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高中粤教版 (2019)第一节 机械波的产生和传播精品练习题
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这是一份高中粤教版 (2019)第一节 机械波的产生和传播精品练习题，文件包含第1节机械波的产生与传播分层练习原卷版docx、第1节机械波的产生与传播分层练习解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。
一、单选题
1．下列运动属于机械振动的是（ ）
①乒乓球在地面上的自由来回上下运动②弹簧振子在竖直方向的上下运动
③秋千在空中的来回运动④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动
A．①② B．②③C．③④D．②④
【答案】D
【详解】机械振动的特点是物体在平衡位置附近做往复运动，乒乓球的上下运动不是在平衡位置两侧做往复运动，秋千在空中的来回运动，摆角较大，不能看做机械振动，弹簧振子在竖直方向的上下运动、竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动属于机械振动，故①③不是机械振动，②④是机械振动。
故选D。
2．关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A．如果波源停止振动，介质中所有质点也立即停止振动
B．沿水平方向传播的波为横波
C．有振动一定有波，但有波不一定有振动
D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程
【答案】D
【详解】A．波传播的是振动的形式和能量，波的传播过程中，若振源停止振动，波的能量没有消失，波的传播不会立即停止，A措误；
B．振动方向与传播方向垂直的波为横波，故B错误；
C．要想产生波，必须有振源和介质，若没介质则不会形成波，故有波必有振动，但有振动不一定有波，故C错误；
D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程，故D正确。
故选D。
3．某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．此时刻质点P向上运动B．手的起振方向向上C．手振动的频率逐渐增大D．波的传播速度不变
【答案】D
【详解】A．波向右传播，则此时刻质点P向下运动，故A错误；
B．此时刻，刚开始运动的质点向下运动，则波源的起振方向向下，故B错误；
CD．由图可知，波长逐渐增大，而波速由介质决定是不变的，根据，则周期逐渐增大，则频率逐渐减小，故C错误，D正确。
故选D。
4．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
B．物体作机械振动，一定产生机械波
C．波的传播速度即波源的振动速度
D．波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定
【答案】D
【详解】A．振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，故A错误；
B．物体作机械振动，不一定产生机械波，还需要传播振动的介质，故B错误；
C．波在均匀介质中匀速传播，速度不变，而质点的振动速度随时间是周期性变化的，所以波的速度与振源的振动速度不同，波的传播速度与波源的振动速度无关，故C错误；
D．波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，仅由振源决定，故D正确。
故选D。
5．如图甲所示，让绳穿过一块带有狭缝的木板，当狭缝与振动方向垂直放置时，绳波不能穿过狭缝；如图乙所示。在一条弹簧上传播的波，无论狭缝取向如何，波都能穿过。下列说法正确的是（ ）
A．横波各点振动方向与波传播方向共线，纵波各点振动方向与波传播方向垂直
B．不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这个现象叫偏振现象
C．甲、乙两图说明，偏振现象是波的固有属性，也是纵波特有的现象
D．光也有偏振现象，当光的偏振方向与透振方向垂直时，透射光的强度比较大
【答案】B
【详解】A．纵波各点振动方向与波传播方向共线，横波各点振动方向与波传播方向垂直，故A错误；
B．不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这个现象叫偏振现象，故B正确；
C．甲、乙两图说明，偏振现象是横波特有的现象，纵波不会出现这种现象，故C错误；
D．光也有偏振现象，当光的偏振方向与透振方向垂直时，透射光的强度为0，故D错误。
故选B。
6．可以了解地震发生时的一些信息．某次有感地震发生时，测得地震波中的横波与纵波的传播速率分别为4km/h和9km/h，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差5s开始振动．则下列说法正确的是（ ）
A．P先开始振动，震源距地震仪的距离为25kmB．P先开始振动，震源距地震仪的距离为36km
C．H先开始振动，震源距地震仪的距离为36kmD．H先开始振动，震源距地震仪的距离为25km
【答案】B
【详解】纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据，解得x=36km，故B正确，ACD错误．
故选B．
二、多选题
7．如图所示，一列简谐波从左向右传播，传播到P点时，P点开始振动的方向垂直PQ向上，振动周期为T，经时间t，振动从P点传播到Q点，传播速度为v。下列说法正确的是（ ）
A．该波一定是横波
B．Q点振动的周期可能为T
C．Q点振动的最大速度一定为v
D．若（n为正整数），则质点Q开始振动后，其位移与P点的位移始终相同
【答案】AD
【详解】A．根据题意可知，质点振动方向与波传播方向垂直，则该波一定是横波，故A正确；
B．根据波的特点，介质中所有质点的周期与波源的周期相同，所以点振动的周期为，故B错误；
C．质点在其平衡位置附近振动，其速度大小在平衡位置最大，在最大位移处最小，与波速没必然的联系，可以小于，也可能大于，也可能等于波速，故C错误；
D．若（n为正整数），则、点为同相点，质点Q开始振动后，其位移与P点的位移始终相同，故D正确。
故选AD。
8．某次地震中，纵波波速为7 km/s，横波波速为3.2 km/s，地震波频率为10 Hz。M点的观察者在接收到纵波15.3 s后才接收到横波，从横波传到M点的时刻开始计时，图甲为横波引起的M点的振动图像，图乙为t=2T时刻的横波波动图像，则（ ）
A．震源距离M点约为90 kmB．图甲中时刻，M点速度大小为0
C．该横波沿x轴负方向传播
D．沿横波传播方向距离M点16 km处的N点在5.275 s后将处于波谷
【答案】AD
【详解】A．设震源与M点的距离为x（km），则有-=15.3 s，解得x=90 km，故A正确；
B．图甲中时刻，M点在平衡位置，速度最大，故B错误；
C．由振动图像可知，在t=2T时刻，M点向上振动，由“同侧法”可知该横波沿x轴正方向传播，故C错误；
D．横波的周期为T=0.1 s，横波由M点传到N点的时间，t1=163.2 s=5 s，再经过0.275 s=2T质点N处于波谷，故D正确。
故选AD。
9．如图所示，是一列简谐波在某一时刻的波形图，以下判断正确的是（ ）
A．A、C两点的位移相同B．B、C两点振幅相同
C．C、E两点间的距离为半个波长D．波在A、B两点间传播的时间为个周期
【答案】BD
【详解】A．A、C两点的位移大小相同，但是方向不同，选项A错误；
B．B、C两点振幅相同，选项B正确；
C．C、E两点间平衡位置间的距离为半个波长，选项C错误；
D．因A、B两点平衡位置间距为个波长，则波在A、B两点间传播的时间为个周期，选项D正确。
故选BD。
三、填空题
10．质点振动方向与波的传播方向 ，这种波叫做横波。在横波中，通常把凸起的部分叫做 ，凹下的部分叫做 ；质点振动方向跟波的传播方向 ，这种波叫做纵波。在纵波中，通常把质点分布较密的部分叫做 ，质点分布较稀的部分叫做 。
【答案】 垂直 波峰 波谷 在同一直线上 密部 疏部
【详解】[1][2][3] 质点振动方向与波的传播方向垂直，这种波叫做横波。在横波中，通常把凸起的部分叫做波峰，凹下的部分叫做波谷；
[4][5][6] 质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上，这种波叫做纵波。在纵波中，通常把质点分布较密的部分叫做密部，质点分布较稀的部分叫做疏部。
11．质点振动的周期为0.4s，振幅为0.1m，则质点振动的频率为 Hz；从质点通过平衡位置开始计时，经过5s，质点通过的路程等于 m。
【答案】 2.5 5
【详解】[1]质点振动的周期是0.4s，则频率，5s内经过的周期数个
[2]由于从平衡位置开始振动，振子在一个周期内通过的路程是四个振幅，所以在5s内振子通过的路程为
S=12.5×4A=12.5×0.4 m=5m
12．如图所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则它们之间的关系是f1＝ f2，v1＝ v2。
【答案】 1 2
【详解】[1][2]波的频率由波源决定，则f1＝f2，则由因波长之比λ1:λ2=2:1可知v1＝2v2
四、解答题
13．地震发生时，传播得快的是强度较小的纵波（速度约），而破坏性更大的横波由于传播速度相对较慢（约），会延后数十秒到达地表。设地震时震源同时发出的纵波传播速度为，横波传播速度为，某地震探测仪检测到的两波到达探测仪的时间差为，求震源到探测仪的距离约为多少。
【答案】280km
【详解】设震源到探测仪的距离为x，则有，解得
14．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图（a）所示。一列横波沿该直线向右传播，时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2m，经过时间0.3s第一次出现如图（b）所示的波形．试写出质点1的振动方程。
【答案】
【详解】解：由图（b），设波的周期为T，根据题意可知， ，解得，则
由图（b），根据题意，质点1的振动方程为
一、单选题
1．关于机械波的形成和传播，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．波的传播速度和质点的振动速度相同
C．参与振动的质点有相同的频率D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
【答案】C
【详解】A．物体做机械振动，若有传播波的介质才会产生机械波，故A错误；
B．波的传播速度和质点的振动速度是两个不同的概念，振动速度是变化的，而波的传播速度在同一介质中是不变的，故B错误；
C．参与振动的质点有相同的频率，都等于波源的振动频率，故C正确；
D．机械波传播的过程中介质不随波迁移，但机械波传播的过程是振动能量的传递，故D错误。
故选C。
2．沙漠蝎子可以探测出附近虫子的运动，它是利用甲虫运动所产生的沿沙漠表面传播的波来探测的，传播的波有两种类型：横波以速度传播，纵波以传播。已知该甲虫在某个时刻突然运动，蝎子就可以利用从它最接近甲虫的一条腿上面感知到两种波先后到达的时间差，从而感知到它和甲虫之间的距离，如果蝎子到甲虫的距离是37.5cm，下列说法正确的是（ ）
A．虫子脚下的沙子随着波的传播运动到蝎子脚下
B．两种波传播到蝎子的时间差为0.00375s
C．无论是纵波还是横波，传播方向均与振动方向垂直
D．波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量
【答案】D
【详解】A．虫子脚下的沙子在平衡位置上下振动，不会随着波的传播而移动，故A错误；
B．两种波传播到蝎子的时间差为，故B错误；
C．横波的传播方向与振动方向垂直，纵波的传播方向与振动方向平行，故C错误；
D．波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量，故D正确。
故选D。
3．中医是我国传统文化的瑰宝，“悬丝诊脉”更是一门绝技。悬丝诊脉，悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图，假设“丝”上有间距相等的点1、2、3、4、5、6…，且相邻两点间距离为l。待诊病人在搭上丝线后，图中质点1在t=0时开始向上振动，产生的机械波沿丝线向医生传播，t=1.25s时质点1第二次到达最高点，此时质点6刚好开始振动，则下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为2lB．t=1.25s时质点6振动的方向向下
C．t=2s时质点3恰好位于波谷位置D．t=0.75s时质点1和质点3的加速度相反
【答案】D
【详解】A．根据题意有，，所以，故A错误；
B．介质中质点的起振方向与波源的起振方向相同，所以t=1.25s时质点6振动的方向向上，故B错误；
C．根据题意有，，解得，波从质点1传播到质点3需要半个周期，即0.5s，所以在2s时质点3实际振动的时间为1.5s，所以在t=2s时质点3恰好位于平衡位置且向下振动，故C错误；
D．质点1和质点3间的距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，所以t=0.75s时质点1和质点3的加速度相反，故D正确。
故选D。
4．在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是（ ）
A．每个质点均在其平衡位置附近自由振动
B．每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动
C．绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同
D．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒
【答案】C
【详解】A．质点1带动质点2是利用绳子上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动，A错误；
B．每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，B错误；
C．绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确；
D．波的传播过程也是能量的传递过程，所受合力不为零，虽然每个质点均做等幅振动，但是每个质点的机械能并不守恒，D错误；
故选C。
5．如图所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（ ）
A．质点6开始振动时的运动方向向下B．t＝时质点6的速度方向向下
C．t＝ 时质点10的运动方向向上D．t＝T时质点16开始运动
【答案】C
【详解】A．介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同，A错误；
B．经过t＝质点1回到平衡位置，质点9开始向上振动，质点5振动到正的最大位移处，根据带动法可知，质点6在平衡位置上方，向上振动，即速度的方向向上，B错误；
C．t＝时质点1振动到负的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点处于“下坡”段，由波形图“下坡上，上坡下”的推论可知，9～13之间的质点振动方向都向上，C正确；
D．依题意，时，波刚好传播到质点，质点17开始运动，质点16已经向上振动了，D错误。
故选C。
6．介质中一列简谐波沿PQ所在直线传播，P、Q两质点相距。如图所示，实线和虚线分别表示质点P、Q的振动图像。则（ ）
A．波的传播速度可能等于10m/sB．介质中质点速度大小均为10m/s
C．P、Q两质点相位差随时间改变D．P、Q两质点的位移始终相同
【答案】A
【详解】A．由图可知，质点振动的周期
、两点的振动情况相反，则、两点的距离为半波长的奇数倍，则有
可得，
则波速为
当时，，故A正确；
B．波在传播的过程中，质点并不随波迁移，只在平衡位置做振动，各个质点的振动情况并不都相同，故介质中质点速度并不都相同，也不一定为10m/s，故B错误；
C．由图可知，由于P、Q两点间的距离为半波长的奇数倍，故二者的相位差为，保持不变，故C错误；
D．由题图可知，P、Q两质点的振动存在位移大小相同但方向相反的情况，则位移存在不同，故D错误。
故选A。
二、多选题
7．蜻蜓点水后在平静的水面上出现波纹，如图为蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹的俯视照片。分析图中信息可知（ ）
A．蜻蜓向左飞行B．蜻蜓向右飞行
C．蜻蜓飞行速度大于水波传播速度D．蜻蜓飞行速度小于水波传播速度
【答案】BC
【详解】AB．新形成的波在右侧，说明蜻蜓向右飞行点水，故A错误，B正确；
CD．相邻两圆的圆心距是蜻蜓点水后到下一次点水蜻蜓运动的距离，与此同时，水面波纹传播的距离为相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行速度大于水波传播速度，故C正确，D错误。
故选BC。
8．如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……。为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动，下列判断正确的是（ ）
A．质点6开始振动时的运动方向向下B．时质点6的加速度方向向下
C．时质点10的运动方向向上D．质点16开始运动
【答案】BC
【详解】A．介质中的各点起振方向与波源相同，依题意质点开始振动时的运动方向向上，故A错误；
B．依题意波传播到质点6用时，所以时，质点已向上振动了，可知其还没到波峰，则其位移为正，回复力为负，加速度方向向下，故B正确；
C．依题意波传播到质点用时，所以时，质点10已向上振动了，可知其还没到波峰，运动方向向上，故C正确；
D．依题意，时，波刚好传播到质点，质点17开始运动，质点16已经向上振动了，故D错误。
故选BC。
9．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点，时刻波源开始振动，在时刻的波形如图所示，此时，处的质点刚开始振动。振幅为A，波长为λ，质点振动周期为T，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻、处质点的振动方向沿y轴正方向B．波源处质点的振动方程为
C．经过一个周期T，质点通过的路程为λD．波源起振方向沿y轴负方向
【答案】AB
【详解】D．波源的起振方向与处的质点刚开始振动的方向相同，沿y轴正方向，D错误；
A．时刻、处质点刚开始振动，振动方向与波源的起振方向相同，沿y轴正方向，A正确；
B．由A选项可知，波源处质点的振动方程为，B正确；
D．经过一个周期T，质点通过的路程为，C错误。
故选AB。
三、填空题
10．如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至 （选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 P 不变
【详解】[1]经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点。
[2]波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波速度仍保持不变。
11．下图是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T．经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1对其平衡位置的位移为6cm．则当t=时质点5的运动方向为 ，当t=时质点9运动的路程为 cm ．
【答案】 竖直向上； 18
【详解】经过T时，质点1从平衡位置运动到波峰，此时质点5刚开始振动，由于后一个质点重复前一个质点的振动，由于质点1开始竖直向上振动，故质点5开始振动时也是竖直向上振动．
当 时质点已经振动了时间，而质点在一个周期内通过的路程是4A，则时质点9运动的路程为 S=3A=18cm．
点睛：掌握简谐波传播过程中，“后一个质点重复前一个质点的振动”、“一个周期内质点通过的路程为4A”是解决此类问题的关键所在．
四、解答题
12．如图是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t=0时质点1开始竖直向上运动，t=时质点5向上运动，问：
（1）t=时，质点8、12、16的运动状态（是否运动、运动方向）如何？
（2）画出时，绳子上的波形
【答案】（1）质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动；（2）
【详解】(1) 根据，已知时，质点1开始向上运动，时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动，则各质点在的情况如图所示
，则 时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。
(2) 时的波形如图所示
13．O点处有一质点从t＝0时刻开始在y方向做简谐运动，0.4s时，在其右边与质点相连的水平绳上第一次形成如图所示的波形，此时波源质点的振动频率突然变为原来的2倍，振幅和绳波传播速度均不变．
（i）求该绳波传播的速度；
（ii）绳上某质点从某次向上经过平衡位置开始的1s内总路程至少为多少？
【答案】（i）10m/s；（ii）36cm。
【详解】（i）该绳波传播的速度
（ii）开始时波的周期T1=0.4s，振动频率加倍后的周期为T2=0.2s；由题意可知，在t=0时刻x=2m处的质点向上振动，此质点在1s内总路程最短，此质点以周期T1振动半个周期，时间为0.2s，然后剩下的0.8s以周期T2振动4个周期，则在1s 内共振动4.5个周期，总路程为
.
1．（海南·高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为0.2s，时的波形图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．平衡位置在处的质元的振幅为0.03m
B．该波的波速为10m/s
C．时，平衡位置在处的质元向y轴正向运动
D．时，平衡位置在处的质元处于波谷位置
E．时，平衡位置在处的质元加速度为零
【答案】ABC
【详解】由波形图可知，平衡位置在处的质元的振幅为0.03m，选项A正确； 由图可知波长λ=2m，因T=0.2s，则该波的波速为，选项B正确；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.3s=1T时，平衡位置在x=0.5m处的质元向y轴正向运动，选项C正确；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.4s=2T时，平衡位置在x=0.5m处的质元仍在平衡位置向y轴负向运动，选项D错误；因t=0时刻平衡位置在x=1.0m处的质元在波峰位置，则t=0.5s=2T时，平衡位置在x=1.0m处的质元振动到波谷位置，此时的加速度为y轴正向最大，则选项E错误.
2．（全国·高考真题）由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播．波源振动的频率为，波速为．已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15. 8 m，14.6m．P、Q开始振动后，下列判断正确的是( )
A．P、Q两质点运动的方向始终相同
B．P 、Q两质点运动的方向始终相反
C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置
D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰
E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰
【答案】BDE
【详解】波源振动的频率为20Hz，波速为16m/s，由波长公式有：．P、Q两质点距离波源的距离之差为： ，为半个波长的奇数倍，所以P、Q两质点振动步调相反，P、Q两质点运动的方向始终相反，A错误；B正确； ，，所以当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点一个在波峰，一个在波谷，C错误；由可知，当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰，D正确；由，当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰，E正确；故选BDE．
一、单选题
1．下列运动属于机械振动的是（ ）
①乒乓球在地面上的自由来回上下运动②弹簧振子在竖直方向的上下运动
③秋千在空中的来回运动④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动
A．①② B．②③C．③④D．②④
【答案】D
【详解】机械振动的特点是物体在平衡位置附近做往复运动，乒乓球的上下运动不是在平衡位置两侧做往复运动，秋千在空中的来回运动，摆角较大，不能看做机械振动，弹簧振子在竖直方向的上下运动、竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动属于机械振动，故①③不是机械振动，②④是机械振动。
故选D。
2．关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A．如果波源停止振动，介质中所有质点也立即停止振动
B．沿水平方向传播的波为横波
C．有振动一定有波，但有波不一定有振动
D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程
【答案】D
【详解】A．波传播的是振动的形式和能量，波的传播过程中，若振源停止振动，波的能量没有消失，波的传播不会立即停止，A措误；
B．振动方向与传播方向垂直的波为横波，故B错误；
C．要想产生波，必须有振源和介质，若没介质则不会形成波，故有波必有振动，但有振动不一定有波，故C错误；
D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程，故D正确。
故选D。
3．某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．此时刻质点P向上运动B．手的起振方向向上C．手振动的频率逐渐增大D．波的传播速度不变
【答案】D
【详解】A．波向右传播，则此时刻质点P向下运动，故A错误；
B．此时刻，刚开始运动的质点向下运动，则波源的起振方向向下，故B错误；
CD．由图可知，波长逐渐增大，而波速由介质决定是不变的，根据，则周期逐渐增大，则频率逐渐减小，故C错误，D正确。
故选D。
4．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
B．物体作机械振动，一定产生机械波
C．波的传播速度即波源的振动速度
D．波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定
【答案】D
【详解】A．振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，故A错误；
B．物体作机械振动，不一定产生机械波，还需要传播振动的介质，故B错误；
C．波在均匀介质中匀速传播，速度不变，而质点的振动速度随时间是周期性变化的，所以波的速度与振源的振动速度不同，波的传播速度与波源的振动速度无关，故C错误；
D．波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，仅由振源决定，故D正确。
故选D。
5．如图甲所示，让绳穿过一块带有狭缝的木板，当狭缝与振动方向垂直放置时，绳波不能穿过狭缝；如图乙所示。在一条弹簧上传播的波，无论狭缝取向如何，波都能穿过。下列说法正确的是（ ）
A．横波各点振动方向与波传播方向共线，纵波各点振动方向与波传播方向垂直
B．不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这个现象叫偏振现象
C．甲、乙两图说明，偏振现象是波的固有属性，也是纵波特有的现象
D．光也有偏振现象，当光的偏振方向与透振方向垂直时，透射光的强度比较大
【答案】B
【详解】A．纵波各点振动方向与波传播方向共线，横波各点振动方向与波传播方向垂直，故A错误；
B．不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这个现象叫偏振现象，故B正确；
C．甲、乙两图说明，偏振现象是横波特有的现象，纵波不会出现这种现象，故C错误；
D．光也有偏振现象，当光的偏振方向与透振方向垂直时，透射光的强度为0，故D错误。
故选B。
6．可以了解地震发生时的一些信息．某次有感地震发生时，测得地震波中的横波与纵波的传播速率分别为4km/h和9km/h，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差5s开始振动．则下列说法正确的是（ ）
A．P先开始振动，震源距地震仪的距离为25kmB．P先开始振动，震源距地震仪的距离为36km
C．H先开始振动，震源距地震仪的距离为36kmD．H先开始振动，震源距地震仪的距离为25km
【答案】B
【详解】纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据，解得x=36km，故B正确，ACD错误．
故选B．
二、多选题
7．如图所示，一列简谐波从左向右传播，传播到P点时，P点开始振动的方向垂直PQ向上，振动周期为T，经时间t，振动从P点传播到Q点，传播速度为v。下列说法正确的是（ ）
A．该波一定是横波
B．Q点振动的周期可能为T
C．Q点振动的最大速度一定为v
D．若（n为正整数），则质点Q开始振动后，其位移与P点的位移始终相同
【答案】AD
【详解】A．根据题意可知，质点振动方向与波传播方向垂直，则该波一定是横波，故A正确；
B．根据波的特点，介质中所有质点的周期与波源的周期相同，所以点振动的周期为，故B错误；
C．质点在其平衡位置附近振动，其速度大小在平衡位置最大，在最大位移处最小，与波速没必然的联系，可以小于，也可能大于，也可能等于波速，故C错误；
D．若（n为正整数），则、点为同相点，质点Q开始振动后，其位移与P点的位移始终相同，故D正确。
故选AD。
8．某次地震中，纵波波速为7 km/s，横波波速为3.2 km/s，地震波频率为10 Hz。M点的观察者在接收到纵波15.3 s后才接收到横波，从横波传到M点的时刻开始计时，图甲为横波引起的M点的振动图像，图乙为t=2T时刻的横波波动图像，则（ ）
A．震源距离M点约为90 kmB．图甲中时刻，M点速度大小为0
C．该横波沿x轴负方向传播
D．沿横波传播方向距离M点16 km处的N点在5.275 s后将处于波谷
【答案】AD
【详解】A．设震源与M点的距离为x（km），则有-=15.3 s，解得x=90 km，故A正确；
B．图甲中时刻，M点在平衡位置，速度最大，故B错误；
C．由振动图像可知，在t=2T时刻，M点向上振动，由“同侧法”可知该横波沿x轴正方向传播，故C错误；
D．横波的周期为T=0.1 s，横波由M点传到N点的时间，t1=163.2 s=5 s，再经过0.275 s=2T质点N处于波谷，故D正确。
故选AD。
9．如图所示，是一列简谐波在某一时刻的波形图，以下判断正确的是（ ）
A．A、C两点的位移相同B．B、C两点振幅相同
C．C、E两点间的距离为半个波长D．波在A、B两点间传播的时间为个周期
【答案】BD
【详解】A．A、C两点的位移大小相同，但是方向不同，选项A错误；
B．B、C两点振幅相同，选项B正确；
C．C、E两点间平衡位置间的距离为半个波长，选项C错误；
D．因A、B两点平衡位置间距为个波长，则波在A、B两点间传播的时间为个周期，选项D正确。
故选BD。
三、填空题
10．质点振动方向与波的传播方向 ，这种波叫做横波。在横波中，通常把凸起的部分叫做 ，凹下的部分叫做 ；质点振动方向跟波的传播方向 ，这种波叫做纵波。在纵波中，通常把质点分布较密的部分叫做 ，质点分布较稀的部分叫做 。
【答案】 垂直 波峰 波谷 在同一直线上 密部 疏部
【详解】[1][2][3] 质点振动方向与波的传播方向垂直，这种波叫做横波。在横波中，通常把凸起的部分叫做波峰，凹下的部分叫做波谷；
[4][5][6] 质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上，这种波叫做纵波。在纵波中，通常把质点分布较密的部分叫做密部，质点分布较稀的部分叫做疏部。
11．质点振动的周期为0.4s，振幅为0.1m，则质点振动的频率为 Hz；从质点通过平衡位置开始计时，经过5s，质点通过的路程等于 m。
【答案】 2.5 5
【详解】[1]质点振动的周期是0.4s，则频率，5s内经过的周期数个
[2]由于从平衡位置开始振动，振子在一个周期内通过的路程是四个振幅，所以在5s内振子通过的路程为
S=12.5×4A=12.5×0.4 m=5m
12．如图所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则它们之间的关系是f1＝ f2，v1＝ v2。
【答案】 1 2
【详解】[1][2]波的频率由波源决定，则f1＝f2，则由因波长之比λ1:λ2=2:1可知v1＝2v2
四、解答题
13．地震发生时，传播得快的是强度较小的纵波（速度约），而破坏性更大的横波由于传播速度相对较慢（约），会延后数十秒到达地表。设地震时震源同时发出的纵波传播速度为，横波传播速度为，某地震探测仪检测到的两波到达探测仪的时间差为，求震源到探测仪的距离约为多少。
【答案】280km
【详解】设震源到探测仪的距离为x，则有，解得
14．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图（a）所示。一列横波沿该直线向右传播，时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2m，经过时间0.3s第一次出现如图（b）所示的波形．试写出质点1的振动方程。
【答案】
【详解】解：由图（b），设波的周期为T，根据题意可知， ，解得，则
由图（b），根据题意，质点1的振动方程为
一、单选题
1．关于机械波的形成和传播，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．波的传播速度和质点的振动速度相同
C．参与振动的质点有相同的频率D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
【答案】C
【详解】A．物体做机械振动，若有传播波的介质才会产生机械波，故A错误；
B．波的传播速度和质点的振动速度是两个不同的概念，振动速度是变化的，而波的传播速度在同一介质中是不变的，故B错误；
C．参与振动的质点有相同的频率，都等于波源的振动频率，故C正确；
D．机械波传播的过程中介质不随波迁移，但机械波传播的过程是振动能量的传递，故D错误。
故选C。
2．沙漠蝎子可以探测出附近虫子的运动，它是利用甲虫运动所产生的沿沙漠表面传播的波来探测的，传播的波有两种类型：横波以速度传播，纵波以传播。已知该甲虫在某个时刻突然运动，蝎子就可以利用从它最接近甲虫的一条腿上面感知到两种波先后到达的时间差，从而感知到它和甲虫之间的距离，如果蝎子到甲虫的距离是37.5cm，下列说法正确的是（ ）
A．虫子脚下的沙子随着波的传播运动到蝎子脚下
B．两种波传播到蝎子的时间差为0.00375s
C．无论是纵波还是横波，传播方向均与振动方向垂直
D．波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量
【答案】D
【详解】A．虫子脚下的沙子在平衡位置上下振动，不会随着波的传播而移动，故A错误；
B．两种波传播到蝎子的时间差为，故B错误；
C．横波的传播方向与振动方向垂直，纵波的传播方向与振动方向平行，故C错误；
D．波的传播过程中既传播了振动，也传播了信号和能量，故D正确。
故选D。
3．中医是我国传统文化的瑰宝，“悬丝诊脉”更是一门绝技。悬丝诊脉，悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图，假设“丝”上有间距相等的点1、2、3、4、5、6…，且相邻两点间距离为l。待诊病人在搭上丝线后，图中质点1在t=0时开始向上振动，产生的机械波沿丝线向医生传播，t=1.25s时质点1第二次到达最高点，此时质点6刚好开始振动，则下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为2lB．t=1.25s时质点6振动的方向向下
C．t=2s时质点3恰好位于波谷位置D．t=0.75s时质点1和质点3的加速度相反
【答案】D
【详解】A．根据题意有，，所以，故A错误；
B．介质中质点的起振方向与波源的起振方向相同，所以t=1.25s时质点6振动的方向向上，故B错误；
C．根据题意有，，解得，波从质点1传播到质点3需要半个周期，即0.5s，所以在2s时质点3实际振动的时间为1.5s，所以在t=2s时质点3恰好位于平衡位置且向下振动，故C错误；
D．质点1和质点3间的距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，所以t=0.75s时质点1和质点3的加速度相反，故D正确。
故选D。
4．在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是（ ）
A．每个质点均在其平衡位置附近自由振动
B．每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动
C．绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同
D．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒
【答案】C
【详解】A．质点1带动质点2是利用绳子上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动，A错误；
B．每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，B错误；
C．绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确；
D．波的传播过程也是能量的传递过程，所受合力不为零，虽然每个质点均做等幅振动，但是每个质点的机械能并不守恒，D错误；
故选C。
5．如图所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（ ）
A．质点6开始振动时的运动方向向下B．t＝时质点6的速度方向向下
C．t＝ 时质点10的运动方向向上D．t＝T时质点16开始运动
【答案】C
【详解】A．介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同，A错误；
B．经过t＝质点1回到平衡位置，质点9开始向上振动，质点5振动到正的最大位移处，根据带动法可知，质点6在平衡位置上方，向上振动，即速度的方向向上，B错误；
C．t＝时质点1振动到负的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点处于“下坡”段，由波形图“下坡上，上坡下”的推论可知，9～13之间的质点振动方向都向上，C正确；
D．依题意，时，波刚好传播到质点，质点17开始运动，质点16已经向上振动了，D错误。
故选C。
6．介质中一列简谐波沿PQ所在直线传播，P、Q两质点相距。如图所示，实线和虚线分别表示质点P、Q的振动图像。则（ ）
A．波的传播速度可能等于10m/sB．介质中质点速度大小均为10m/s
C．P、Q两质点相位差随时间改变D．P、Q两质点的位移始终相同
【答案】A
【详解】A．由图可知，质点振动的周期
、两点的振动情况相反，则、两点的距离为半波长的奇数倍，则有
可得，
则波速为
当时，，故A正确；
B．波在传播的过程中，质点并不随波迁移，只在平衡位置做振动，各个质点的振动情况并不都相同，故介质中质点速度并不都相同，也不一定为10m/s，故B错误；
C．由图可知，由于P、Q两点间的距离为半波长的奇数倍，故二者的相位差为，保持不变，故C错误；
D．由题图可知，P、Q两质点的振动存在位移大小相同但方向相反的情况，则位移存在不同，故D错误。
故选A。
二、多选题
7．蜻蜓点水后在平静的水面上出现波纹，如图为蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹的俯视照片。分析图中信息可知（ ）
A．蜻蜓向左飞行B．蜻蜓向右飞行
C．蜻蜓飞行速度大于水波传播速度D．蜻蜓飞行速度小于水波传播速度
【答案】BC
【详解】AB．新形成的波在右侧，说明蜻蜓向右飞行点水，故A错误，B正确；
CD．相邻两圆的圆心距是蜻蜓点水后到下一次点水蜻蜓运动的距离，与此同时，水面波纹传播的距离为相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行速度大于水波传播速度，故C正确，D错误。
故选BC。
8．如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……。为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动，下列判断正确的是（ ）
A．质点6开始振动时的运动方向向下B．时质点6的加速度方向向下
C．时质点10的运动方向向上D．质点16开始运动
【答案】BC
【详解】A．介质中的各点起振方向与波源相同，依题意质点开始振动时的运动方向向上，故A错误；
B．依题意波传播到质点6用时，所以时，质点已向上振动了，可知其还没到波峰，则其位移为正，回复力为负，加速度方向向下，故B正确；
C．依题意波传播到质点用时，所以时，质点10已向上振动了，可知其还没到波峰，运动方向向上，故C正确；
D．依题意，时，波刚好传播到质点，质点17开始运动，质点16已经向上振动了，故D错误。
故选BC。
9．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点，时刻波源开始振动，在时刻的波形如图所示，此时，处的质点刚开始振动。振幅为A，波长为λ，质点振动周期为T，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻、处质点的振动方向沿y轴正方向B．波源处质点的振动方程为
C．经过一个周期T，质点通过的路程为λD．波源起振方向沿y轴负方向
【答案】AB
【详解】D．波源的起振方向与处的质点刚开始振动的方向相同，沿y轴正方向，D错误；
A．时刻、处质点刚开始振动，振动方向与波源的起振方向相同，沿y轴正方向，A正确；
B．由A选项可知，波源处质点的振动方程为，B正确；
D．经过一个周期T，质点通过的路程为，C错误。
故选AB。
三、填空题
10．如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至 （选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 P 不变
【详解】[1]经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点。
[2]波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波速度仍保持不变。
11．下图是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T．经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1对其平衡位置的位移为6cm．则当t=时质点5的运动方向为 ，当t=时质点9运动的路程为 cm ．
【答案】 竖直向上； 18
【详解】经过T时，质点1从平衡位置运动到波峰，此时质点5刚开始振动，由于后一个质点重复前一个质点的振动，由于质点1开始竖直向上振动，故质点5开始振动时也是竖直向上振动．
当 时质点已经振动了时间，而质点在一个周期内通过的路程是4A，则时质点9运动的路程为 S=3A=18cm．
点睛：掌握简谐波传播过程中，“后一个质点重复前一个质点的振动”、“一个周期内质点通过的路程为4A”是解决此类问题的关键所在．
四、解答题
12．如图是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t=0时质点1开始竖直向上运动，t=时质点5向上运动，问：
（1）t=时，质点8、12、16的运动状态（是否运动、运动方向）如何？
（2）画出时，绳子上的波形
【答案】（1）质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动；（2）
【详解】(1) 根据，已知时，质点1开始向上运动，时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动，则各质点在的情况如图所示
，则 时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。
(2) 时的波形如图所示
13．O点处有一质点从t＝0时刻开始在y方向做简谐运动，0.4s时，在其右边与质点相连的水平绳上第一次形成如图所示的波形，此时波源质点的振动频率突然变为原来的2倍，振幅和绳波传播速度均不变．
（i）求该绳波传播的速度；
（ii）绳上某质点从某次向上经过平衡位置开始的1s内总路程至少为多少？
【答案】（i）10m/s；（ii）36cm。
【详解】（i）该绳波传播的速度
（ii）开始时波的周期T1=0.4s，振动频率加倍后的周期为T2=0.2s；由题意可知，在t=0时刻x=2m处的质点向上振动，此质点在1s内总路程最短，此质点以周期T1振动半个周期，时间为0.2s，然后剩下的0.8s以周期T2振动4个周期，则在1s 内共振动4.5个周期，总路程为
.
1．（海南·高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为0.2s，时的波形图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．平衡位置在处的质元的振幅为0.03m
B．该波的波速为10m/s
C．时，平衡位置在处的质元向y轴正向运动
D．时，平衡位置在处的质元处于波谷位置
E．时，平衡位置在处的质元加速度为零
【答案】ABC
【详解】由波形图可知，平衡位置在处的质元的振幅为0.03m，选项A正确； 由图可知波长λ=2m，因T=0.2s，则该波的波速为，选项B正确；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.3s=1T时，平衡位置在x=0.5m处的质元向y轴正向运动，选项C正确；因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动，则t=0.4s=2T时，平衡位置在x=0.5m处的质元仍在平衡位置向y轴负向运动，选项D错误；因t=0时刻平衡位置在x=1.0m处的质元在波峰位置，则t=0.5s=2T时，平衡位置在x=1.0m处的质元振动到波谷位置，此时的加速度为y轴正向最大，则选项E错误.
2．（全国·高考真题）由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播．波源振动的频率为，波速为．已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15. 8 m，14.6m．P、Q开始振动后，下列判断正确的是( )
A．P、Q两质点运动的方向始终相同
B．P 、Q两质点运动的方向始终相反
C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置
D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰
E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰
【答案】BDE
【详解】波源振动的频率为20Hz，波速为16m/s，由波长公式有：．P、Q两质点距离波源的距离之差为： ，为半个波长的奇数倍，所以P、Q两质点振动步调相反，P、Q两质点运动的方向始终相反，A错误；B正确； ，，所以当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点一个在波峰，一个在波谷，C错误；由可知，当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰，D正确；由，当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰，E正确；故选BDE．
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