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机械波试题(含答案)一、机械波选择题1．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. 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2．如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在x=6m 处的质点从该时刻开始计时的振动图像，则这列波（）A．沿x 轴的正方向传播，波速为2.5m/sB．沿x 轴的负方向传播，波速为2.5m/sC．沿x 轴的正方向传播，波速为100m/sD．沿x轴的负方向传播，波速为100m/s3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，频率为5Hz，某时刻的波形如图所示，介质中质点A 在距原点8cm处，质点B在距原点16cm处，从图象对应时刻算起，质点A的运动状态与图示时刻质点B的运动状态相同需要的最短时间为（）A．0.08s B．0.12s C．0.14s D．0.16s4．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t="=" 0时刻的波形图，虚线是这列波在t="=" 0.2 s时刻的波形图．已知该波的波速是0.8 m／s ，则下列说法正确的是A．这列波的波长是14 ㎝B．这列波的周期是0.125 sC．这列波可能是沿x轴正方向传播的D ．t =0时，x = 4 ㎝处的质点速度沿y 轴负方向 5．利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则( )A ．图a 、b 均显示了波的干涉现象B ．图a 、b 均显示了波的衍射现象C ．图a 显示了波的干涉现象，图b 显示了波的衍射现象D ．图a 显示了波的衍射现象，图b 显示了波的干涉现象6．如图所示，某一均匀介质中有两列简谐横波A 和B 同时沿x 轴正方向传播了足够长的时间，在t =0时刻两列波的波峰正好在12m x =处重合，平衡位置正好在216m x =处重合，则下列说法中正确的是（ ）A ．横波A 的波速比横波B 的波速小 B ．两列波的频率之比为A B :11:7f f =C ．在0x >的区间，t =0时刻两列波另一波峰重合处的最近坐标为(586)，D ．2m x =处质点的振动始终加强7．一根长20m 的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为x 轴建立图示坐标系。
第16单元 机械波（一）学号 姓名 专业、班级 课程班序号一 选择题[ C ]1.在下面几种说法中，正确的说法是： (A) 波源不动时，波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的 (B) 波源振动的速度与波速相同 (C) 在波传播方向上的任一质点振动相位总是比波源的相位滞后 (D) 在波传播方向上的任一质点的振动相位总是比波源的相位超前[ A ]2. 一横波沿绳子传播时的波动方程为)104cos(05.0t x y ππ-= (SI)，则(A) 其波长为0.5 m (B) 波速为5 m ⋅s -1(C) 波速为25 m ⋅s -1 (D)频率为2 Hz[ C ]3. 一简谐波沿x 轴负方向传播，圆频率为ω，波速为u 。
设t = T /4时刻的波形如图所示，则该波的表达式为： (A) )/(cos u x t A y -=ω (B) ]2/)/([cos πω+-=u x t A y (C) )/(cos u x t A y +=ω (D) ])/([cos πω++=u x t A y[ D ]4. 一平面简谐波沿x 轴正向传播，t = T/4时的波形曲线如图所示。
若振动以余弦函数表示，且此题各点振动的初相取π-到π之间的值，则 (A) 0点的初位相为00=ϕ(B) 1点的初位相为 21πϕ-=(C) 2点的初位相为 πϕ=2(D) 3点的初位相为 23πϕ-=［ D ］5. 一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中： (A) 它的动能转换成势能。
(B) 它的势能转换成动能。
(C) 它从相邻的一段质元获得能量其能量逐渐增大。
(D) 它把自己的能量传给相邻的一段质元，其能量逐渐减小。
二 填空题1.频率为100Hz 的波，其波速为250m/s ，在同一条波线上，相距为0.5m 的两点的相位差为52π. 2. 一简谐波沿x 轴正向传播。
1x 和2x 两点处的振动曲线分别如图(a)和(b)所示。
《机械波》典型题1．(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/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15 s ．下列说法正确的是() A ．水面波是一种机械波．水面波是一种机械波 B ．该水面波的频率为6 Hz C ．该水面波的波长为3 mD ．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．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2．(多选)一振动周期为T 、振幅为A 、位于x ＝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x 轴正向传播，波速为v ，传播过程中无能量损失．传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点一段时间后，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vD ．开始振动的方向沿y 轴向上或向下取决于它离波源的距离轴向上或向下取决于它离波源的距离E ．若P 点与波源距离s ＝v T ，则质点P 的位移与波源的相同的位移与波源的相同3．(多选)一列简谐横波从左向右以v ＝2 m/s 的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是()A ．A 质点再经过一个周期将传播到D 点B ．B 点正在向上运动点正在向上运动C ．B 点再经过18T 回到平衡位置回到平衡位置D ．该波的周期T ＝0.05 sE ．C 点再经过34T 将到达波峰的位置将到达波峰的位置4．(多选)图甲为一列简谐横波在t ＝2 s 时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x ＝1.5 m 处的质点的振动图象，P 是平衡位置为x ＝2 m 的质点，下列说法中正确的是()A ．波速为0.5 m/sB ．波的传播方向向右．波的传播方向向右C ．0～2 s 时间内，P 运动的路程为8 cmD ．0～2 s 时间内，P 向y 轴正方向运动轴正方向运动E ．当t ＝7 s 时，P 恰好回到平衡位置恰好回到平衡位置5．(多选)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在x ＝12 m 处的质点的振动图线如图甲所示，在x ＝18 m 处的质点的振动图线如图乙所示，下列说法正确的是()A ．该波的周期为12 sB ．x ＝12 m 处的质点在平衡位置向上振动时，x ＝18 m 处的质点在波峰处的质点在波峰C ．在0～4 s 内x ＝12 m 处和x ＝18 m 处的质点通过的路程均为6 cmD ．该波的波长可能为8 mE ．该波的传播速度可能为2 m/s6．(多选)从O 点发出的甲、乙两列简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻两P Q下列说法中正确的是( )A．两列波具有相同的波速．两列波具有相同的波速B．两列波传播相同距离时，乙波所用的时间比甲波的短．两列波传播相同距离时，乙波所用的时间比甲波的短C．P点比Q点先回到平衡位置点先回到平衡位置D．P质点完成20次全振动的时间内Q质点可完成30次全振动次全振动 E．若甲、乙两列波在空间相遇时不会发生干涉．若甲、乙两列波在空间相遇时不会发生干涉7．(多选)如图所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距6 m的两个振幅相等的振源A、B.从t＝0时刻起，质点A、B同时开始振动，且都只振动了一个周期．图甲为A的振动图象，图乙为B的振动图象．若A向右传播的波与B向左传播的波在0.3 s时相遇，则下列说法正确的是( )A．两列波的波长都是2 mB．两列波在A、B间的传播速度均为10 m/sC．在两列波相遇过程中，A、B连线的中点C为振动加强点为振动加强点 8．(多选)如图所示，图甲为一列简谐横波在t＝0.50 s时的波形图象，P点是距平衡位置2.5 cm的质点，图乙是Q点的振动图象．以下说法正确的是( )A．0.05 s时质点Q具有最大的加速度和位移具有最大的加速度和位移B．0.05 s时质点P的速度正在减小，加速度正在增大的速度正在减小，加速度正在增大C．这列简谐横波的波速为15 m/sD ．这列波的传播方向为＋x 方向方向E ．从0.60 s 到0.90 s ，质点P 通过的路程为30 cm9．(多选)如图所示，空间同一平面内有A 、B 、C 三点，AB ＝5 m ，BC ＝4 m ，AC ＝3 m ．A 、C 两点处有完全相同的波源做简谐运动，振动频率为1 360 Hz ，波速为340 m/s.下列说法正确的是()A ．B 点的位移总是最大点的位移总是最大B ．A 、B 间有7个振动加强的点个振动加强的点C ．两列波的波长均为0.25 mD ．B 、C 间有12个振动减弱的点个振动减弱的点E ．振动减弱点的位移总是为零．振动减弱点的位移总是为零10．(多选)如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x ＝0与x ＝75 m 处的A 、B 两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示．则这列波的()A ．A 点处波长是10 cm ，B 点处波长是5 cm B ．周期一定都是2×10－2 sC ．t ＝0.012 5 s 时刻，两质点的振动速度方向相反时刻，两质点的振动速度方向相反D ．传播速度一定是600 m/sE ．A 质点的振幅是B 质点的振幅的2倍11．在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4 m 的A 、B 两点，如图甲、乙分别是A 、B 两质点的振动图象，已知该波的波长大于2 m ，求这列波可能的波速．波速．12．如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小为v ＝0.6 m/s ，P 质点的平衡位置坐标为x ＝0.96 m ．从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距O 点0.24 m 的位置)，求：，求：(1)经过多长时间，P 质点第一次到达波峰？质点第一次到达波峰？(2)经过多长时间，P 质点第二次到达波谷？P 质点第二次到达波谷时，P 质点通过的路程及该时刻的位移为多少？点通过的路程及该时刻的位移为多少？《机械波》典型题1．(多选)解析：选ACE.水面波是一种机械波，说法A正确．根据题意得周期T＝15 9 s＝53 s，频率f＝1T＝0.6 Hz，说法B错误．波长λ＝vf＝1.80.6 m＝3 m，说法C正确．波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，说法D错误，说法E正确．2．(多选)解析：选ABE.波传播过程中，各振动质点的振动周期、振幅、起振方向都和波源相同，A、B正确，D错误；质点的振动速度大小跟波速无关，C错误；s ＝v T，则s等于一个波长，即P点与波源相位相同，振动情况总相同，位移总相同，E正确．3．(多选)解析：选BDE.质点不随波迁移，选项A错误；由波沿x轴向右传播可知B 点正向上运动，选项B正确；B点向上运动靠近平衡位置过程中平均速度变大，所用时间小于八分之一周期，选项C错误；由T＝λv可知周期为0.05 s，选项D 正确；C点向下运动，所以经过四分之三周期到达波峰，选项E正确． 4．(多选)解析：选ACE.由振动图象知，周期T＝4 s，由波的图象知，波长λ＝2 m，波速v＝λT＝0.5 m/s，A正确；又由振动图象知，x＝1.5 m处的质点在t＝2 s时在平衡位置且向下振动，则波应该向左传播，B错误；则0～2 s内P运动的路程为8 cm，C正确；由于t＝2 s时的波形如题图甲，则0～2 s内P向y轴负方向运动，D 错误；Δt ＝7 s ＝134T ，P 质点恰好回到平衡位置，E 正确．5．(多选)解析：选ABD.根据题图甲可知，该波的周期为12 s ，A 正确．根据图甲和图乙，x ＝12 m 处的质点在平衡位置向上振动时，x ＝18 m 处的质点在波峰，B正确．x ＝18 m 处质点的振动方程为y ＝4sin π6t ，在0～4 s 内质点通过的路程为(8－23)cm ，C 错误．两质点间的距离Δx 可能满足Δx ＝èçæø÷ön ＋34λ＝6 m ，当n ＝0时，λ＝8 m ，D 正确．这列波的波速v ＝λT ＝6èçæø÷ön ＋34×12 m/s ＝12n ＋32 m/s ，无论n 取何值，该波的传播速度都不可能为2 m/s ，E 错误．6．(多选)解析：选ADE.两列简谐横波在同一介质中传播，波速相同，传播相同距离所用时间相同，故A 正确，B 错误．由图可知，两列波的波长之比λ甲∶λ乙＝3∶2，波速相同，由波速公式v ＝λT 得周期之比为T 甲∶T 乙＝3∶2，Q 点与P 点都要经过14周期才回到平衡位置，周期才回到平衡位置，所以所以Q 点比P 点先回到平衡位置，点先回到平衡位置，故故C 错误．错误．两列两列波的频率之比为f 甲∶f 乙＝2∶3，则在P 质点完成20次全振动的时间内Q 质点完成30次全振动，故D 正确．两列波的频率不同，不能产生稳定的干涉图样，故E 正确．7．(多选)解析：选ABE.两列波在均匀介质中传播速度相同，设为v ，则有2v t 1＝x AB ，代入解得v ＝x AB2t 1＝10 m/s ，故B 正确．由题图知周期T ＝0.2 s ，则波长λ＝v T ＝2m ，故A 正确．当A 的波峰(或波谷)传到C 时，恰好B 的波谷(或波峰)传到C 点，所以C 点的振动始终减弱，故C 错误．t 2＝0.9 s ＝412T 时，质点B 不振动，故D 错误．振源A 的简谐运动方程为y ＝A sin ωt ，振源B 的简谐运动方程为y ＝－A sin ωt ＝A sin(ωt －π)，两个波源振动的相位差为π，故E 正确．解析：选ACE.由图乙可知0.05 s时，Q质点在正向最大位移处，具有最大的加速度，A正确．由题给条件可画出0.05 s时波动图象如图所示：再由甲、乙两图分析可知波向x轴负方向传播，则可知此时质点P的速度在增大，加速度在减小，B、D错．由图甲知波长λ＝3 m，由图乙知周期T＝0.20 s，则波速v＝λT＝15 m/s，C正确．因Δt＝0.9 s－0.6 s＝0.3 s＝1.5T，则质点P通过的路程s＝1.5×4×5 cm＝30 cm，E正确． 9．(多选)解析：选CDE.波长λ＝vf＝3401 360 m＝0.25 m，B点到两波源的路程差Δx＝1m＝4λ，该点为振动加强点，但不是位移总是最大，故A错误、C正确．AB上的点与A的距离和与C的距离之差一定小于AC，即小于3 m，则路程差可能为0、0.5 m、0.75 m、1 m、1.25 m、1.50 m、1.75 m、2 m、2.25 m、2.5 m、2.75 m，可知有11个振动加强点，故B错误．BC上的点与A的距离和与C的距离之差一定小于AC，即小于3 m，则路程差可能为0.125 m、0.375 m、0.625 m、0.875 m、1.125 m、1.375 m、1.625 m、1.875 m、2.125 m、2.375 m、2.625 m、2.875 m，有12个振动减弱点，故D正确．由于两波源的振幅相同，可知振动减弱点的位移总是为零，故E正确．10．(多选)解析：选BCE.由A、B两质点的振动图象可知两质点的周期均为2×10－2 s，所以B项正确；再由振动图象知t＝0时，质点A在平衡位置且向上振动，B处在波峰，则有75 m＝34λ＋nλ(n＝0、1、2、3…)，解得λ＝300 m4n＋3(n＝0、1、2、3…)，所以A项错；在t＝0.012 5 s＝58 T时，质点A向下振动，B向上振动，所以C项正确；波的传播速度v＝λT＝15 0004n＋3 m/s(n＝0、1、2、3…)．有多种可能，D项错；由图可知质点A的振幅为10 cm，质点B的振幅为5 cm，所以E项正确．解析：由振动图象得质点振动周期T ＝0.4 s.若波由A 向B 传播，B 点比A 点晚振动的时间 Δt ＝nT ＋34T (n ＝0,1,2,3，…)，所以A 、B 间的距离为Δs ＝nλ＋34λ(n ＝0,1,2,3，…)， 则波长为λ＝4Δs 4n ＋3＝16 m4n ＋3(n ＝0,1,2,3，…)．因为λ＞2 m ，所以n ＝0,1. 当n ＝0时，λ1＝163 m ，v 1＝λ1T ＝403 m/s； 当n ＝1时，λ2＝167m ，v 2＝λ2T ＝407 m/s. 若波由B 向A 传播，A 点比B 点晚振动的时间Δt ＝nT ＋14T (n ＝0,1,2,3，…)，所以A 、B 间的距离为Δs ＝nλ＋14λ(n ＝0,1,2,3，…)，则波长为λ＝4Δs 4n ＋1＝16 m4n ＋1(n ＝0,1,2,3，…)．λ＞2 m ，所以n ＝0,1.当n ＝0时，λ1＝16 m ，v 1＝40 m/s ； 当n ＝1时，λ2＝165m ，v 2＝8 m/s. 答案：若波由A 向B 传播，则波速为403 m/s 或者407m/s.若波由B 向A 传播，则波速为40 m/s 或者8 m/s.12．解析：由波形图可知，波长λ＝0.24 m ，振幅A ＝5 cm ， 周期T ＝λv ＝0.24 m 0.6 m/s＝0.4 s(1)P 质点第一次到达波峰所需的时间，质点第一次到达波峰所需的时间，就是初始时刻就是初始时刻x ＝0.06 m 处的质点的振动状态传到P 点所需的时间，由图可知：Δx 1＝0.96 m －0.06 m ＝0.90 m则t 1＝Δx 1v ＝0.90.6s ＝1.5 s振动状态作为研究对象，该振动状态传到P 点所需的时间再加一个周期即为所求时间，则：Δx 2＝0.96 m －0.18 m ＝0.78 mt 2＝Δx 2v＋T ＝0.780.6s ＋0.4 s ＝1.7 s 设波最右端传到P 处所需时间为t 3，有： t 3＝0.96－0.240.6s ＝1.2 s 所以从质点P 起振到第二次到达波谷历时Δt ＝t 2－t 3＝1.7 s －1.2 s ＝0.5 s ，相当于114T所以P 通过路程为5A ＝0.25 m此时刻质点P 的位移为－5 cm答案：(1)1.5 s (2)1.7 s 0.25 m －5 cm。
“机械波”练习题1. 如所示，一列横波沿x 播， t0刻波的象如中所示. △ t = 0.2 s，波的象如中虚所示 . 已知其波2m，下述法中正确的选项是（B）A . 若波向右播，波的周期可能大于2sB. 若波向左播，波的周期可能大于0.2s 左右C. 若波向左播，波的波速可能小于9m/s0.2mD . 若波速是 19m/s，波向右播2. 如所示，波源 S 从平衡地址 y=0 开始振，运方向直向上( y 的正方向 ) ，振周期 T=0.01 s，生的机械波向左、右两个方向播，波速均v=80m/s，一段后， P、 Q 两点开始振，已知距离SP=1.2m 、 SQ=2.6m . 若以 Q 点开始振的刻作的零点，在下所示的四幅振象中，能正确描述 S、P、Q 三点振状况的是（ AD ）A . 甲 Q 点的振象 B. 乙振源 S 点的振象C. 丙 P 点的振象D. 丁 P 点的振象y y yOOT 2T xOT 2T T2T x甲乙丙3.一列横波在 x 上播， ts 与 t+o.4 s 在 x 上 -3 m～ 3m的区内的波形如中同一条所示，由可知① 波最大速度 10m/ s② 点振周期的最大0.4 s -3③在 t+o.2 s ， x=3m 的点位移零④若波沿 x 正方向播，各点开始振的方向向上上述法中正确的选项是（ B ）P S QyxOT 2T x丁y/m-2 -1 1 2 3x/mA . ①②B . ②③ C. ③④ D. ①④4. 如一列在均匀介中播的横波在t=4s 刻的波形，若已知振源在坐原点 O ，波速 2m/ s，（ D ）y/cmA . 振源 O 开始振的方向沿y 正方向 5PB. P 点振幅比 Q 点振幅小61 2 3 4 5 7 8 x/mC. 再△ t=4s，点 P 将向右移 8m -5D . 再△ t=4s，点 Q 通的行程是0.4m5. 振源 O 起振方向沿 +y 方向，从振源O 起振开始，t=0.9 s， x 上 0 至 12m 范第一次出示波，（BC）A . 此列波的波速13.3 m/ s y/cmB. t=0.9 s ， x 上 6m 的点振方向向下C. 波的周期必然是 0.4 s2 4 6 8 10 12 x/mD . 波的周期T 3.6 s(n可取0，1，2，3⋯⋯)4n 16. 如所示，一横波在x 上播，上a、b 两点相距12m. t=0 a 点波峰， b 点波谷； t=0.5 s a 点波谷， b 点波峰，以下判断只正确的选项是（B）A . 波必然沿 x 正方向播B. 波可能是 8m0 a b xC. 周期可能是 0.5 sD. 波速必然是 24m/ s1)（ n=0，1， 2， 3，⋯）剖析 : 由波的周期性可知 : 12m (n①1)T20.5s (k（ n=0， 1， 2， 3⋯） ②2∴波的 播方向不确定. 由①式得 :24 m ，当 n=1 ，λ =8m.2n 1 1由②式得 Ts ， T ≠0.5 s2k1由公式 v 知波速不确定 . 故正确 B.T7. 一 横波在 中 x 上 播， 和虚 分 是t 1 刻和 t 2 刻的波形 ，已知t 2- t 1=1.0 s. 由 判断以下哪一个波速y/cm是不可以能的（ D ）A .1 m/sB .3 m/s -2 -1O 1 2 3 4 5x/mC.5 m/sD . 10m/s剖析 : 据 可知波 λ =4m ，因 不知道波的 播方向，因此有两种可能，因此波的周期:T 14 s 或 T 24 s （ n=0， 1， 2， 3，⋯）4n 4n13波速 v 1T 1( 4n 1) m / s ，（ n=0， 1，2， 3，⋯），可能 1， 5， 9，⋯v 2(4n 3)m / s ，（ n=0， 1， 2， 3，⋯），可能 3，7， 11，⋯T 2波速不可以能10m/s ，故正确 D.8. 一列横波的波形如 所示， 表示 t 1=0 刻的波形 ，虚 表示t 2=0.005s 刻的波形 ，求：(1) 若 2T> t 2-t 1>T ，波速可能 多大？（ T 周期）(2) 若 T< t 2-t 1，并且波速 3600m/s ， 波向哪个方向 播？ y/cm52468 10 12 x/m－ 5解 :(1)Ot=0.005s 内波 播的距离x=10m ， 波由 象可知：若波向右 播， 在△速 x 10v 1m smst /2000/0.005若 波 向 左播 ，在 △ t=0.005s内 波播 的 距 离x=14m ，波 速v 2x 14m / s 2800m / st0.005(2) 由 象可知 : 波 λ =8m在△ t=0.005s 内波 播的距离x=v △ t=3600 ×0.005 m=18m18 1，因此波向右流传 .则 x 28 4x2 y 2y/cm9. 以下列图，在双曲线 1 的两个焦点 F1和 F2 上放16 9C置两个频率相同的波源，它们激起的波的波长为4cm.就图中 A 、B、AC、 D 四个质点的振动，下面说法中正确的选项是（ B ） F 1 O F2 x/cmA . 若 A 、B 振动加强，则C、 D 振动必然减弱 D BB. 若 A 、B 振动加强，则C、 D 必然振动加强C.A 、 B、 C、D 必然振动加强D . A 、 B、 C、 D 必然振动减弱10. 以下列图，声源S 和观察者 A 都沿 x 轴正方向运动，有关于地面的速度分别为v S和v A，空气中声音流传的速率为v P，设 v S<v P， v A<v P，空气有关于地面没有流动.(1) 若声源接踵发出两个声音信号，时间间隔为△t. 请依照发出的这两个声信号从声源流传到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声音信号的时间间隔△t′；(2)利用 (1) 的结果，推导此状况下观察者接收到的声波频率和声源放出的声波频率间的关系式 .v S v A 解 :(1) 设声源发出第一个声音信号时声源与观察者间的S A x 距离为 L ，第一个声音信号放出后经过△t1的时间被观察者接收到，则:v P△ t1– v A△ t1 = L ①设第二个声音信号发出后经过△t2 的时间被观察者接收到，则 :v P△ t2– v A△ t2 = L - (v S - v A)△ t ②则观察者接收到这两个声音信号的时间间隔△t′=( △t +△t2 ) - △ t1 ③由①②③式得 : t v P v St v P v A(2) 设声源放出的声波的周期和频率分别为T 和 f，观察者接收到的声音的周期和频率分别为 T′和 f′，则 : T t v P vA . 因此，f T f vPvA f.T t v P v S T v P v S11. 以下列图，有四列简谐波同时沿x 轴正方向流传，波速分别是v、 2v、 3v 和 4v， a、b 是 x 轴上所给定的两点，且ab=l. 在 t 时辰 a、b 两点间的 4 列波的波形分别以下列图，则由该时辰起 a 点出现波峰的先后序次依次是图BDCA ；频率由高到低的先后序次依次是DBCA . vb a 2va 3vb a4va b bx x x xA B C Ds，如图12. 在均匀介质中，各质点的平衡地址在同素来线上，相邻两质点的距离均为甲所示，振动从质点 1 开始向右流传，质点 1 开始运动时的速度方向向上，经过时间t，前13 个质点第一次形成如图乙所示的波形，关于这列波的周期和波速以下说法正确的选项是（ BD ）A . 这列波的周期为T=2t/3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 甲B. 这列波的周期为T=t/2C. 这列波的流传速度v=12s/ t 乙D. 这列波的流传速度v=16s/ t13. 一列沿 x 轴正方向流传的机械波，周期为0.50 s. 某一时辰，走开平衡地址的位移都相等的各元依次P1、 P2、 P3 、⋯ . 已知 P1 和 P2 之的距离20cm， P2 和 P3之的距离 80cm， P1的振到 P2所需的（ C）A . 0.50 sB . 0.13 s C. 0.10 s D. 0.20 s14. 一列波沿x 的正方向播，在t=0 刻的波形如所示，已知列波的P 点最少再 0.3 s 才能到达波峰，以下法正确的选项是（D）① 列波的波是5my/cm② 列波的波速是10m/ s③ 点 Q 要0.7 s 才能第一次到达波峰O ?? ? ? ?x/m④ 点 Q 到达波峰点P 也恰好到达波峰 1 3 5 9A . 只有①、②B . 只有②、③C. 只有②、④ D . 只有②、③、④15.如所示，沿 x 正方向播的一列横波在某刻的波形一正弦曲，其波速 200m/s，以下法中不正确的是（ A ）．．．y/cmA . 示刻点 b 的加速度正在减小20 aB . 从示刻开始，0.01s，点 a 通的行程0.4m 01 35 x/mC. 若此波遇到另一波并生定干涉象，波－20 b所遇到的波的率 50HzD. 若生明衍射象，波所遇到的阻挡物或孔的尺寸必然小于4m16. 如 3 所示，振源 S 在垂直于 x 的方向振，并形成沿x 正、方向播的横波，波的率50Hz，波速 20m/s，x 上有 P、Q 两点， SP＝ 2.9m，SQ＝ 2.7m，足的今后，当点S 正通平衡地址向上振（ A ）3A ．点 P 正于波谷B．点 Q 正于波谷C．点 P、 Q 都于波峰 D ．点 P、Q 都于平衡地址17. 如所示，在xOy 平面内有一沿x 正方向播的横波，波速1m/s，振幅4cm，率 2.5H Z．在 t=0 刻（ P、Q 两点均已振） P 点位于其平衡地址上方最大位移，距 P 点0.2m 的 Q 点（ BC ）A . 在 0.1s 的位移是4cmB. 在 0.1s 的速度最大C. 在 0.1s 的速度方向向上D. 在 0 到 0.1s 内的行程是8cm18.一横波正沿 x 的正方向在性上播，振源的周期0 .4 s，波的振幅 0.4 m．在 t0刻波形如所示，在 t0+0.3 s （ BD ）A . 点 P 正于波谷B. 点 Q 正平衡地址向上运C. 点 Q 通的行程 1.2 mD. 点 M 正于波谷19. 如所示，是一列横波在某刻的波形. 若此元 P 正于加速运程中，此 ( D)y/mQ PO x/mNA . 质元 Q 和质元 N 均处于加速运动过程中 B. 质元 Q 和质元 N 均处于减速运动过程中C. 质元 Q 处于加速运动过程中，质元 N 处于减速运动过程中D. 质元 Q 处于减速运动过程中，质元 N 处于加速运动过程中20. 以下列图，是一列沿 x 轴正向流传的简谐横波在 t 时辰的图象。
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案1．[2023·新课标卷]船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声．声波在空气中和在水中传播时的()A．波速和波长均不同B．频率和波速均不同C．波长和周期均不同D．周期和频率均不同答案：A解析：声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系v＝λf可知，波长也不同，故A正确，B、C、D错误．故选A.2．[2024·浙江1月]如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动．以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则()A．t1时刻小球向上运动B．t2时刻光源的加速度向上C．t2时刻小球与影子相位差为πD．t3时刻影子的位移为5A答案：D解析：以竖直向上为正方向，根据图2可知，t1时刻，小球位于平衡位置，随后位移为负值，且位移增大，可知，t1时刻小球向下运动，A错误；t2时刻，光源的位移为正值，光源振动图像为正弦式，表明其做简谐运动，根据F回＝－kx＝ma可知，其加速度方向与位移方向相反，位移方向向上，则加速度方向向下，B错误；根据图2可知，小球与光源的振动步调总是相反，由于影子是光源发出的光被小球遮挡后，在屏上留下的阴影，可知，影子与小球的振动步调总是相同，即t2时刻小球与影子相位差为0，C错误；根据图2可知，t3时刻，光源位于最低点，小球位于最高点，根据光沿直线传播，光源能够在屏上留下影子的位置也处于最高点，影子位于正向最大位移处，根据几何关系有ll＋2l ＝A＋AA＋x影子，解得x影子＝5A，即t3时刻影子的位移为5A，D正确．3．[2024·吉林卷]某同学自制双缝干涉实验装置：在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示．用绿色激光照双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹．下列做法可以使相邻两条亮条纹中央间距变小的是()A．换用更粗的头发丝B．换用红色激光照射双缝C．增大纸板与墙面的距离D．减小光源与纸板的距离答案：A解析：由于干涉条纹间距Δx＝ldλ可知，换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变小，故A正确；换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变大，故B错误；增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮条纹中央间距Δx 变大，故C错误；减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮条纹中央间距Δx，故D错误．故选A.4．[2024·浙江1月](多选)在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面(z轴垂直纸面向外).在介质Ⅰ中的P(0，4λ)处有一点波源，产生波长为λ、速度为v的波．波传到介质Ⅱ中，其速度为2v.图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R 和S点，此时波源也恰好位于波峰．M为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则()A ．介质Ⅱ中波的频率为2v λB. S 点的坐标为(0，－2 λ)C ．入射波与反射波在M 点相干减弱D. 折射角α的正弦值sin α＝352 答案：BD解析：波从一种介质到另一种介质，频率不变，故介质Ⅱ中波的频率为f ＝v λ，A 错误；在介质Ⅱ中波长为λ′＝2v f＝2 λ，由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，故S 点的坐标为(0，－2 λ)，B 正确；由于S 为波峰，且波传到介质Ⅱ中，其速度为2 v .图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，则R 也为波峰，故P 到R 比P 到O 多一个波峰，则PR ＝5λ，则OR ＝3λ，由于||MO －PM≠2n ·λ2 或(2n ＋1)λ2 (n ＝0，1，2，…)，故M 点不是减弱点，C 错误；根据n ＝λ′λ＝2 ，则n ＝sin αOR PR，解得sin α＝352 ，D 正确． 5．[2021·天津卷]一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度v ＝10 m/s ，t ＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y 轴正方向运动，下列图形中哪个是t ＝0.6 s 时的波形( )答案：B解析：由图中可以看出该波的波长为λ＝4 m ，根据v ＝λT可知该列波的周期为T ＝0.4 s ，又因为t＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当t＝0.6 s时经历了1.5 T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B正确．6．[2023·湖南卷]如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC＝BC＝4 m，DC＝3 m，DC垂直AB.t＝0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4 m．下列说法正确的是()A．这三列波的波速均为2 m/sB．t＝2 s时，D处的质点开始振动C．t＝4.5 s时，D处的质点向y轴负方向运动D．t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是6 cm答案：C解析：由图(b)的振动图像可知，振动的周期为4 s，故三列波的波速为v＝λT＝4 m4 s＝1m/s，A错误；由图(a)可知，D处距离波源C最近的距离为3 m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为t C＝DC v＝3 m1 m/s＝3 s故t＝2 s时，D处的质点还未开始振动，B错误；由几何关系可知AD＝BD＝5 m，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为t AB＝ADv＝5 m1 m/s＝5 s故t＝4.5 s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为t1＝t－t C ＝1.5 s由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；t＝6 s时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2＝t－t C＝3 s由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；t＝6 s时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为t3＝t－t AB＝1 s由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰．根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为y＝2A－A＝2 cm故t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是2 cm，D错误．故选C.。
第5章 机械波5-1 一个余弦横波以速度u 沿x 轴正向传播，t 时刻波形曲线如图所示．试分别指出图中A 、B 、C 各质点在该时刻的运动方向。
A ；B ；C 。
答： 下 上 上5-2 关于振动和波, 下面几句叙述中正确的是［ ］(A) 有机械振动就一定有机械波；(B) 机械波的频率与波源的振动频率相同；(C) 机械波的波速与波源的振动速度相同；(D) 机械波的波速与波源的振动速度总是不相等的。
答： (B)5-3 一平面简谐波的表达式为)37.0125cos(25.0x t y -=(SI)，其角频率 = ，波速u = ，波长 = 。
解： =125rad 1s -⋅ ; 37.0=u ω，u ==37.01253381s m -⋅=⨯===12533822πωπνλu u 17.0m5-4 频率为500Hz 的波，其波速为350m/s ，相位差为2π/3 的两点之间的距离为 _。
解： ∆λ∆πϕx 2=， πλϕ∆∆2⋅=x =0.233m5-5 一平面简谐波沿x 轴负方向传播。
已知在x =-1m 处质点的振动方程为cos()y A t ωϕ=+(SI)，若波速为u ，则此波的表达式为 。
答： ])1(cos[ϕω+++=uxu t A y (SI)5-6 一平面简谐波沿Ox 轴正方向传播，t = 0 时刻的波形图如图所示，则P 处介质质点的振动方程是［ ］。
(A) )314cos(10.0π+π=t y P (SI)； (B) )314cos(10.0π-π=t y P (SI)；(C) )312cos(10.0π+π=t y P (SI)；yxA BC O uOPy （m ）5mu =20m/s0.05 0.1(D) )612cos(10.0π+π=t y P (SI)。
解：答案为 (A)确定圆频率：由图知10=λm ，u =20m/s ，得πλππνω422===u确定初相：原点处质元t =0时，205.00A y P ==、00<v ，所以3πϕ= 5-7 一平面简谐波的表达式为)]/(cos[u x t A y -=ω，其中u x /-表示 ；u x /ω-表示 ；y 表示 。
《大学物理学》机械波部分自主学习材料（解答）一、选择题10-1．图（a ）表示0t =时的简谐波的波形图，波沿x 轴正方向传播，图（b ）为一质点的振动曲线，则图（a ）中所表示的0x =处质点振动的初相位与图（b ）所表示的振动的初相位分别为（ C ） （A ）均为2π； （B ）均为π-； （C ）π与π-； （D ）2π-与2π。
【提示：图（b ）为振动曲线，用旋转矢量考虑初相角为2π-，图（a ）为波形图，可画出过一点时间的辅助波形，可见0x =处质点的振动为由平衡位置跑向负方向，则初相角为2π】10-2．机械波的表达式为0.05cos(60.06)y t x ππ=+，式中使用国际单位制，则（ C ） （A ）波长为5m ； （B ）波速为110m s -⋅；（C ）周期为13秒； （D ）波沿x 正方向传播。
【提示：利用2k πλ=知波长为1003λ=m ，利用u k ω=知波速为1100u m s -=⋅，利用2T πω=知周期为13T =秒，机械波的表达式中的“+”号知波沿x 负方向传播】10-3．一平面简谐波沿x 轴负方向传播，角频率为ω，波速为u ，设4Tt =时刻的波形如图所示，则该波的表达式为（ D ）（A ）cos[()]xy A t u ωπ=-+； （B ）cos[()]2x y A t u πω=--；（C ）cos[()]2x y A t u πω=+-；（D ）cos[()]xy A t uωπ=++。
【提示：可画出过一点时间的辅助波形，可见在4Tt =时刻，0x =处质点的振动为由平衡位置向正方向振动，相位为2π-，那么回溯在0t=的时刻，相位应为π】10-4．如图所示，波长为λ的两相干平面简谐波在P 点相遇，波在点1S 振动的初相是1ϕ，到P 点的距离是1r 。
波在点2S 振动的初相是2ϕ，到P 点的距离是2r 。
以k 代表零或正、负整数，则点P 是干涉极大的条件为（ D ）OO1S 2S r（A ）21r r k π-=； （B ）212k ϕϕπ-=； （C ）212122r r k ϕϕππλ--+=；（D ）122122r r k ϕϕππλ--+=。
⼤学物理机械波习题集附答案解析⼀、选择题：1．3147 ：⼀平⾯简谐波沿Ox 正⽅向传播，波动表达式为(SI) ，该波在 t = 0.5 s 时刻的波形图是［ B ］y 0.10 cos[ 2 ( t x ) ]2 4 2y (m) y (m) y (m)y (m)0.1 0 0.1 02 2 2 2O O Ox (m) Ox (m)x (m) x (m)(A )- 0.10 ( C ) (D )( B )-0.102．3407 ：横波以波速 u 沿 x 轴负⽅向传播。
t 时刻波形曲线如图。
则该时刻(A) A 点振动速度⼤于零yu(B) B 点静⽌不动A(C) C 点向下运动 D(D) D 点振动速度⼩于零［］C xO B3．3411 ：若⼀平⾯简谐波的表达式为y A cos(Bt Cx ) ，式中 A、B、C为正值常量，则：(A) 波速为 C (B) 周期为 1/B (C)波长为 2 /C (D) ⾓频率为 2 /B ［］4．3413 ：下列函数 f (x。
t)可表⽰弹性介质中的⼀维波动，式中A、a 和 b 是正的常量。
其中哪个函数表⽰沿x 轴负向传播的⾏波？(A) f (x,t ) Acos(ax bt ) (B)f (x,t) Acos(ax bt )(C) f (x,t) A cosax cosbt (D)f ( x,t)Asin ax sin bt ［］15．3479 ：在简谐波传播过程中，沿传播⽅向相距为2（为波长）的两点的振动速度必定(A) ⼤⼩相同，⽽⽅向相反(B) ⼤⼩和⽅向均相同(C) ⼤⼩不同，⽅向相同(D) ⼤⼩不同，⽽⽅向相反［］6．3483 ：⼀简谐横波沿 Ox 轴传播。
若 Ox 轴上 P1 和 P2 两点相距 /8（其中为该波的波长），则在波的传播过程中，这两点振动速度的(A) ⽅向总是相同(B) ⽅向总是相反(C) ⽅向有时相同，有时相反(D) ⼤⼩总是不相等［］7．3841 ：把⼀根⼗分长的绳⼦拉成⽔平y，⽤⼿握其⼀端。
高考物理《机械波》真题练习含答案1．[2024·辽宁省大连市八中阶段性考试](多选)下列说法正确的是()A．夏日雷声有时轰鸣不绝，这是声波的衍射现象B．闻其声而不见其人，是声波的干涉现象C．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象D．在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕，是声波的反射现象答案：CD解析：夏日雷声有时轰鸣不绝，这是回声，是声波的反射现象，A错误；闻其声而不见其人，是声波的衍射现象，B错误；围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象，C正确；在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕，是声波的反射现象，D正确．2.[2024·新课标卷](多选)位于坐标原点O的波源在t＝0时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播．平衡位置在x＝3.5 m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则()A．波的周期是0.1 sB．波的振幅是0.2 mC．波的传播速度是10 m/sD．平衡位置在x＝4.5 m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置答案：BC解析：根据题图可知，该波的周期T＝0.2 s，振幅为0.2 m，A错误，B正确；由题意可知波源第2次处于波谷位置，即波源振动了Δt＝134T时质点P开始振动，所以该波的传播速度v＝ΔxΔt＝10 m/s，C正确；结合C项分析可知，t＝0.45 s时质点Q开始振动，此时质点P已经运动了0.1 s，结合题图可知此时质点P处于平衡位置，D错误．3．[2024·江苏省常州市质检]两列机械波在同种介质中相向而行，P、Q为两列波的波源，以P、Q的连线和中垂线为轴建立坐标系，P、Q的坐标如图所示．某时刻的波形如图所示．已知P波的传播速度为10 m/s，O点有一个观察者，下列判断正确的是()A．两波源P、Q的起振方向相同B．这两列波不可能发生干涉现象C．经过足够长的时间，－2 m处的振幅为45 cmD．波源Q产生的波比波源P产生的波更容易发生衍射答案：C解析：两波源P、Q的起振方向与波最前头质点的起振方向相同，由波形平移法可知，波源P的起振方向沿y轴负方向，波源Q的起振方向沿y轴正方向，即两波源P、Q的起振方向相反，A错误；两列机械波在同种介质中相向而行，故波速相同，由于两波的波长相等，则两列机械波的频率相同，故这两列波发生干涉现象，B错误；根据图像可知，P、Q 波源，在此时刻形成的波的波前分别在(－6 m，0)与(4 m，0)，根据同侧法可知，波前振动方向相反，即P、Q波源振动方向相反，由于同种介质中波传播速度相等，根据图像可知，波长均为λ＝4 m，根据波速、波长、周期与频率的关系有v＝λT＝λf可知，P、Q波源振动的频率相等，又由于振动步调相反，则当空间位置到两波源的间距的差值的绝对值为半波长的奇数倍时，该位置为振动加强点，由于－2 m处有(4＋2)m－4 m＝2 m＝12λ可知，－2 m 处为振动加强点，故－2 m处的振幅为15 cm＋30 cm＝45 cm，C正确；两波的波长相等，波源Q产生的波与波源P产生的波发生衍射现象的难易程度相同，D错误．4．[2024·上海市进才中学期中考试]如图所示，波Ⅰ和波Ⅱ的振动方向相同，在同一介质中传播．t＝0时，波Ⅰ传至A点，其振动图像如图2所示，波Ⅱ传至B点，其振动图像如图3所示．已知AC间距为2 m，BC间距为1.5 m；t＝4 s时，波Ⅰ传至C，则()A ．波Ⅰ的频率f ＝13HzB ．波Ⅱ的波速v ＝0.378 m/sC ．两列波都传到C 点后，C 点的振幅为15 cmD ．5 s 内C 点的路程为30 cm 答案：D解析：由图2可知，波Ⅰ的频率为f ＝1T ＝0.5 Hz ，A 错误；波速由介质决定，所以两列波的传播速度相同，即v ＝x t ＝0.5 m/s ，B 错误；根据v ＝λT ，两波的周期相同，其波长也相同为λ＝v T ＝1 m ，因为AC －BC ＝0.5 m ＝λ2 ，所以C 点为振动减弱点，其振幅为A ＝A 2－A 1＝5 cm ，C 错误；依题意，波Ⅱ先传播到C 点，所需时间为t 1＝BCv ＝3 s ，波Ⅰ后传播到C 点，所需时间为t 2＝ACv ＝4 s ，可知3～4 s 内C 点的路程为s 1＝ΔtT ×4A 2＝20 cm ，4～5 s 内两波叠加，振动减弱，路程为s 2＝ΔtT ×4A ＝10 cm ，5 s 内C 点的路程为s ＝s 1＋s 2＝30 cm ，D 正确．5．[2024·江苏省盐城市八校联考]在某介质中形成一列简谐波，t ＝0时刻的波形如图中的实线所示．若波向右传播，零时刻刚好传到A 点，且再经过0.6 s P 点也开始起振，求：(1)该列波的波速为多大？(2)从t ＝0时刻开始，A 点的振动方程；(3)从t ＝0时起到P 点第一次达到波峰时止，0点所经过的路程s 0为多少？ 答案：(1)10 m/s (2)y A ＝－2sin 10πt (cm) (3)30 cm解析：(1)由题意可知波从A传播到P所用时间为t AP＝x APv＝0.6 s其中x AP＝7 m－1 m＝6 m解得波速为v＝x APt AP＝10 m/s(2)t＝0时刻A点正位于沿波传播方向波形的上坡，所以A点此时沿y轴负方向起振，则A点的振动方程为y A＝－A sin 2πT t＝－2sin 10πt(cm)(3)根据前面分析可得波速为v＝λT＝10 m/s当t＝0时刻x＝－0.5 m处的波峰第一次传播到P点时，P点第一次达到波峰，所以从t＝0时起到P点第一次达到波峰所经历的时间为Δt＝Δxv＝0.75 s＝(3＋34)T且Δt时间内O点经过的路程为s0＝(3＋34)·4A＝30 cm.。
