高二物理机械波的形成试题答案及解析

高二物理机械波的形成试题答案及解析1.如图所示为某一时刻的波形曲线，波的传播方向沿方向，下列说法中不正确的是：A．质点A、D的振幅相等B．该时刻质点B、E的速度大小相等C．该时刻质点D、F的加速度为零D．该时刻质点C正向上运动【答案】C【解析】简谐波在传播过程中各个质点的振幅相等．故A正确．在波传播过程中，各质点振动情况相同，只是先后不同．质点B、E的速度大小相等，方向相反．故B正确．DF在正向最大位移处，根据公式可得最大位移处的恢复力最大，所以DF的加速度为最大．故C错误．波向右传播，C向上运动．故D正确．【考点】考查了横波图像2.下列对机械波的认识正确的是()．A．形成机械波一定要有振源和介质B．振源做简谐运动形成的波中，各质点的振动情况完全相同C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动【答案】A【解析】根据机械波的产生条件和机械波的传播特点知选项A对，B、C错；机械波向右传播时，应是右方的质点比左方的质点振动滞后些，选项D错．3.如图所示为一列简谐横波在t时刻的图像，波速为0.2 m/s，则以下结论正确的是()．A．振源的振动频率为0.4 HzB．从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播C．图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3D．经过0.5 s，质点a、b、c通过的路程均为75 cm【答案】C【解析】由题图知λ＝8 cm，所以T＝＝0.4 s，f＝＝2.5 Hz，A错误．若a先于b回到平衡位置，则a、b向下振动，波向x轴负向传播，B错．由F＝－kx，可知C正确.0.5 s＝1T，c通过路程为75 cm，但a、b不是，D错误．4.关于机械波，下列说法正确的是()A．相邻的质点要相互做功B．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能C．振源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动D．波中各质点振动频率是相同的【答案】ACD【解析】机械波是振源的振动形式在介质中的传播，是由相邻的质点相互带动形成的，各个质点只是在各自的平衡位置附近振动而不随波迁移，波的频率是由振源频率决定的，故选项A、C、D 正确．5.一列波由固体传入液体时，下列说法中正确的是()．A．入射波的波长大于折射波的波长B．入射波的波速大于折射波的波速C．入射波的频率大于折射波的频率D．入射波的入射角大于折射波的折射角【答案】ABD【解析】固体波速大于液体波速，而波的频率并未变化，所以选项A、B正确，C错误；由折射定律可知，选项D正确．6.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t=s时A．质点M对平衡位置的位移一定为负值B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同【答案】C【解析】由图读出波长为，则该波的周期为，时为四分之一个周期，t=0时刻质点M的速度方向向上，所以时M对平衡位置的位移为正值，速度方向向下，为负值，A、B错；简谐振动的质点加速度方向与位移方向始终相反，故时M的加速度方向向下，与速度方向相同C对D错。

【考点】横波的图像，波速、波长和频率（周期）的关系7.（8分）一列简谐横波沿X轴传播。

在某时刻，参与振动的两质点A、B速度相同，但加速度不同。

经0.01秒时间后，A、B的加速度相同。

若已知该波的波长为4米。

则波速为多大？【答案】【解析】由题可知AB两点速度相等时分别处于波峰与波谷处，至少经过四分之一周期两者的加速度相等，为零；故，解得n=0,1,2,3,……….代入公式，可得【考点】波长、频率和波速的关系；本题关键要根据波形列出周期的通项，得到波速的通项．8.海底地壳运动引起的大地震可能造成海啸。

地震波可分为P波和S波，P波和S波都能被仪器监测到。

假设P波的波速是5Km/s，S波的波速是3Km/s，海啸引起的水波的平均速度为150m/s。

某次地震时，某海岸城市距震中150Km，则该城市在测得地震波到达后，最多有多长的时间组织人员撤离疏散（）A．1000s B．970s C．950s D．925s【答案】B【解析】P波传到该城市的时间为水波传到该城市的时间为，所以该城市在测得地震波到达后，最多有970s的时间组织人员撤离疏散,B选项正确。

【考点】机械波的传播。

9.如图是一条软绳，绳上选有18个质点，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，下列说法中错误的是（）A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均作受迫振动B．每个质点开始运动后，在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动C．绳子上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同，质点1振动一个周期，波向前传递一个波长D．绳子上波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均作等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒。

【答案】B【解析】质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均作受迫振动,A正确；每个质点开始运动后，只在在竖直方向做简谐运动，水平方向不随波运动，B错误；绳子上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同，质点1振动一个周期，波向前传递一个波长，选项C正确；绳子上波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均作等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒，选项D正确。

【考点】机械波的传播10.（10分）如图为一列简谐波在t1=0时刻的图象。

此时波中质点M的运动方向沿y负方向，且到t2=0.55s质点M恰好第3次到达y正方向最大位移处。

试求：(1) 此波向什么方向传播？(2) 此波波长多大？周期多大？波速是多大？(3) 从t1=0至t3=1.2s，波中质点N走过的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少？【答案】（1）由右向左传播（2）0.4m 0.2s 2m/s (3) 120cm 2.5cm【解析】(1) 此时波中质点M的运动方向沿y负方向，根据“上下波法”可判断，波由右向左传播。

(2)由图知λ=0.4m由波中质点M的运动方向沿y负方向，且到t2=0.55s质点M恰好第3次到达y正方向最大位移处，所以波的周期满足:解得：T=0.2s则(3)N点完成全振动的次数N=1.2/0.2=6次，每一次全振动质点N上下振动通过的路程为4个振幅即20cm则N点走过的路程为S=6×20cm=120cm1.2秒后回到出发点，位移为2.5cm【考点】机械波的几个基本概念点评：容易题。

掌握波的几个基本概念和它们的关系，可以帮助我们加深对波的理解。

11.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（）A．f1＝2f2，v1＝v2。

B．f1＝f2，v1＝0.5v2。

C．f1＝f2，v1＝2v2。

D．f1＝0.5f2，v1＝v2。

【答案】C【解析】因为是同一个波源在不同介质中产生的机械波，所以这两类波的频率是相同的，即周期相等，根据图像可知，所以根据公式，所以v1＝2v2。

选C12.如图为同类的机械波1和机械波2在同一种介质中传播时某时刻的波形图，下列说法中正确的是()A．波2速度比波1速度大B．波2速度和波1速度一样大C．波2频率比波1频率大D．这两列波不可能发生干涉现象【答案】BCD【解析】由图像可知波1的波长大，介质相同，波速相同，由可知波1的频率小，两列波频率不同不能发生干涉现象，BCD对；13.一列简谐波在两时刻的波形如题7图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的A．周期B．波速C．波长D．频率【答案】C【解析】可得波长4m，C正确；因为波的周期性及方向性无法判断出周期或频率，故无法求出波速，ABD错误。

14.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为,如图11(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,经过时间第一次出现如图(b)所示的波形.则该波的周期为 ,波速为。

【答案】，12L /Δt【解析】【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．分析：由图确定波长，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，则介质中所有质点起振方向均向下．图b中质点9此刻振动方向向上，说明波不是才传到质点9，而是传到9后又经过了周期，则时间△t与周期的关系为△t=1.5T，求出周期，再由波速公式求解波速．解：横波沿该直线向右传播，图示时刻质点9的振动方向向上．由题波源1的起振动方向向下，则第一次出现如图（b）所示的波形，振动传到质点9后，又传播了周期，则时间△t与周期的关系为△t=1.5T，T=△t．由图读出波长λ=8L，则波速v==．故本题答案是：，12L /Δt．15.在O点有一波源，t=0时刻开始向下振动，形成向左传播的一列横波。

t1=4s时，距离O点为1m的A点第一次达到波峰；t2=7s时，距离O点为6m的B点第一次达到波谷。

求该横波的波长与周期各是多少？【答案】【解析】解：设波源的周期为T，波长为，波速为。

波源在t=0时刻开始向下振动，形成向左传播的一列横波。

当=4s时，距离O点为1m的A点第一次达到波峰，此时波源运动周期，A点开始振动的时刻为；当=7s时，距离O点为6m的B点第一次达到波谷，此时波源运动周期，B点开始振动的时刻为。

由于波速相同，所以有，化简得横波的周期，所以波速，由于波长公式，则横波的波长，16.一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ.若在x＝0处质点的振动图象如图所示，则该波在t＝T/2时刻的波形曲线为下图中的【答案】A【解析】从振动图上可以看出x=0处的质点在t=时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确．17.如图所示，沿波的传播方向上有质点1到质点13，已知相邻两个质点之间的距离相等.当波传到质点1时，质点1开始向上振动，当质点1振动了一个周期时波恰好传到质点13.则当波传到质点13时，下面说法错误的是（）A．质点4有最大加速度B．质点7有最大速度C．质点5速度方向向上D．质点8速度方向向下【答案】C【解析】略18.关于机械波，下面说法中正确的是( )A．抖动绳子的一端，在绳上形成的波是纵波B．由于声源的振动，在空气中形成的声波是纵波C．只有横波才能产生干涉现象D．只有纵波才能产生干涉现象【答案】B【解析】略19.如图26-B-8所示，在xy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐波，波速为1m/s，振幅为4cm，频率为2.5Hz。

在t=0时刻，P点位于平衡位置上方最大位移处，则距P点0.2m的Q点（）A．在0.1s时位移是4cm B．在0.1s时速度最大C．在0.1s时速度方向向下D．在0到0.1s时间内的位移是4cm【答案】BD【解析】略20.一波源振动周期为T，波源开始振动两个周期的波形如图所示，此时质点P的振动方向向上，下列说法中正确的是A．波源刚开始振动时速度方向向上B．P点刚开始振动时速度方向向下C．此波的传播方向向左D．P点已振动了0.5T【答案】BC【解析】在机械波中，介质中靠近波源的质点总是先振动。