6 机械波习题详解

高二物理机械波练习题及答案一、选择题1.下列哪个不是机械波的特点？A.能量传播B.只有振动的物体才能产生C.能在真空中传播D.需要介质传播2.下列哪个不是横波的特点？A.振动方向与波的传播方向垂直B.声波是横波C.不能穿透真空D.具有波峰和波谷3.下列哪个不是纵波的特点？A.振动方向与波的传播方向平行B.声波是纵波C.能穿透真空D.没有波峰和波谷4.当有两个同频率、同振幅的正弦波相遇时，如果相位差为0，其合成波的振幅为原波的多少？A.2倍B.1/2倍C.1倍D.无穷大5.在气温一定的情况下，声音在海拔较高的地方的传播速度会发生什么变化？A.增大B.减小C.不变D.没有固定规律二、计算题1.一根绳子上有一横波，波长为2m，频率为50Hz。

当波通过一个固定点需要0.1s时，该固定点处的速度是多少？解：速度=频率*波长=50Hz*2m=100m/s。

2.一根铁棒长度为20cm，悬挂一端后，其自由振动的最低频率为20Hz。

求声速。

解：声速=频率*波长。

最低频率对应的波长是最长波长，即铁棒的长度，所以波长为20cm=0.2m。

声速=20Hz * 0.2m=4m/s。

三、简答题1.什么是机械波？机械波是一种通过物质中的振动传播的波动形式。

机械波传播的物质称为介质，可以是固体、液体或气体。

机械波的振动传播是通过介质中的分子、离子或分子团的相互作用而实现的。

2.什么是横波和纵波？横波是指波动方向垂直于波的传播方向的波。

波峰和波谷是横波的特点。

典型的横波有水波和光波。

纵波是指波动方向与波的传播方向平行的波。

纵波没有波峰和波谷这种振动形态，采用方向性箭头表示。

典型的纵波有声波和地震波。

3.什么是波的干涉？波的干涉是指两个或多个波在空间中相遇、叠加产生干涉现象的过程。

干涉可以是构成波峰叠加而增强的叫做构成干涉峰，叠加而减弱或完全抵消的叫做构成干涉谷。

四、答案1.选C。

机械波能在介质中传播，但不能在真空中传播。

2.选C。

机械振动与机械波1. 如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t 时刻的波形图。

已知该波的周期为T， a、 b、 c、d为沿波传播方向上的四个质点，则下列说法中正确的是（）Tt2时，质点 c 的速度达到最大值A．在B．在t2T时，质点 d 的加速度达到最大值C．从 t 时刻起，质点 a 比质点 b 先回到平衡位置D．从 t 时刻起，在一个周期内， a、 b、 c、 d 四个质点所通过的路程均为一个波长【解析】波沿 x 轴正方向传播，所以质点 b 比质点 a 先回到平衡位置，选项 C 错误；一个周期的时间里，各质点的路程 4 倍的振幅，而不是一个波长，选项 D 错误。

【答案】 B 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

1．图甲为一列简谐横波在t=0.10s 时刻的波形图， P 是平衡位置为x=1 m 处的质点， Q 是平衡位置为 x=4 m 处的质点，图乙为质点Q 的振动图象，则聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

A． t=0.15s 时，质点 Q 的加速度达到正向最大B．t=0.15s 时，质点 P 的运动方向沿y 轴正方向C．从 t=0.10s 到 t=0.25s，该波沿 x 轴正方向传播了 6 mD．从 t =0.10s 到 t=0.25s，质点 P通过的路程为30 cmy/ cm y/ cm10P10Q0 2 468 x/ m0510 15 20t/ 10-2s-10-10甲乙【解析】由乙图中Q 点的振动图象可知t=0.15s 时 Q 点在负的最大位移处，故具有正向最大加速度，故A正确；甲图描述的是t=0.10s 时的波动图象，而根据乙图可知t=0.10s 到 t=0.25s 内 Q 点将向下振动，这说明在甲图中此时Q 点将向下振动，根据质点振动方向和波传播方向的关系可知，波向左传播，判定出经过四分之一周期即t=0.15s 时质点 P 运动方向为Y 轴负方向，故 B 错误；根据甲乙两图可知波长和周期，则波速： v= =40m/s ，故从 t=0.10s 到 t=0.25s，波沿 x 负方向传播了6m，而并非沿x 轴正方向传播，故C错T误；质点在一个周期内通过的路程为 4 个振幅长度，结合0.10s时P点的位置可知在t=0.10s到t=0.25s 的四分之三周期内，质点P通过的路程小于三个振幅即小于30cm，故 D 错误．故选A．残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

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。

机械波相关习题详解-----------------------作者：-----------------------日期：习题五一、选择题1．已知一平面简谐波的表达式为 )cos(bx at A y -=（a 、b 为正值常量），则 ［ ］（A ）波的频率为a ； （B ）波的传播速度为 b/a ； （C ）波长为 / b ； （D ）波的周期为2 / a 。

答案：D解：由22cos()cos()2/2/y A at bx A t x a b ππππ=-=-，可知周期2T a π=。

波长为bπ2。

2．如图，一平面简谐波以波速u 沿x 轴正方向传播，O 为坐标原点．已知P 点的振动方程为cos y A t ω=，则 ［ ］（A ）O 点的振动方程为 []cos (/)y A t l u ω=-； （B ）波的表达式为 {}cos [(/)(/)]y A t l u x u ω=--； （C ）波的表达式为 {}cos [(/)(/)]y A t l u x u ω=+-； （D ）C 点的振动方程为 []cos (3/)y A t l u ω=-。

答案：C解：波向右传播，原O 的振动相位要超前P 点u l /ω，所以原点O 的振动方程为{}0cos [(/)]y A t l u ωϕ=++，因而波方程为]}[cos{ulu x t A y +-=ω，可得答案为C 。

xO u 2l lyC P3．一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t t '=时波形曲线如图所示．则坐标原点O 的振动方程为［ ］（A ）]2)(cos[π+'-=t t bu a y ； （B ）]2)(2cos[π-'-π=t t b u a y ；（C ）])(cos[π+'+π=t t u a y ；（D答案：D解：令波的表达式为 cos[2()]xy a t νϕλ=-+π当t t '=， cos[2()]xy a t νϕλ'=-+π由图知，此时0x =处的初相 22t νϕ'+=-ππ， 所以 22t ϕν'=--ππ， 由图得 b 2=λ， bu u2==λν故0x =处 cos[2]cos[()]2u y a t a t t b νϕ'=+=--πππ4．当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的？［ ］（A ）媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒；（B ）媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但二者的相位不相同； （C ）媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不等；（D ）媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大。

机械波相关习题详解1. 弹性波和声波的区别弹性波和声波都是机械波，但它们存在一些区别。

首先，弹性波是指通过固体、液体或气体中的材料传播的波动。

而声波是一种特殊的弹性波，是通过气体或液体中分子间的相互作用传播的波动。

其次，弹性波可以传播在固体、液体和气体中，而声波只能在气体、液体中传播。

这是因为固体中分子间的相互作用力较大，导致声波很难通过固体传播。

最后，弹性波传播的速度较快，而声波传播的速度较慢。

这是因为弹性波的传播速度与材料的属性有关，而声波的传播速度与介质的密度和压力有关。

2. 机械波的传播速度计算机械波的传播速度可以通过以下公式计算：v = λ * f其中，v表示波的传播速度，λ表示波长，f表示频率。

例如，如果一个波的波长为2米，频率为10赫兹，那么它的传播速度可以计算为：v = 2 * 10 = 20 米/秒3. 波的反射和折射波的反射是指波遇到障碍物或介质边界时，部分能量被反射回来的现象。

反射可以通过以下公式计算：θi =θr其中，θi表示入射角，θr表示反射角。

波的折射是指波从一个介质进入另一个介质时，方向发生改变的现象。

折射可以通过折射定律计算：n1 * sin(θi) = n2 * sin(θr)其中，n1和n2分别表示两个介质的折射率，θi表示入射角，θr表示折射角。

4. 干涉现象的说明干涉是一种波的现象，指的是两个或多个波在同一空间、同一时间内相遇产生的相互影响。

干涉可以分为两类：构造干涉和破坏干涉。

构造干涉是指两个波相遇时，波峰与波峰或波谷与波谷重叠，使得合成波的振幅增大。

这种现象称为增幅干涉。

破坏干涉是指两个波相遇时，波峰与波谷相遇，使得合成波的振幅减小。

这种现象称为衰减干涉。

干涉现象可以用以下公式计算：A = A1 + A2 + 2 * √(A1 * A2) * cos(δ)其中，A表示合成波的振幅，A1和A2分别表示两个波的振幅，δ表示相位差。

5. 声音的共振共振是指当外界通过某种方式作用于一个物体时，物体的振动频率与外界作用频率相同或相近，从而导致物体振动幅度增大的现象。

习题五一、选择题1．已知一平面简谐波的表达式为 )cos(bx at A y -=（a 、b 为正值常量），则 ［ ］（A ）波的频率为a ； （B ）波的传播速度为 b/a ； （C ）波长为 π / b ； （D ）波的周期为2π / a 。

答案：D解：由22cos()cos()2/2/y A at bx A t x a b ππππ=-=-，可知周期2T a π=。

波长为bπ2。

2．如图，一平面简谐波以波速u 沿x 轴正方向传播，O 为坐标原点．已知P 点的振动方程为cos y A t ω=，则 ［ ］（A ）O 点的振动方程为 []cos (/)y A t l u ω=-； （B ）波的表达式为 {}cos [(/)(/)]y A t l u x u ω=--； （C ）波的表达式为 {}cos [(/)(/)]y A t l u x u ω=+-； （D ）C 点的振动方程为 []cos (3/)y A t l u ω=-。

答案：C解：波向右传播，原O 的振动相位要超前P 点u l /ω，所以原点O 的振动方程为{}0cos [(/)]y A t l u ωϕ=++，因而波方程为]}[cos{ulu x t A y +-=ω，可得答案为C 。

3．一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t t '=时波形曲线如图所示．则坐标原点O 的振动方程为［ ］xO u 2l lyC P（A ）]2)(cos[π+'-=t t bu a y ； （B ）]2)(2cos[π-'-π=t t b u a y ；（C ）])(cos[π+'+π=t t u a y ；（D答案：D解：令波的表达式为 cos[2()]xy a t νϕλ=-+π当t t '=， cos[2()]xy a t νϕλ'=-+π由图知，此时0x =处的初相 22t νϕ'+=-ππ， 所以 22t ϕν'=--ππ， 由图得 b 2=λ， buu2==λν故0x =处 cos[2]cos[()]2u y a t a t t b νϕ'=+=--πππ4．当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的？［ ］（A ）媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒； （B ）媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但二者的相位不相同； （C ）媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不等；（D ）媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大。

高中物理波动机械波题详解波动是高中物理中一个重要的概念，涉及到机械波的传播和特性。

在考试中，波动题目常常是难倒学生的难题。

本文将详细解析几道典型的机械波题目，帮助学生理解波动的基本原理和解题技巧。

题目一：一根绳子上的横波传播速度为10m/s，频率为50Hz。

求波长。

解析：根据波动的基本公式v = λf，其中v为波速，λ为波长，f为频率。

已知v = 10m/s，f = 50Hz，代入公式可得λ = v/f = 10/50 = 0.2m。

因此，波长为0.2m。

这道题考察了波动的基本公式的应用，需要学生掌握波动的基本概念和公式，并能够根据已知条件求解未知量。

题目二：一根绳子上的纵波传播速度为20m/s，频率为100Hz。

求波长。

解析：与题目一类似，根据波动的基本公式v = λf，已知v = 20m/s，f = 100Hz，代入公式可得λ = v/f = 20/100 = 0.2m。

因此，波长为0.2m。

这道题同样考察了波动的基本公式的应用，但是与题目一不同的是，这里涉及到的是纵波的传播速度。

学生需要理解横波和纵波的区别，并能够根据已知条件求解未知量。

题目三：一根绳子上的横波传播速度为10m/s，频率为50Hz。

求波动的周期。

解析：根据波动的基本公式v = λf，已知v = 10m/s，f = 50Hz，代入公式可得λ = v/f = 10/50 = 0.2m。

因此，波长为0.2m。

波动的周期T与频率f的关系为T = 1/f，代入已知的f = 50Hz可得T = 1/50 = 0.02s。

因此，波动的周期为0.02s。

这道题目考察了波动的周期与频率的关系，学生需要理解波动的周期与频率的定义，并能够根据已知条件求解未知量。

通过以上三道题目的解析，我们可以看出，波动题目的解题思路基本相同，都是根据波动的基本公式进行计算。

关键是理解波动的基本概念和公式，并能够根据已知条件求解未知量。

在解题过程中，学生还需要注意单位的转换和计算的准确性。

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]242(2cos[10.0π+−π=x t y (SI)，该波在t =0.5s 时刻的波形图是［］t(A)A 点振动速度大于零(B)B 点静止不动(C)C 点向下运动(D)D 点振动速度小于零［］3．3411：若一平面简谐波的表达式为cos(Bt A y −=，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2π/C (D)角频率为2π/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))cos(),(bt ax A t x f +=(B))cos(),(bt ax A t x f −=(C)btax A t x f cos cos ),(⋅=(D)btax A t x f sin sin ),(⋅=［］5．3479：在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为λ21（λ 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P 1和P 2两点相距λ/8（其中λ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，用手握其一端。

维持拉力恒定，使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动，则(A)振动频率越高，波长越长(B)振动频率越低，波长越长(C)振动频率越高，波速越大(D)振动频率越低，波速越大［］8．3847：图为沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t =0时刻的波形。

若波的表达式以余弦函数表示，则O 点处质点振动的初相为：(A)0(B)π21(C)π(D)π23［］9．5193：一横波沿x 轴负方向传播，若t 时刻波形曲线如图所示，则在t +T /4时刻x 轴上的1、2、3三点的振动位移分别是：(A)A ，0，-A (B)-A ，0，A (C)0，A ，0(D)0，-A ，0.［］x y O u(m) 10．5513：频率为100Hz ，传播速度为300m/s 的平面简谐波，波线上距离小于波长的两点振动的相位差为π31，则此两点相距(A) 2.86m(B) 2.19m(C)0.5m(D)0.25m［］11．3068：已知一平面简谐波的表达式为)cos(bx at A y −=（a 、b 为正值常量），则(A)波的频率为a (B)波的传播速度为b/a (C)波长为π/b (D)波的周期为2π/a ［］12．3071：一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t =t ＇时波形曲线如图所示。

一、选择题：1．3147 ：一平面简谐波沿O x 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 42y (m)y (m)y (m)y (m)0.1 00.1 02222O 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(axbt )(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 P 1 和 P 2 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。

维持拉力恒定，使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动，则uyuxa(A) 振动频率越高，波长越长 O(B) 振动频率越低，波长越长 3847 图Oxb(C)振动频率越高，波速越大5193 图(D) 振动频率越低，波速越大［ ］8．3847 ：图为沿 x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 0 时刻的波形。