速度

C．此刻质点c的振动方向为y轴正方向

D．经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为2m

题型四：波图像问题

10．（2023·湖南·株洲二中高二期末）一列横波在时刻的波形如图甲所示，、是介质的两个质点，图乙是质点的振动图像，则（　　）

A．该波振幅为 B．该波的波速为

C．质点与的位移总相同 D．该波沿轴正方向传播

11．（2023·河北衡水·高二期末）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，t=1s时质点P恰好第二次回到图中所示位置。下列说法正确的是（　　）

A．质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动

B．该简谐横波的波速大小为2m/s

C．质点P在t=1.25s时刻沿y轴正方向振动

D．t=1.5s时刻，质点P的速度正在减小，加速度正在减小

12．（2021·江苏·海门中学高二期中）图甲为一列横波在时的波动图像，图乙为该波中处质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为

B．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比大很多

C．再过，P点的动能为零

D．波沿x轴正方向传播

题型六：波的多解问题

13．（2021·广东·深圳实验学校高中部高二阶段练习）一列水平传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，图中A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，则该简谐波波速的值不可能为（　　）

A．24m/s B．23m/s C．21m/s D．19m/s

14．（2023·湖南·长郡中学高二期末）某一列简谐横波在均匀介质中沿直线传播，、是传播方向上相距的两质点，波先传到，当波传到开始计时，、两质点的振动图像如图所示。则（　　）

A．质点开始振动的方向沿轴负方向 B．该波从传到的时间可能为

C．该波的传播速度可能为 D．该波的波长可能为

15．（2021·上海市金陵中学高二开学考试）一列简谐横波沿轴正方向传播，在处的质元的振动图线如左图所示，在处的质元的振动图线如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．该波的周期为15s

B．该波的波长可能为8m

C．在0~4s内处和处的质元通过的路程均为6cm

D．处的质元在平衡位置向上振动时，处的质元在波谷

三：课堂过关精练

一、单选题

16．（2021·湖南·高二阶段练习）如图所示，用手握住较长轻质细绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（　　）

A．a、b两质点之间的距离为一个波长

B．波从a质点传播到b质点需要半个周期

C．a质点会向右运动到b质点

D．a、b两质点此时速度最大

17．（2023·云南·砚山县第三高级中学高二期末）关于简谐波，下面说法中错误的是（　　）

A．波动的产生需要两个条件，即波源和传播波的介质

B．波动过程是质点由近向远传递的过程

C．波动过程是能量传递的过程

D．波动过程中质点本身不随波发生迁移

18．（2021·河南·范县第一中学高二阶段练习）下列关于机械波的说法正确的是（　　）

A．质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作横波

B．虽然在真空中质点间没有相互作用力，但是机械波还是能在真空中传播

C．波在传播振动这种运动形式的同时，也可将信息传播出去

D．波传播的过程就是介质中的质点随波迁移的过程

19．（2021·山东·临沂第二中学高二阶段练习）一列简谐横波a，某时刻的波形如图甲所示．从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图乙所示．波a与另一列简谐横波b相遇能发生稳定干涉现象，则下列判断正确的是（　　）

A．波a沿x轴负方向传播

B．波b的频率为0.4Hz

C．从该时刻起，再经过0.4s，质点通过的路程为40cm

D．若波遇到障碍物能发生明显衍射现象，则障碍物的尺寸一定比0.4m大很多

20．（2023·北京·北师大实验中学高二期末）一根粗细均匀的弹性绳子，右端固定，S点上下振动，产生向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A．波源振动的周期逐渐减小 B．波的传播速度逐渐减小

C．各处的波长都相等 D．此时刻质点P的速度方向向上

21．（2021·山东·阳谷县第二中学高二阶段练习）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图像可知（　　）

A．此时质点b位移为零

B．此时质点b向－y方向运动

C．该时刻起，d比c先到达平衡位置

D．质点a再经过通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移大小是4cm

22．（2023·山东潍坊·）一列简谐波在初始时刻的全部波形如图所示，质点a、b、c、d对应x坐标分别为1m、1.5m、3m、4m。从此时开始，质点d比质点b先到达波谷。下列说法正确的是（　　）

A．波源的起振方向沿y轴向上 B．振动过程中质点a、c动能始终相同

C．波沿x轴负方向传播 D．此时b点加速度沿y轴正方向

23．（2021·广东·深圳市第二高级中学）某列简谐横波在时刻的波形如图甲中实线所示，时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图像，则（　　）

A．这列波沿x轴正方向传播

B．图乙是质点b的振动图像

C．从到这段时间内，质点a通过的路程为1.5m

D．时刻质点c沿y轴正向运动

24．（2023·辽宁浑南·）如图所示，图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，P为平衡位置在的质点，图乙为此波中平衡位置坐标的质点从该时刻起的振动图像，下列说法中正确的是（　　）

A．波沿x轴负方向传播

B．由甲、乙两图可知该波波速为

C．从该时刻起，时，P点刚好经过平衡位置，振动方向向下

D．从该时刻起，P点第一次回到平衡位置通过的路程是

四：高分突破精练

一：单选题

25．（2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学）沿x轴从左向右有M、P、N三个质点（N点未画出）在同一介质中，位于坐标原点O处的P质点在外力作用下在竖直方向做简谐振动，形成沿x轴双向传播的简谐波。时刻波形如图所示，其中M点再经过1s时间（小于一个周期），位移仍与时相同，但振动方向相反。N点与M点平衡位置距离为d，设波长为，，且振动方向总相反。下列说法正确的是（　　）

A．此时P点加速度为零

B．此时M点的振动方向竖直向下

C．N点平衡位置坐标为

D．此简谐波在x轴上的传播速度为8m/s

26．（2023·全国·）如图所示，一列横波在x轴上沿x轴方向传播，实线表示t=0时刻的波形图，虚线是t=2s时刻的波形图，下列说法正确的是（　　）

A．质点的振动周期一定是8s

B．该波的波速可能是1m/s

C．t=0时刻，x=4m处的质点振动方向一定向上

D．t=4s时刻，x=6m处的质点可能位于平衡位置

27．（2023·山东济南·）如图所示，坐标原点O处有一波源做简谐振动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播。时，波源开始振动，时，波刚好传到处，其中P、Q为介质中的质点。下列说法正确的是（　　）

A．波源的起振方向沿y轴向上

B．从图示时刻开始，质点P比质点Q先回到平衡位置

C．该机械波的传播速度为2m/s

D．从图示时刻开始，再经过0.25s质点P到达平衡位置

28．（2017·湖北·十堰市教育科学研究院）如图所示，S为上下振动的振源，其频率为100Hz，所产生的横波向左右传播，波速为80m/s。已知P、Q两点与振源相距分别为PS=17.4m，QS=16.2m，当S通过平衡位置向上运动时，则（　　）

A．Q在波峰，P在波谷

B．P在波峰，Q在波谷

C．P、Q都在波峰

D．P通过平衡位置向上振动，Q通过平衡位置向下振动

29．（2021·重庆·）一列简谐横波沿x轴方向传播，某时刻的波形如图所示，关于波的传播方向与质点a、b的运动情况，下列叙述中正确的是（　　）

A．若波沿x轴正方向传播，a运动的速度将增大

B．若波沿x轴正方向传播，a运动的加速度与速度都将减小

C．若波沿x轴负方向传播，b将向方向运动

D．若波沿x轴负方向传播，b将向方向运动

30．（2021·河北·）一列沿x轴正向传播，周期为2.0s的简谐横波，某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　）

A．此刻质点a的振幅最大

B．经过2s质点b沿x轴正向移动8m

C．此刻质点c的振动方向为y轴正方向

D．经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为2m

二、多选题

31．（2021·重庆巴蜀中学）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝时刻，该波的波形图如图a所示，P、Q是介质中的两个质点。图b表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是（　　）

A．在t＝0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大

B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大

C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大

D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图b所示

32．（2023·山西·运城市景胜中学）一列简谐横波在t=0.2s时的波形图如图甲所示，P、Q为介质中的两个质点，它们的平衡位置分别为x=1m和x=3.5m，质点P的振动图象如图乙所示，则（　　）

A．该简谐波的波速为10m/s

B．t＝0.28s时，质点P、Q的速度方向相同

C．该简谐波沿x轴正方向传播

D．t＝0.4s到t＝1.1s内，质点Q的路程为7cm

33．（2021·全国·）一列简谐横波t=0时的波形如图中实线所示，经过时间3 s后变成图中虚线所示的波形。已知波向左传播，图中坐标为（12，2）的A点，经时间5 s后振动状态传播到B点，则（　　）

A．此波的波速可能是3m/s B．t=0时刻，B点在平衡位置，速度沿y轴正向

C．0～5s时间内，A的路程可能为10cm D．0～5s时间内，B的路程可能为15cm

34．（2021·湖南·新邵县第三中学）一列简谐横波沿水平方向向右传播，在该波上有M、N两质点，平衡位置间距离。从某时刻开始计时，两质点的振动图像如图所示，若小于该简谐横波的波长λ，则下列判断正确的是（　　）

A．该简谐横波的传播周期为3.6s

B．该简谐横波的波长为4.8m

C．该简谐横波的传播速度为2m/s

D．沿振动方向两质点间最大距离为10cm

E.t=4.5s时，质点M偏离平衡位置的位移最大

35．（2021·湖南·）图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在时刻t的波形图，图乙为质点b从时刻t开始计时的v﹣t图象若设振动正方向为沿+y轴方向，则下列说法中正确的是（　　）

A．该简谐横波沿x轴负方向传播

B．该简谐横波波速为0.4m/s

C．若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多

D．在时刻t，质点a的加速度比质点b的大

E.再经过2s，质点a随波迁移0.8m

36．（2021·重庆市长寿中学校）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距6m，a、b的振动图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．该波的周期为12s

B．该波的波长可能为24m

C．质点b在波谷位置时，质点a在平衡位置沿y轴负方向运动

D．质点a在0--4s内通过的路程为6cm

三、解答题

37．（2023·全国·）一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标为-1 m和-9 m，波传播方向由右向左，已知t＝0.7 s时，P点第二次出现波峰。试估算：

（1）这列波的传播速度多大？

（2）从t＝0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰？

（3）当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？

38．（2021·北京·）如图所示，ABC是均匀介质中水平面上的直角三角形，θ=37°，AB=9m。位于A点的点波源上下振动，振幅为8cm，产生的波在平面上传播；在t0=0时刻B处质点正处在波峰，C处质点位移为+4cm且向下振动；经t=0.01s，B处质点位移第一次到达+4cm。cos37°=0.8，sin37°=0.6。回答下面问题：

（1）写出质点B的振动方程；

（2）求该机械波在介质中的波速。

39．（2021·全国·）一列简谐横波沿着x轴正方向传播，t=0时刻波刚好传播到x=4m处；t=0.05s时刻，平衡位置x=4m处的质点第一次到达波峰。求：

（1）这列波的周期和传播速度；

（2）经过0.55s，平衡位置为x=2m处质点的位移与路程。

40．（2021·江苏·常熟中学）资料记載，海啸波是重力长波，波长可达100公里以上；由于其传播速度在深海区与浅海区不同，使得在开阔的深海区低于几米的一次单个波浪，到达浅海区波长减小振幅增大，掀起米高的拍岸巨浪，有时最先到达的海岸的海啸可能是波谷，水位下落，暴露出浅滩海底；几分钟后波峰到来，一退一进，造成毁灭性的破坏。

（1）在深海区有一海啸波（忽略海深度变化引起的波形变化）如图甲，实线是某时刻的波形图，虚线是后首次出现的波形图。已知波沿轴正方向传播，波源到浅海区的水平距离万公里，求海啸波到浅海区的时间；

（2）第一小问中的海啸波进入浅海区后的波形（忽略海深度变化引起的波形变化）变为如图乙所示，若浅海区到达海岸的水平距离为，求该海啸波从进入浅海区到波谷最先到达海岸的时间。

参考答案

1．C

【详解】

A．波源发生振动，如果有传播振动的介质就会产生机械波，选项A正确；

B．在波的传播中，振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，选项B正确；

C．波的传播速度与质点振动的速度是不同的，选项C错误；

D．在波的传播中，如振源停止振动，由于惯性，质点的振动并不立即停止，则波的传播并不会立即停止，选项D正确。

本题选不正确的，故选C。

2．C

【详解】

A．在横波中，波的传播方向与质点的振动方向垂直，故A错误；

B．波的传播速度与振源的振动速度不同，波的传播速度是振动状态在介质中传播的速度，在同一均匀介质中波是匀速传播的，而振源的速度是周期性变化的，两者无关，故B错误；

C．波在传播过程中，各个质点的振动频率等于振源的振动频率，所以波的频率等于振源的振动频率，故C正确；

D．任一振动质点只在自己平衡位置附近振动，不沿波的传播方向移动，故D错误。

故选C。

3．D

【详解】

A．横波传播时质点振动的方向总是垂直于波的传播方向，而纵波传播时，质点振动的方向与波的传播方向在同一直线上，故A错误。

B．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动情况总是相反，位移的大小总是相等，方向相反。故B错误。

C．任一振动质点都不随波向前移动。故C错误。

D．根据波的周期性可知，相隔一个周期的两时刻，介质中各质点位置相同，则简谐波的图象相同。故D正确。

故选D。

4．A

【详解】

C．因此时质点F的振动方向沿y轴负方向，则这列波沿x轴负方向传播，选项C错误；

A．此刻质点B向上振动，质点H向上振动，即质点B的振动方向与质点H的振动方向相同，选项A正确；

B．质点只能在自己平衡位置附近上下振动，即此刻质点E向下振动，不可能向右移动，选项B错误；

D．质点B向上振动，质点D向下振动，则质点B将比质点D后回到平衡位置，选项D错误。

故选A。

5．A

【详解】

A．波的传播方向和质点的振动方向在一条直线上的为纵波，有时相同，有时相反，A项正确；

B．波的传播方向和质点的振动方向垂直的为横波，B项错误；

C．质点不会随着的波的传播而发生迁移，C项错误；

D．空气介质只能传播纵波，D项错误。

故选A。

6．D

【详解】

A．在简谐波中，平衡位置间距为波长的整数倍的质点振动步调完全相同，故A错误；

B．简谐横波向右传播时，介质中的各个质点在平衡位置附近振动，不随波的传播方向移动，故B错误；

C．一列简谐横波在介质中传播，各质点的振动频率相同，故C错误；

D．简谐横波向左传播时，介质中左边质点的振动总比相邻的右边质点的振动滞后一些，故D正确。

故选D。

7．D

【详解】

由图可知随着手的振动频率改变，绳波的波长逐渐减小，但由于传播介质不变，所以波速不变，根据

可知手的振动频率逐渐增大，故ABC错误，D正确。

故选D。

8．B

【详解】

A．由题可知，质点M运动的路程为

A正确，不符合题意；

BC．超声波在血管中的传播速度为

根据传播方向可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向。当坐标为 的质点的振动形式传到M点时，质点M第一次位移为0.2mm，此时波向前传播

所用时间

B错误，符合题意；C正确，不符合题意；

D．质点N第一次到达波谷的时间为

D正确，不符合题意。

故选B。

9．D

【详解】

A．由波形图可知，此刻质点a的速度为0，加速度为负的最大值，选项A错误；

B．机械波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，其振动速度与波的传播速度是两个不同的概念，则此刻质点b的振动速度不一定等于波的传播速度，选项B错误；

C．根据“同侧法”可知，此刻质点c的振动方向为y轴负方向，选项C错误；

D．经过0.50s=，则机械波沿x轴传播距离

选项D正确。

故选D。

10．B

【详解】

A．由图甲可知，该波振幅为。故A错误；

B．由题图可知

，

得该波的波速为

故B正确；

C．由图甲可知，M和N两点之间距离为，即两点反相，位移总相反。故C错误。

D．时，由M点的振动图象可知，质点M的在平衡位置向上运动，结合波形图可知，利用同侧法，可知该波的传播方向为沿着x轴的负方向，故D错误。

故选B。

11．B

【详解】

A．由质点的振动方向与波的传播方向的关系可确定，质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动，故A错误；

B．因为t=1s时质点P恰好第二次回到出发点，则该波的传播周期T=1s，由图可知λ=2m，则该波的传播速度

故B正确；

C．因为，此时质点P处于平衡位置上方，且振动方向沿y轴负方向，故C错误；

D．因为，则质点P位于平衡位置下方，并沿y轴负方向运动，所以在t=1.5s时刻，质点P的速度正在减小，加速度正在增大，故D错误。

故选B。

12．D

【详解】

A．由题图乙可知该波的周期T=1s，则该波的频率为

要发生稳定的干涉，两列波的频率必须相同，故A错误；

B．由题图甲可知该波的波长，当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时，才能观察到明显的衍射现象，故B错误；

C．由乙图可知再过P点处于平衡位置，速度最大，动能最大，故C错误；

D．由乙图可知t=0时刻P点的速度方向沿y轴正方向，再由甲图可判断出波沿x轴正方向传播，故D正确。

故选D。

13．A

【详解】

由图可知，波长

若波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是或，则波速

或

当时

或

当时

或

同理，若波向左传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是或，则波速

或

当时

或

当时

或

显然该简谐波波速的值不可能为24m/s，故选A。

14．D

【详解】

A．由振动图像可知，质点起振方向沿轴正方向，由于各质点的起振方向与波源相同，故质点开始振动的方向沿轴正方向，A错误；

B．质点Q的振动图像向左平移4s后与质点P的图像重合，故Q比P滞后4s，振动周期为6s，结合振动的周期性可知，该波从传到的时间为

可能为4s，10s，16s等，不可能为7s，B错误；

C．该波的传播速度为

结合B解析中的数据可知，可能为2.5m/s，1m/s，0.625m/s等，不可能为2m/s，C错误；

D．波长为

结合C解析中的数据可知，波长可能为15m，6m，3.75m等，D正确。

故选D。

15．B

【详解】

A．由振动图像可知，该波的周期为12s，A错误；

B．由振动图像可知，从到之间至少有，因此

可得

当时，波长为

B正确；

C．由振动图像可知，在0~4s内处质元通过的路程为

而处的质元通过的路程为

C错误；

D．由振动图像可知，处的质元在平衡位置向上振动时，处的质元在波峰处，D错误。

故选B。

16．A

【详解】

A．由波形图可知，a、b两质点之间的距离为一个波长，选项A正确；

B．波从a质点传播到b质点需要一个周期，选项B错误；

C．质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项C错误；

D．a、b两质点此时均在波峰位置，速度为零，选项D错误。

故选A。

17．B

【详解】

A．波动的产生需要两个条件，即一个是要有波源，再一个是要有传播波的介质，A正确，不符合题意；

BD．波动过程是振动形式由近向远传递的过程，质点只在平衡位置附近振动，质点本身不随波向远处迁移，B错误，符合题意，D正确，不符合题意；

C．波动过程是能量传递的过程，C正确，不符合题意。

故选B。

18．C

【详解】

A．质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作纵波，质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫作横波，A项错误；

B．正是因为真空中质点间没有相互作用力，一个质点的振动不会带动周围质点的振动，从而不能形成机械波，B项错误；

C．波在介质中传播，不仅传播振动形式，而且能将能量和信息传播出去，C项正确；

D．介质中的质点只是在各自的平衡位置两侧做周期性振动，并不随波迁移，D项错误。

故选C。

19．C

【详解】

A．从图乙可知t=0时刻，A质点的速度为方向，在甲图中采用波形平移的方法可知波a沿方向传播，A错误；

B．由乙图得到波a的周期为T=0.4s，故频率为

发生稳定干涉的条件是两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向平行，故若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波b的频率为2.5Hz，B错误；

C．因为时间为

由图乙可得质点的振动周期为

T=0.4s

故

质点A做简谐运动，一个周期内通过的路程为

s=4A=4×10cm=40cm

C正确；

D．由甲图得到波长为λ=0.4m；发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小，故该波遇到一障碍物能发生明显韵衍射现象，则该障碍物的尺寸一定与0.4m相差不大或者比0.4m小，D错误。

故选C。

20．A

【详解】

ABC．波向右传播，由波形图可知，由振源振动形成的机械波的波长逐渐减小，由于同一种介质中的波速不变，根据

可知波源振动的频率变大，周期变小，故A正确，BC错误；

D．波向右传播，由波形图结合上下坡法可知，此时刻质点P的速度方向向下，故D错误。

故选A。

21．A

【详解】

A．质点b点此时刻处于平衡位置，位移为零，选项A正确；

B．波沿x轴正方向传播，根据图像由带动法知b点正经过平衡位置向y轴正方向运动，选项B错误；

C．该时刻c点从波谷向y轴正方向运动，经周期到达平衡位置，d点向下运动，到最大位移处后再经周期才能到达平衡位置，故d比c后到达平衡位置，选项C错误；

D．质点a再经到达波谷，偏离平衡位置的位移应该是-2cm，选项D错误。

故选A。

22．B

【详解】

AC．质点d比质点b先到达波谷，则此时质点d正在沿y轴向下振动，所以波源的起振方向沿y轴向下，根据质点振动方向与波的传播方向的关系，可知波沿x轴正方向传播，故AC错误；

B．质点a、c的平衡位置之间相差半个波长，振动速度方向总是相反，大小总是相等，所以振动过程中质点a、c动能始终相同，故B正确；

D．此时b点偏离平衡位置的位移方向为正方向，恢复力方向指向平衡位置，所以加速度沿y轴负方向，故D错误。

故选B。

23．D

【详解】

A．根据题给条件无法判断波的传播方向，故A错误；

B．由图乙可知t1=0时刻该质点正位于正向最大位移处，所以图乙是质点a的振动图像，故B错误；

C．由图乙可知波的周期为4s，所以从到这段时间（即四分之三个周期）内，质点a通过的路程为1.5cm，故C错误；

D．因为t1=0时刻质点c刚好位于负向最大位移处，且

所以时刻质点c沿y轴正向运动，故D正确。

故选D。

24．D

【详解】

A．由图乙可知，时刻平衡位置坐标为的质点向下振动，由同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；

B．由图甲可得

由图乙可得

波速

故B错误；

C．由同侧发法可知，此时P点向上振动，要使P点刚好经过平衡位置，振动方向向下，波需要传播的距离为

所以时间为

可知无论取何值，都不可能等于，故C错误；

D．该波的表达式为

当时

由图可知，0时刻，P点向上振动，P点第一次回到平衡位置通过的路程

故D正确。

故选D。

25．C

【详解】

A. 此时P点离开平衡位置的位移最大，则加速度最大，选项A错误；

B. 根据“同侧法”可知，此时M点的振动方向竖直向上，选项B错误；

C．M点此时的位移大小为振幅的一半，所以，M点再经过时间回到平衡位置，同时波形向左平移了，即1cm ，所以M点对应的平衡位置坐标为-4cm，M点的振动情况与坐标为4cm的点完全相同，从4cm点再向右半个波长距离对应的点与M点的振动情况总是相反，该点的坐标为10cm，即为N点，故C正确；

D．当M点的位移与t=0时相同，且振动方向相反时，经过了的时间，对应的时间为1s，所以

由图可知波长为12cm，波速为

故D错误。

故选C。

26．B

【详解】

AB．由图可知，波长λ=8m，若波沿x轴正方向传播，根据周期性可知

2s=（n＋）T，（n=0，1，2…）

得

s，（n=0，1，2…）

当n=0时T=8s，则波速

v==1m/s

若波沿x轴负方向传播，根据周期性可知

2s=（n＋）T，（n=0，1，2…）

得

s，（n=0，1，2…）

当n=0时

则波速

v==3m/s

故A错误，B正确；

C．根据“上下坡法”可知，若波沿x轴正方向传播，t=0时x=4m处的质点振动方向向上；若波沿x轴负方向传播，t=0时x=4m处的质点振动方向向下，故C错误；

D．分析图像可知，若波沿x轴正方向传播，t=2s时x=6m处的质点通过平衡位置向上，根据对称性和周期性可知，t=4s时x=6m处的质点恰好位于波峰；若波沿x轴负方向传播时t=2s时x=6m处的质点通过平衡位置向下，根据对称性和周期性可知，t=4s时x=6m处的质点恰好位于波峰，故D错误。

故选B。

27．B

【详解】

A．波刚传到x=9m处时，质点向下振动，可知波源的起振方向沿y轴向下，选项A错误；

B．从图示时刻开始，因P点向上振动，Q点向下振动，可知质点P比质点Q先回到平衡位置，选项B正确；

C．该机械波的传播速度为

选项C错误；

D．从图示时刻开始，波向右传播0.5m时，质点P到达平衡位置，则经过的时间为

选项D错误。

故选B。

28．B

【详解】

由公式

得，波长

则

P、S相当于相距时的关系

、S相当于相距时的关系，结合如图波形可知，当S通过平衡位置向上运动，此时刻质点在波峰，在波谷，故B正确，ACD错误。

故选B。

29．C

【详解】

AB．根据同侧法可知，若波沿x轴正方向传播，质点a向-y方向运动，远离平衡位置，则速度将变小，回复力增大，则加速度增大，故AB错误；

CD．根据同侧法可知，若波沿x轴负方向传播，质点b向+y方向运动，故C正确，D错误。

故选C。

30．D

【详解】

A．振幅为质点离平衡位置最大距离，则各个质点的振幅相同，此刻质点a的位移最大，选项A错误；

B．机械波传播的过程中，质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项B错误；

C．根据“同侧法”判断，此刻质点c的振动方向为y轴负方向，选项C错误；

D．波速为

则经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为

x=vt=2m

选项D正确。

故选D。

31．ACD

【详解】

ABC．在t＝时刻，该波的波形图如图a所示，可知，在t＝0时刻，质点P在波谷，位移最大、加速度最大、速度为零，质点Q在平衡位置，位移为零、加速度为零、速度最大，故质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大，质点P的速率比质点Q的小，质点P的加速度的大小比质点Q的大，AC正确，B错误；

D．由图b可知，在t＝时刻，该质点在平衡位置且向下振动，与在坐标原点的质点振动情况相同，故平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图b所示，D正确。

故选ACD。

32．AB

【详解】

A．由图甲知该波波长为，图乙知周期为，则该简谐波的波速为

故A正确；

C．由题图乙可知，当t=0.2s时，质点P正从平衡位置向y轴负方向运动，根据质点振动方向与波的传播方向的关系可知，该波一定沿x轴负方向传播，故C错误；

B．t=0.28s时，质点P、Q各振动了0.08s，小于四分之一周期，质点P正从平衡位置向y轴负方向运动，经过向下振动；质点Q开始向上振动，经过也向下振动，故B正确；

D．t=0.4s到t=1.1s内，即质点Q振动了，质点Q的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在路程不是

故D错误。

故选AB。

33．AC

【详解】

A．由图可知

λ＝12m

可得

T＝s

当n＝0时，v＝3 m/s，A正确；

BCD．若T＝4 s，则v＝3 m/s，B点离A点的距离为

vt＝15 m

恰好经平衡位置向上运动，A点振动，路程为

5A＝10cm

若T＝s，则v＝7 m/s，B点离A点的距离为

此时B点沿y轴负方向运动，B的路程接近24 cm，BD错误，C正确。

故选AC。

34．ACD

【详解】

A．由图像知M点的振动方程可表示为

由时，且y值先增大，可得

由时，知时

得

故A正确。

B．同理，可知N点振动方程表示为

由于M、N两点间距离小于波长，且波由M点传至N点，可知

得

故B错。

C．有

故C正确。

D．时刻，M点速度正减小，N点速度正增大，但此时两者速度相等，所以两点间距离最大为10cm，故D正确；

E．把代入M点振动方程

得

故E错。

故选ACD。

35．ABD

【详解】

A．t时刻，从图乙可知质点b速度为负值，沿﹣y方向，由甲图如图

采用“同侧法”可知波形向+x方向传播，A正确；

B．由甲图得到波长为4m，由乙图得到周期为10s，故波速为

B正确；

C．由甲图得到波长为4m；发生明显韵衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不大或者比波长小，因为该波遇到障碍物或孔能发生明显韵衍射现象，则该障碍物或孔的尺寸一定与4m相差不大或者比4m小，C错误；

D．在时刻t，质点a的位移比质点b的大，根据回复力

质点a的加速度比质点b的大，D正确；

E．质点a在平衡位置附近振动，并不会随波迁移，E错误。

故选ABD。

36．ACD

【详解】

A．根据质点振动图像可确定周期为12s，故A正确；

B．由ab的振动图像可确定ab间相差，（其中）所以

时为最大波长，，不可能为24m，故B错误；

D．根据三角函数关系可知，04s为，其通过的路程为一个振幅4cm，加上振幅的一半，等于6cm，故D正确；

C．由两振动图像可知，质点b在波谷位置时，质点a在平衡位置沿y轴负方向运动，故C正确；

故选ACD。

37．（1）10 m/s；（2）1.1 s；（3）0.9 m

【详解】

(1)由题图知：这列波的波长λ＝4 m

又

得

T＝0.4 s

由波速公式得

(2)第一个波峰传到Q点的距离为x＝11 m，所需时间

(3)振动传到P点需个周期，所以当Q点第一次出现波峰时，P点已振动了

则P点通过的路程为

38．（1）；（2）[或]

【详解】

（1）设质点B振动的周期为T，由题意，根据三角函数知识可得

解得

质点B振动的圆频率为

所以质点B的振动方程为

（2）由题意可知质点C比质点B振动滞后

根据几何关系可知质点B、C到波源A的距离之差为

所以该机械波在介质中的波速为

39．（1）；；（2）位移为0.2m，朝y轴正方向；路程为2.2m。

【详解】

（1）波沿着轴正方向传播，且时刻，平衡位置处的质点第一次到达波峰，则有

解得

由图可知，横波的波长为，则有

（2）经过，平衡位置为处质点的路程为

经过，平衡位置为处质点振动了个周期，处于波峰的位置，因此位移为0.2m，朝y轴正方向。

40．（1）15h；（2）3300s

【详解】

（1）由图甲得

依题意有

解得

（2）由图像得波的振幅A=20m，波长，波的周期

海啸波在浅海区的传播速度

故波谷最先到达海岸的时间