粤教版 (2019)第三节 机械波的传播现象精品巩固练习

这是一份粤教版 (2019)第三节 机械波的传播现象精品巩固练习，共11页。试卷主要包含了单选题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题


1.一列简谐横波t=0.4时刻的波形如图（甲）所示，甲图中x=15m 处质点A的振动图像如图（乙）所示。则 （ ）





A. 这列波沿x轴正方向传播． B. 这列波的波速是20m/s


C. 再过0.2s质点A将迁移到x= 20 m处 D. 质点A在任意的1s内所通过的路程都是0.4m


2.沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，A，B、C三个质点的平衡位置分别为xA=1.5m、xB=2m、xC=3m，t=0.9s时质点A恰好第二次到达波峰，下列说法正确中的是（ ）





A. 波传播的速度为10m/s B. t=0.1s时质点A运动到质点B的位置


C. 质点C在t=0.9s时沿y轴负方向振动 D. 质点B的振动表达式为y=5sin（2.5πt）cm


3.如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是 （ ）





A. 增加波源距桥墩的距离 B. 减小波源距桥墩的距离


C. 提高波源的振动频率 D. 降低波源的振动频率


4.下列说法中正确的是（ ）


A. 声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率


B. 麦克斯韦预言了电磁波的存在；楞次用实验证实了电磁波的存在


C. 由电磁振荡产生电磁波，当波源的振荡停止时，空间中的电磁波立即消失


D. 宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢


5.关于机械波的下列说法中，正确的是（ ）


A. 自然界所刮的风就是一种机械波


B. 波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移


C. 波将波源的运动形式传播出去的同时，也可以传递信息


D. 能传播机械波的介质一定是可以自由流动的


6.声波和光波分别由空气进入水中，则（ ）


A. 声波的波长变长，光波波长变短 B. 声波的波长变短，光波波长变长


C. 声波的波长变长，光波波长变长 D. 声波的波长变短，光波波长变短


7.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0s时波形如图所示，已知波速为10m/s，则t=0.1s时正确的波形是图中的（ ）





A. B.


C. D.


8.如图所示为一横波在某时刻的波形图，已知质点F此时运动方向如图，则（ ）





A. 波向右传播 B. 此时质点C的加速度为零


C. 质点C比质点B先回到平衡位置 D. 质点H与质点F的运动方向相同


9.波与生活息息相关，下列关于波的说法正确的是（ ）


A. 超声波的频率很高，不会发生衍射


B. 空气中的声波是纵波，不能发生干涉


C. 医院检查身体的“彩超”，利用了多普勒效应


D. 只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应


10.已知在某时刻的波的图像如图所示，且M点的振动方向向上，下述说法正确的是：（ ）





A. A点振动落后于M点，波向右传播 B. A点振动落后于M点，波向左传播


C. B点振动落后于M点，波向右传播 D. B点振动落后于M点，波向左传播


11.如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，若波速为 200m/s ，则下列说法中正确的是（ ）





A. 从图示时刻开始，质点b的加速度将减小


B. 图示时刻，质点b的振动方向沿y轴正方向


C. 若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50Hz


D. 从图示时刻开始，经过 0.01s ，质点a沿波传播方向迁移了2m


12.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m的M点时开始计时，已知该波的周期为0.4s，下面说法中正确的是（ ）





A. x=1.5m处质点在t=0.1s时位于平衡位置


B. x=3m处的质点开始振动时的方向是向上的


C. 质点Q（xQ=9m）经过0.5s第一次到达波谷


D. 处在x=4m处的观察者向x=0匀速运动时，接收到的波的频率等于2.5Hz


二、填空题


13.如图所示为一列简谐波在t=0.5 s时刻的波形图，此时在x轴上0～7m范围内第一次出现此波形，波沿x轴正向传播，t=0时刻波传播到x=4m处，且t=0时刻x=4m处的质点沿y轴正向运动，则这列波的传播速度为________m/s，t=1.5s时，x=14 m处的质点运动的路程为________cm．


14.一列波在两种介质中传播，在甲介质中的传播速度是10m/s，在乙介质中的传播速度是8m/s，若它在甲介质中的频率是100Hz，那么它在乙介质中的频率是________Hz，该波在甲、乙两介质中的波长之比是________．


15.由于波源和观察者之间有________，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应．


16.如图所示为t=0时刻的一列简谐横波，已知B点第一次到达波谷需经过0.2s的时间，A、B沿x轴的距离是1m，则该波的波长λ=________，速度v=________．


三、综合题


17.一列沿x轴正方向传播的横波，t=0时刻的波形如图中的实线，经过 t1=0.6s 时波形如图中的虚线所示，已知该波的周期T>0.6s。求：





（1）这列波的周期；


（2）从t=0开始，质点P经0.8s通过的路程；


（3）这列波在3.6s内传播的距离。


18.在某光滑水平面上建立xOy直角坐标系，一弹性绳置于y轴正半轴，A、B 是绳上的两质点，绳子的一端位于坐标原点O，现让绳子的该端以x=0.2sin5πt(m)的规律做简谐运动，形成一列沿y轴正方向传播的横波，某时刻波刚传到A点，波形如图所示，已知OA的距离为1.0 m，OB的距离为5.0m， 求：





（1）质点振动的周期和波传播的速度的大小；


（2）绳上的B点在波峰位置的时刻。


19.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻波刚好传播到x=6 m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48 m/s．请回答下列问题：





（1）横波的周期T


（2）从图示时刻起再经过多长时间质点B第一次处于波峰；


（3）写出从图示时刻起质点A的振动方程。


20.图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形图.经0.2 s后，其波形如图中虚线所示.





（1）若该波向左传播，求波的传播速度和周期；


（2）若该波的波速为0.9m/s，求波的传播方向.


答案解析


一、单选题


1.【答案】 A


【解析】A、由振动图象乙知 t=0.4s 时刻质点 A 向下振动，则根据波形平移法可知该波沿 x 轴正方向传播，A符合题意；


B、由图甲读出波长为 λ=20m ，由振动图象乙读出波的周期为 T=0.8s ，则波速为 v=λT=25m/s ，B不符合题意；


C、简谐横波沿 x 轴正方向传播，质点 A 只上下振动，不向前迁移，C不符合题意；


D、质点在一个周期内通过的路程为四个振幅，周期 T=0.8s ，则 Δt=1s=114T ，若质点 A 初始位置在平衡位置或最大位移处，则它在1s内的路程应为 S=1.25×4A=5×8cm=0.4m ，若质点 A 初始位置不在平衡位置或最大位移处，1s内所通过的路程不是0.4m，D不符合题意。


故答案为：A


2.【答案】 D


【解析】A．由图可得：波长λ=4m，根据波向右传播可得：当波向右传播△x=4.5m时质点A恰好第二次到达波峰，故波速 v＝△x△t= ，周期 T=λv=0.8s ，A不符合题意；B．波上质点不随波的传播而迁移，图示简谐横波只在y方向上振动，x方向的位移为零，故质点A不可能运动到质点B的位置，B不符合题意；C．质点A、C水平位之间距离△x′＝1.5m，t=0.9s时质点A恰好到达波峰，故质点C位移为负，根据波形，由波向右传播可得：质点C沿y轴正方向运动，C不符合题意；D．根据波向右传播可得：t=0时刻，质点B在平衡位置向上振动；由图可得：振幅A=5cm，又有周期T=0.8s，故质点B的振动表达式为为y=5sin2.5πt（cm），D符合题意；


故答案为：D。


3.【答案】 D


【解析】为使水波能带动叶片振动，则要使得水波发生明显的衍射，根据衍射条件可知，增加或减小波源距桥墩的距离，都不能影响衍射；AB不符合题意；S振动时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高波源的振动频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，根据λ＝ vf ，波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明显。C不符合题意，D符合题意。


故答案为：D。


4.【答案】 D


【解析】A、声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率，A不符合题意。


B、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，B不符合题意。


C、电磁波由电磁振荡产生，但它是一种能量形式，若波源的电磁振荡停止，空中的电磁波不会立即消失，C不符合题意。


D、根据钟慢效应，宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船是在做高速运动，所以飞船上的时钟变慢了；D符合题意。


故答案为：D。


5.【答案】 C


【解析】解：A、机械波是机械振动在介质中传播，自然界所刮的风不是一种机械波．故A错误．


B、机械波在传播振动形式的过程中，同时将能量由近及远传递，在机械波形成的过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动，并不随波一起迁移．故B错误，C正确．


D、能传播机械波的介质，不一定是自由流动的，故D错误．


故选：C．


6.【答案】 A


【解析】解：声波由空气进入水中，波速变大，频率不变，由波速公式v=λf得知，声波的波长变长．光波由空气进入水中，波速变小，频率不变，由波速公式v=λf得知，光波波长变短．


故选A


7.【答案】 C


【解析】因为波的波长为4m，波速为10m/s，故周期为0.4s，当t＝0.1 s时正好经过了1/4个周期，即处于x=0处的质点向下移动到平衡位置，处于x=1m处的质点向上振动到最大位置处，x=2处的质点向上振动到平衡位置，故该波形是图C的波形，C符合题意．


故答案为：C


8.【答案】 C


【解析】A．根据同侧法可判断波向左传播，A不符合题意；





B．此时质点C受到的回复力最大，加速度最大，B不符合题意；


C．根据同侧法可判断质点B向上运动，故质点C比质点B先回到平衡位置，C符合题意；


D．根据同侧法可判断质点H向上运动，与质点F的运动方向相反，D不符合题意。


故答案为：C。


9.【答案】 C


【解析】A．衍射是波特有的现象，只要是波都会发生衍射，A不符合题意；


B．干涉是波特有的现象，尽管空气中的声波是纵波，也能发生干涉，B不符合题意；


C．医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，C符合题意；


D．波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，D不符合题意。


故答案为：C。


10.【答案】 B


【解析】A、B、M点的振动方向向上，A到B半个波长的范围，振动方向相同，A点振动落后于M点，则波向左传播；B符合题意，A不符合题意.


C、D，M点的振动方向向上，A到B半个波长的范围，振动方向相同，B点振动超前于M点，而波向左传播。C、D不符合题意.


故答案为：B.


11.【答案】 C


【解析】由于波向右传播，根据“上下坡”法，知道b质点向下振动，加速度正在增大。AB不符合题意。该列波的频率为 f=vλ＝2004＝50Hz ，要想发生干涉，频率需相同，则若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50Hz，C符合题意。机械波在传播的过程中，质点只在自己的平衡位置附近振动，而不随波迁移，D不符合题意.


故答案为：C


12.【答案】 C


【解析】A项： t=0.1s=T4 ，x=1.5m处质点向下振动，通过的路程大于一个振幅，A不符合题意；


B项：M点的开始振动方向向下，所以x=3m处的质点开始振动时的方向是向下的，B不符合题意；


C项：波长为4m，波速度为： v=λT=10m/s 当图中x=4m处的波谷传到x=9m处时，x=9m处的质点第一次到达波谷，用时 t=9-410s=0.5s ，C符合题意；


D项：该波的频率为 f=10.4Hz=2.5Hz ，由于观察者向波源运动，所以接收到的频率大于2.5Hz，D不符合题意。


故答案为：C


二、填空题


13.【答案】10；200


【解析】解：据题，t=0时刻x=4m处的质点沿y轴正向运动，则介质中各个质点起振方向均沿y轴正向运动，因为在x轴上0～7m范围内第一次出现此波形，而图中x=7m处质点正沿y轴负方向振动，所以t=0.5s时波传到x=9m处，则t=0.5s内波传播的距离为 x=9m﹣4m=5m 波的传播波速为 v= xt = 50.5 =10m/s


波从x=9m传到x=14m处用时 t′= x'v = 14-910 =0.5s


则t=1.5s时，x=14 m处的质点已经振动的时间为 t″=1.5s﹣0.5s=1s


该波的周期为 T= λv = 410 =0.4s


则t=1.5s时，x=14 m处的质点运动的路程为 S= t″T ×4A= 10.4 ×4×20cm=200cm


故答案为：10，200．


14.【答案】100；5：4


【解析】解：波的频率仅由波源决定，与介质无关，当波从一种介质进入另一种介质时频率不变．则得该波在乙介质中的频率是f2=100Hz 由v=λf，f不变，得这列波在介质Ⅰ和介质Ⅱ的波长之比为 λ1：λ2=v1：v2=10：8=5：4


故答案为：100，5：4．


15.【答案】相对运动


【解析】解：比如：当火车鸣笛驶近我们时，接受到的声音波长变短，根据v=λf，接受到声音的频率变高，故音调变高，这是多普勒效应； 因此必须要有波源和观察者之间间距变化，即相对运动，才会出现此现象．


故答案为：相对运动．


16.【答案】2m；5m/s


【解析】解：由题意，知t=0.2s= T2 ，则得T=0.4s A、B沿x轴的距离等于半个波长，则得λ=2m


所以波速v= λT =5m/s．


故答案为：2m，5m/s


三、综合题


17.【答案】 （1）解：由已知条件可知 t1=(n+14)T


则 T=2.44n+1 ①


又由于T>0.6s，则该波的周期T=2.4s②


（2）解： t=0 时，质点P在平衡位置并向上振动，所以 yP=0.2sin2πTt ③


解得0.8s时刻的位移 yP=310cm ④


所以质点P经0.8s通过的路程为 (0.4-0.13)cm ⑤


（3）解：这列波在3.6s内传播的距离 x=vt=λTt=82.4×3.6m=12m ⑥


【解析】由于波在时间以及空间上的重复性，波在传播方向上有不确定性，故波的问题往往解答结果不是唯一的，这类问题又往往与波形图联系在一起，此类问题关键是要根据题意正确画出波形图，而且必须考虑各种可能性。


18.【答案】 （1）解；根据O点振动的表达式x=0.2sin5πt(m)


可知振动的圆频率 ω=5π rad/s


因此，振动周期 T=2πω=2π5πs=0.4s


从图中可知，波长 λ=2.0m


因此，波的传播速度 v=λT=5m/s


（2）解；波传到B所用时间 t1=yv=1s


再经过 14T ，第一个波峰到达B点。则第一个波峰到达B点的时间为 t1+14T=1.1s


以后每经 12T 个周期，B点到达一次波峰，因此B点到达波峰的时刻为 t=1.1s+nT2=(1.1+0.2n)s (n=1，2，3……)


【解析】根据波源振动表达式，可求出振动周期，从图象上知道波长，从而求出波速；算出第一个波峰到达B点时刻，由于波具有周期性，就可以求出一系列波峰到达B点时刻。


19.【答案】 （1）解：根据简谐横波图可得波长为 λ=8m


横波的周期： T=λv=848s=16s


（2）解： B 点离 x=0 处波峰的距离为 Δx=24m


当图示时刻 x=0 处波峰传到质点 B 第一次处于波峰，则经过时间为 t=Δxv=2448s=0.5s


（3）解：波的角速度为 ω=2πT=12π(rad/s)


图示时刻， A 点经过平衡向下运动，则从图示时刻起质点 A 的振动方程为： y=-Asinωt=-2sin12πt(cm)


【解析】（1）通过图像求出波的波长，结合波速求出波的周期；


（2）根据B点离波峰的距离，结合波速求出时间即可；


（3）根据周期求出波的角频率，通过图像读出波的振幅，进而求出质点的振动方程。


20.【答案】 （1）解：波长： λ=0.24m


波向左传播，根据图像则有 (n+14)T=0.2


波的周期为 T=0.84n+1=420n+5


波的传播速度 v=λT=+1=1.2n+0.3


（2）解：波向右传播，根据图像则有 (n+34)T=0.2


波的周期为 T=0.84n+3=420n+15


波的传播速度 v=λT=+3=1.2n+0.9


当 n=0 时， v=0.9m/s ，即波的波速为0.9m/s，波的传播方向向右


【解析】（1）利用图像可以找到波长，利用图像可以找到周期大小，利用波长除以周期可以求出速度；


（2）利用图像可以找到运动的周期，利用波长和周期的关系可以判断向右传播。