高三物理总复习巩固练习机械波及波的图像提高

【巩固练习】

一、选择题

1、平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s.平衡位置在x轴上的P、 Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP＝3.5m、xQ＝－3m．当S位移为负且向－y方向运动时，P、Q两质点的(　　)

A．位移方向相同、速度方向相反

B．位移方向相同、速度方向相同

C．位移方向相反、速度方向相反

D．位移方向相反、速度方向相同

2、介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（ ）

A．它的振动速度等于波的传播速度                

B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向

C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长        

D．它的振动频率等于波源的振动频率

3、（2016 全国Ⅰ卷）某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s．下列说法正确的是________．

A．水面波是一种机械波

B．该水面波的频率为6Hz

C．该水面波的波长为3m

D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去

E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移

4、（2016 四川卷）简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10m的两质点，波先传到P，当波传到Q时开始计时，P、Q两质点的振动图像如图­所示．则(　　)

A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向

B．该波从P传到Q的时间可能为7s

C．该波的传播速度可能为2m/s

D．该波的波长可能为6m

5、一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为 (   )

A．A=1m      f=5Hz            B．A=0.5m     f=5Hz

C．A=1m      f=2.5Hz           D．A=0.5m    f=2.5Hz

6、在O点有一波源，t＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波。t1=4s时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；t2=7s时，距离O点为4m的B点第一次达到波谷。则以下说法正确的是（ ）

A．该横波的波长为2m

 B．该横波的周期为4s

 C．该横波的波速为1m/s

D．距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末

7、一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是（  ）

 A．周期为4.0s             B．振幅为20cm

 C．传播方向沿轴正向     D．传播速度为10m/s

8、用手握住较长软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两点之间的距离为半个波长

B．a、b两点开始时刻相差半个周期

 C．b点完成全振动的次数比a点多一次

D．b点完成全振动的次数比a点少一次

9、位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动，A刚好完成一次全振动时，在介质中形成

的简谐横波的波形如图所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则（ ）

A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向

B．此后周期内回复力对波源A一直做负功

C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长

D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零

10、如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为，波速为，在波的传播方向上两质点的平衡位置相距（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点在轴下方与轴相距的位置，则(  )

A．此波的周期可能为

B．此波的周期可能为

C．从此时刻起经过，点可能在波谷位置

D．从此时刻起经过，点可能在波峰位置

二、填空题

1、某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s，由此可知 ①波长=______m；②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是______cm。

2、运动周期为T，振幅为A，位于=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运

动，该波源产生的一维简谐横波沿轴正向传播，波速为，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点p，关于质点p振动的说法正确的是______。

A. 振幅一定为A  

B. 周期一定为T

C. 速度的最大值一定为   

D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决与它离波源的距离

E.若p点与波源距离，则质点p的位移与波源的相同

3、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，已知0＜t2－t1＜T，t1 = 0时，=2m处的质点A正向y轴正方向振动。

（1）质点A的振动周期为        ；   

（2）波的传播方向是        ；

（3）波速大小为       ；

（4）从t2时刻计时，=1m处的质点的振动

方程是      。

三、计算题

1、渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率为1．0×105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。

（1）从该时刻开始计时，画出=7．5×10-3m处质点做简谐运动的振动图象（至少一个周期）。

（2）现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）。

2、地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0km/s的P波，一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3min。假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2s，求震源与监测点之间的距离及S波的波长。

3、一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图所示，介质中质点、分别位于、处。从时刻开始计时，当时质点刚好第4次到达波峰。

（1）求波速。

（2）写出质点做简谐运动的表达式（不要求推导过程）。

4、一列横波在x轴线上传播，在t1=0时和t2=0.005s时的波形图象如图所示，

　 A、由图中读出波的振幅和波长。
　 B、设周期大于（t2-t1），如果波向右传播，波速是多大？如果波向左传播，波速是多大？
　 C、设周期小于（t2-t1），并且波速为6000m/s，求波的传播方向。
 

【答案与解析】

一、选择题

1、【答案】D

【解析】 本题是对机械振动和机械波的综合考查，根据波速和频率之间的关系v=λf 得该波的波长为2m．可知，当S经过平衡位置向负方向运动时，距离S为1.75个波长的P点从最大的负位移处向平衡位置运动，距离S为1.5个波长的Q点经平衡位置向正方向运动，所以两质点的位移方向相反，速度方向相同，D正确．

2、D

解析：简谐机械波介质中的各质点都做简谐动，其速度按照正弦或余弦规律变化，与波的传播速度是两码事，A错误；横波的振动方向垂直于波的传播方向，而纵波的振动方向与波的传播方向在一条直线上，B错误；简谐机械波介质中的质点一个周期内走过的路程等于四个振幅，波一个周期传播的距离等于一个波长，C错误；机械波介质中的各质点做简谐运动的频率都相等，都等于波源的振动频率，所以D正确。

3、【答案】ACE　

【解析】水面波是一种机械波，故A正确；该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身上的时间间隔为15 s，所以周期，该水面波的频率f＝0.6Hz，故B错误；该水面波的波长λ＝vT＝3m，故C正确；水面波没有将该同学推向岸边，只能说是因为波传播时振动的质点并不随波迁移，不能说是因为波传播时能量不会传递出去，波的传播过程也是能量传递的过程，故D错误，E正确．

故选ACE。

4、【答案】AD　

【解析】读图可知，质点P的振动图像为虚线，质点Q的振动图像为实线．从0时刻开始，质点Q的起振方向沿y轴正方向，A选项正确．由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由图可知，周期T＝6s，质点Q的振动图像向左平移4s后与P点的振动图像重合，意味着Q比P的振动滞后了4s，即P传到Q的时间Δt可能为4s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间Δt为(4＋nT)s，n＝0，1，2，…，即Δt＝4s，10s，16s，…，所以B选项错误．由，考虑到简谐波的周期性，当Δt＝4s，10s，16s，…时，速度v可能为2.5m/s，1m/s，0.625m/s，…，C选项错误．同理，考虑周期性，由λ＝vT可得，波长可能为15m，6m，3.75m，…，D选项正确．

故选AD。

5、D

解析：由题图的振幅A=0.5m，波长λ=4m。经0.6s，N点开始振动的波速，所以频率，D正确。（或者：M点到N点距离为6米，即，时间相差，由，所以，频率。）

6、BC

解析：由得：　　　　

解得　，波长

振动从O传到距离O点为1m的质点所需时间

7、CD

解析：由振动方程 ，周期为，A错。由波的图像得，振幅、波长，故波速为，B错D对。p点在t=0时振动方向为正y方向，波向正方向传播，C对。故选CD。

8、D

解析：ab两点是波上相邻两波峰，其间距为一个波长，波在传播是在一个周期里传播一个波长，所以波的前端从a到b需要一个周期的时间，a质点比b质点提前一个周期起振，所以b比a完成的全振动少多一次。  

9、ABD

解析：由A刚好完成一次全振动时的图线可知波源A的起振方向沿y轴负方向，A选项正确；

经过周期之内质点A将向负向最大位移运动，回复力做负功，B正确；质点不随波迁移，

C选项错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零，D选项正确。

10、ACD

解析：对AB选项，根据题意有两种情况：

第一种情况：时刻的波形如图1，，米。根据，，A正确。

第二种情况：时刻的波形如图，如图2，

根据，，B错误。

对CD选项，根据以上两种情况，也有两种对应的情况：

第一种情况是波长米的波，在波的

图像如图3，，波沿轴正方向

传播了=1.0m，波峰传播到=1.0m处，再确定

几个特殊点（如0.1m、0.7m、1.3m在平衡位置），

0.4m处的B点在波谷，C正确。

第二种情况是波长 的波，在

时波的图像如图4，，

波沿轴正方向传播了，波峰传播到=1.0m处，0.4m处的B点在波峰，D正确。故正确选项为ACD。

注意：本题出现了非和非的整数倍的情况，有新意、难度较大，但只要把基础知识学扎实，这类题还是能得分的。

二、填空题

1、①；②6cm。

解析：（1）由题意可知波速，周期，波长，A、B相差10米即半个波长，振动情况完全相反，故B点位移为+6cm时，A点位移为6cm。

2、ABE

解析：由波的形成与传播可知，振幅、周期与波源的相同，AB对。振动速度与传播速度是两回事，C错。开始振动的方向与波源的起振方向相同，D错。p点与波源距离，正好等于波长，振动情况与波源完全相同，E对。故正确选项为ABE。

3、（1）2s  （2）沿着轴的正方向  （3） （4）

解析：t1 = 0时，=2m处的质点A正向y轴正方向振动，所以波向右传播，波形向右传播了四分之一个周期，则，周期。由图知波长为4米，波速大小为。从t2时刻计时，=1m处的质点在平衡位置向下振动，初相位为零，,所以振动方程为。

三、计算题

1、（1）如图。（2）3000米。

解析：（1）如图。

（2）从图读出，

求出，。

2、，S波的波长

解析：设P波的传播时间为，则解得代入数据得，，由，解得。

3、（1）1m/s （2） 。

解析：（1）设简谐横波的波速为，波长为，周期为，由图像知，。由题意时刻在平衡位置向下振动，  ，波速 。

（2）振幅为0.2米，，时刻质点在平衡位置向上振动，质点P做简谐运动的表达式为 。

4、A、A=0.2cm，λ=8m。B、向右传播，；向左传播，

C、方向向左。

解析：A、如图A=0.2cm，       λ=8m。
B、若波向右传播：    

n=0时，T=0.02s，n=1时，T'=0.004s<0.005s（舍） 

若波向左传播：      

n=0，，n=1,  （舍）

C、设周期小于（t2t1），6000m/s  由  得

则 ，即波传了 个波长。∴方向向左。