高三物理总复习巩固练习机械波及波的图像基础

【巩固练习】

一、选择题

1、下列说法正确的是(　　)

A．机械波的振幅与波源无关

B．机械波的传播速度由介质本身的性质决定

C．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反

D．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关

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Ⅲ卷）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20Hz，波速为16m/s。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15.8m、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

4、如图，一列简谐横波沿轴正方向传播，实线和虚线分别表示和（）时的波形，能正确反映时波形的是图（   ）

A．A         B．B        C．C        D．D

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、（2016 天津卷） 在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x＝12m处，波形图像如图­所示，则(　　)

A．此后再经6s该波传播到x＝24m处

B．M点在此后第3s末的振动方向沿y轴正方向

C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向

D．此后M点第一次到达y＝－3m处所需时间是2s

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、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（ ）

A．、b两点之间的距离为半个波长

B．、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点多一次

D．b点完成全振动的次数比点少一次

9、同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线见图，以下说法正确的

是（  ）

A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线

B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线

C．水中质点振动频率较高，是水中声波的波形曲线

D．空气中质点振动频率较高，是空气中声波的波形曲线

10、一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为=1.5m和=4.5m。P点的振动图像如图2所示。在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是（ ）

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、轴为各质点的平衡位置，一列简谐横波沿轴正方向传播，t=0时的波形图如图所示，再经过0.36s，位于=6m处的质点刚好第二次到达波峰位置，由此可知

（1）此列波的波长?

（2）此列波的频率是多少？
　（3）波速是多少？

【答案与解析】

一、选择题

1、【答案】B

【解析】 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识．机械波的振幅与波源有关，选项A错误；传播速度由介质决定，选项B正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D错误．

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】BDE　

【解析】波长，，当S处于平衡位置向上振动时，Q应处于波谷；，当S处于平衡位置向上振动时，P应处于波峰；可见P、Q两质点运动的方向应始终相反，A、C错误，B、D、E正确．

故选BDE。

4、D

解析：因为，可确定波在0.5s的时间沿轴正方向传播，即，所以，，波峰沿轴正方向传播，从处到处，选D。

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、【答案】AB　

【解析】 根据波源做简谐运动的表达式可知，周期为4s，从波的图像可以看出波长为8m，根据波速公式可以得出，波速为2m/s，再经过6s，波向前传播了12m，故振动的形式传到x＝24m处，A正确；M点在此时振动的方向沿y轴负方向，则第3s末，即经过了3/4周期，该点的振动方向沿y轴正方向，B正确；波传播到x＝12m时的起振方向为y轴正方向，波源的起振方向与每个点的起振方向一致，C错误；该时刻M点向y轴负方向振动，设经时间t1运动到平衡位置，由，得，故M点第一次到达y＝－3m处所需时间为，D错误．

故选AB。

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：b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，所以波的前端从到b需要一个周期的时间，质点比b质点提前一个周期起振，所以b比完成的全振动少多一次。  

9、A

同一音叉发出的声波，声源相同，频率f相同、周期T相同，故CD均错；又声波在水中传播的传播速度比在空气中快、速度大，根据波长可知声波在水中波长较大；由波形曲线可知b比的波长长，故b是水中声波的波形曲线，故A正确、B错误。故选A。

10、BC

解析：该波的波长为4m，PQ两点间的距离为3m，相差四分之三个波长，当波沿轴正方向传播时，P的振动比Q早四分之三个周期，当P在平衡位置向上振动时，Q点此时应处于波峰，B正确。当沿轴负方向传播时，P的振动比Q晚四分之三个周期（也可认为P的振动比Q早四分之一个周期），P点处于向上振动时Q点应处于波谷，C对。

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、（1）（2）（3）

解析：（1）由图可知：

（2）t＝0时刻，波传播到＝4m处，再传播到＝6m处，传播2m距离，需要，由波的传播方向可知，质点P的起振方向竖直向下，所以当质点P刚好第二次到达波峰位置还需。由已知可得：，所以

则频率
（3）