卷子答案网-一个不只有答案的网站第三章 机械波 综合复习
本试卷共4页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是( )
A. 机械波的振幅与介质有关，与波源无关
B. 机械波的传播速度与波源有关，与介质无关
C. 机械波的传播速度由介质本身的性质决定
D. 形成纵波的质点，随波一起发生迁移
2. 如图为一列沿轴负方向传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，波的周期，则（ ）
A. 波的周期为
B. 在时，点沿轴正方向运动
C. 经过，点经过的路程为
D. 在时，点到达波峰位置
3. 图甲为一列简谐波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图象，则( )
A. 在时，质点的速度方向为轴正方向
B. 质点简谐运动的表达式为
C. 从到，该波沿轴正方向传播了
D. 从到，质点通过的路程为
4. 如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在处的质点从该时刻开始计时的振动图像，则这列波( )
A. 沿轴的正方向传播
B. 波速为
C. 该质点振动周期为
D. 再过，处的质点在平衡位置且向上运动
5. 如图甲所示，一列简谐横波沿轴负方向传播，在时刻刚好传到坐标原点，图乙为介质中某一质点的振动图像下列说法正确的是（ ）
A. 质点平衡位置的坐标
B. 质点平衡位置的坐标
C. 质点在时间内的路程
D. 质点在时间内的路程
6. 如图所示，、是两个相干波源，它们的相位及振幅均相同，实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷关于图中所标的、、、四点，下列说法中正确的是( )
A. 质点振动减弱，、质点振动加强
B. 质点振动既不是加强也不是减弱
C. 再过后的时刻，、两质点都将处于各自的平衡位置，因此振动减弱
D. 点一直在平衡位置，点一直在波峰，点一直在波谷
7. 如图所示为两列沿绳传播的（虚线表示甲波，实线表示乙波）简谐横波在某时刻的波形，为绳上处的质点，则下列说法中正确的是( )
A. 点是振动加强点且图示时刻质点的速度为零
B. 甲波的传播速度比乙波的传播速度大
C. 位于原点的质点与点的振动方向总是相同的
D. 由图示时刻开始，再经甲波的周期，质点将位于波峰
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一列向右传播的简谐横波，当波传到处的点时开始计时时，该时刻波形如图所示，时，观测到质点第三次到达波峰位置，下列说法正确的是( )
A. 波速为
B. 经过质点运动的路程为
C. 时，处的质点第三次到达波谷
D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为
9. 图为一列简谐横波在时的波形图，图为媒质中平衡位置在处的质点的振动图象，是平衡位置为的质点，下列说法正确的是( )
A. 波速为
B. 波的传播方向向右
C. 时间内，运动的路程为
D. 时间内，向轴负方向运动
10. 图中实线和虚线分别是轴上传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，处的质点在时刻向轴正方向运动，则( )
A. 该波的频率可能是
B. 该波的波速可能是
C. 时处质点的加速度方向沿轴负方向
D. 各质点在内随波迁移
三、填空题：本题共2小题，每空2分，共10分。
11. 野生大象群也有自己的“语言”。研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音。播放速度变为原来的倍时，播出声波的______（选填“周期”或“频率”也变为原来的倍，声波的传播速度______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
12. 介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源和，二者做简谐运动的振幅相等，周期均为。当过平衡位置向上运动时，也过平衡位置向上运动。若波速为，则由和发出的简谐横波的波长均为______。为波源平衡位置所在水平面上的一点，与、平衡位置的距离均为，则两波在点引起的振动总是相互______（填“加强”或“削弱”）的；当恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在处的质点______（填“向上”或“向下”）运动。
四、计算题：本题共3小题，13题14分，14题14分，15题16分，共44分。
13. 如图所示，图甲是一列简谐横波在时刻的波形图，点是此时处在平衡位置的一个质点．图乙是质点的振动图象．
判断这列波的传播方向；
经过时间，质点通过的路程；
经过，波向前传播的距离．
14. 一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波的图象如图所示，经，质点第一次回到平衡位置，求：
波传播的速度；
质点在内走过的路程。
15. 从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为的简谐横波，分别沿轴正、负方向传播，在某一时刻到达、点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为求：
质点、开始振动的时刻之差；
再经过半个周期后，两列波在和之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的坐标．
答案解析
【答案】
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
8. 9. 10.
11. 频率；不变
12. ；加强；向下
13. 解：由图乙知，时刻质点正向上振动，所以根据波形平移法知，该波沿轴正方向传播；
从图乙可知振动周期为，一个周期内质点通过的路程为，则经过时间，质点通过的路程为：；
波速为：。
经过，波向前传播的距离。
14. 解：根据数学知识得：，
由题知：
则波长为。
若波沿轴正方向传播，当第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为：
，则波速为；
若波沿轴负方向传播，当第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为：
，则波速为；
若波沿轴正方向传播，周期，质点在内走过的路程；
若波沿轴负方向传播，周期，，则质点在内走过的路程；
15. 解：两列波的周期为，
由题可知，质点、开始振动的时刻之差为
由题意可知两列波的波长均为，
再经过半个周期后，两列波沿轴正方向与负方向传播的距离均为，即半波长，作出此时两列波的波形图，如图所示：
在两列波的平衡位置与平衡位置相遇处，再经过，均为波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强、波峰与波谷相遇时振动减弱可知，两列波在 和 之间引起的合振动振幅极大的质点的坐标为：、、、、；
合振动振幅极小的质点的坐标为：、、、。
【解析】
1. 【分析】
机械波的振幅等于波源的振幅，机械波的传播速度由介质决定，在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反。
考查了机械波有关基础知识，解题关键明确机械波的产生条件、传播特点，注意区分横波和纵波，在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反，并不垂直，难度一般。
【解答】
A.机械波在介质的传播特点是波源的振动带动相邻质点做受迫振动，所以机械波的振幅等于波源的振幅，故A错误；
机械波的传播速度由介质决定，与波源无关，故B错误，C正确；
D.在纵波中质点总是围绕平衡位置振动其方向和波的传播方向相同或相反，因此形成纵波的质点，不随波一起迁移，故D错误。
故选C。
2. 【分析】
应用平移法求出波的波长和周期；根据波的传播方向确定质点的振动方向；在一个周期内质点完成一个全振动，运动路程为；后一个质点重复前一个质点的振动，故时，点振动情况和时距离坐标原点处的质点的振动情况相同。
把握“后一个质点重复前一个质点的运动情况”，是解决本题中的关键。
【解答】
A.根据题意应用平移法可知由实线得到虚线需要将图象沿轴负方向平移，其中、、、、，故由实线传播到虚线这种状态需要，即，解得，其中、、、、，当时，解得，当时，解得，又，故最大周期为，故A错误；
B.由于波沿轴负方向传播，故时点沿轴负方向运动，故时点沿轴负方向运动，而周期，故时点沿轴负方向运动，故B错误；
C.在一个周期内点完成一个全振动，即其运动路程为，而，故点的运动路程为，故C错误；
D.由题意可知波长，则变速，在时点的横坐标为，由于波沿轴负方向运动，故在的时间内波沿轴负方向传播的距离为，故在时，点振动情况和时距离坐标原点处的质点的振动情况相同，而时距离坐标原点处的质点在波峰，在时，点到达波峰位置，故D正确。
故选D。
3. 解：、由振动图象知，时，处于平衡位置向下振动，根据上下坡法知，波沿轴负方向传播，当时，即在开始经过，质点在平衡位置以下向上振动，即速度方向沿轴正方向，故A正确。
B、，则质点简谐运动的表达式为，故B错误。
C、由知波在向左传播，故C错误。
D、由于点不是在波峰或波谷，或平衡位置，经过，即经过个周期，质点经历的路程不等于，即，故D错误。
故选：。
本题的关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系．要知道质点做简谐运动时，在一个周期通过的路程是，半个周期内通过的路程是，但个周期时间内通过的路程不能类推，要根据起点位置分析．
4. 【分析】
本题考查波的图像与振动图像的区别与联系、波的形成与传播、波长、频率、波速之间的关系应用等。
根据时刻处质点的振动方向得到波的传播方向，由左图得到波长，右图得到周期，根据 求解波速；关键明确波形平移方向与质点振动方向的关系，能够结合公式求解波速。
【解答】
A.时刻处质点的振动方向是向上，由波形平移法知，波沿轴负方向传播，故A错误；
由左图得到波长为，右图得到周期为，故波速，故B正确，C错误；
D.再过，波向负向传播的距离为：，即再过，平衡位置在处的质点的振动形式传播到处，故再过，处的质点在正向最大位移处，将要向下运动，故D错误。
故选B。
5. 【分析】
先根据两个图象明确波的波长、周期、振幅及点的起振时刻，再应用和求出点的位置坐标；应用求出点通过的路程。
在解答本题时，一要注意理解两个图象的物理意义；二要注意根据振动图象判断点的起振时刻。
【解答】
由题意可知，波长，波动周期，振幅。由可得：。从乙可以看出，点从时开始起振，则在这段时间内，波由点沿负方向向左传播的距离为，故点坐标应为，故A正确，B错误；
质点在内实际振动的时间为，完成全振动的次数为，通过的路程，故CD错误。
故选A。
6. 【分析】
两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱．振动加强点的振动等于波单独传播时振幅的倍、
在波的干涉现象中，振动加强点的振动始终是加强的，但质点在简谐运动，其位移随时间是周期性变化，不是静止不动的、
【解答】
A.质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终减弱的，而、质点是两列波波峰与波峰、波谷与波谷叠加的地方，振动始终加强。故A正确。
B.到两个波源的距离相同，是振动加强点。故B错误。
C.再过后的时刻，、两质点都将处于各自的平衡位置，但振动是加强的，故C错误。
D.由于两个波源的振动方向相同、振幅相同，所以点静止不动，一直在平衡位置。、两点的振动始终是加强的，但它们仍在振动，位移随时间周期变化，不是静止不动的。故D错误。
故选：。
7. 【分析】
当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强，振动情况相反时振动减弱。根据波的叠加原理进行分析。
对于波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰。知道干涉时振动加强的点振幅等于两列波振幅之和。
【解答】
A.质点是两列波的波峰或波谷相遇点，振动始终加强，速度不为零，故A错误；
B.波速由介质的性质决定，两列均沿绳传播，同种介质，则波速相等，故B错误；
C.位于原点的质点与点相距半个波长，振动方向总是相反，故C错误；
D.甲向右传播，由波形平移法知，图示时刻点正向下运动，再经甲波的周期，将位于波峰，故D正确；
故选D。
8. 【分析】
简谐横波向右传播过程中，介质中质点做简谐运动，根据波传播方向判断出质点的振动方向，根据时，观测到质点第三次到达波峰位置，分析得到周期，由图像读出波长，求出波速；根据时间与周期的关系求经过质点运动的路程，波在同一均匀介质中匀速传播的，运用分段法求质点第三次到达波谷的时间，发生干涉的条件是两列波的频率相同。
【解答】
A.简谐横波向右传播，由波形平移法知，各点的起振方向为竖直向上，时，点第三次到达波峰，即有，，波长为，所以波速，故A错误；
B.相当于个周期，每个周期路程为，所以经过质点运动的路程为，故B正确；
C.经过波传到，经过即再经过后第三次到达波谷，所以时，处的质点第三次到达波谷，故C正确；
D.要发生干涉现象，另外一列波的频率一定相同，即，故D正确。
故选BCD。
9. 【分析】
先根据质点的振动图象，判断波的传播方向，再根据波长和周期求波速；据波形成的条件和特点分析各质点的振动情况。
熟练利用波形平移法判断质点的振动方向与传播方向、利用周期表示时间，求质点的路程、注意时间和空间周期性的对应。
【解答】
A.由图可知该简谐横波波长为，由图知周期为，则波速为，故A正确；
B.根据图的振动图象可知，在处的质点在时振动方向向下，所以该波向左传播，故B错误；
C.由于时，质点在波谷，且，所以在时间内，质点的路程为，故C正确；
D.由于该波向左传播，由图可知时，质点已经在波谷，所以可知时间内，向轴负方向运动，故D正确；
故选：。
10. 【分析】
由相邻两个波峰间的距离读出波长。根据质点的振动方向，判断出波的传播方向，根据波形图得出质点的位于从而判断加速度方向，波向前传播时介质中质点不向前迁移。
根据质点的振动方向判断波的传播方向或根据波的传播方向判断质点的振动方向是学习波的知识应掌握的基本功。
【解答】
A.由题，处的质点在时刻向轴正方向运动，由虚线波形判断出波沿轴正方向传播，则时间 、、、，则，、、、，所以，当时，，故A正确；
B.根据项分析，该波的波速为：，、、、，故波速不可能是，故B错误；
C.时，处质点位于轴的上方，加速度方向沿轴负方向，故C正确；
D.质点不随波迁移，故D错误。
故选AC。
11. 【分析】
由波的传播特性可知，波的频率由波源决定，波的传播速度只与波的形式和介质有关。
【解答】
倍速快速播放时声波的周期变为原来的，频率变为原来的倍；
又由波的传播速度只与波的形式和介质有关，故只改变播放速度，波的传播速度不变。
故答案为：频率；不变。
12. 解：因周期，波速为，则波长为
因两波源到点的距离之差为零，且两振源振动方向相同，则点的振动是加强的；
因，则当恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在点的质点向下振动。
故答案为：；加强；向下。
根据波长、波速和周期的关系得出简谐横波的波长；
根据波程差和半波长的关系得出某个位置的振动特点；
根据不同点的距离关系分析出质点的振动方向。
本题主要考查了简谐横波的相关应用，熟悉公式的应用，结合波的叠加特点即可完成分析。
13. 本题的关键要把握振动图象和波动图象的内在联系．要注意两种图象判断质点振动方向方法的区别，波动图象常用波形平移法判断质点的振动方向．而振动图象常用斜率分析质点的振动方向。
根据振动图象判断出时刻点的振动方向，再判断波的传播方向；
图乙读出周期，由周期与时间的关系，结合题意，即可求解点通过的路程；
由公式求出波速，由求解波传播的距离。
解：由图乙知，时刻质点正向上振动，所以根据波形平移法知，该波沿轴正方向传播；
从图乙可知振动周期为，一个周期内质点通过的路程为，则经过时间，质点通过的路程为：；
波速为：。
经过，波向前传播的距离。
14. 运用波形的平移法研究质点第一次回到平衡位置时，波传播的距离，根据求解波速，根据数学知识求解波长，从而求出周期，而一个周期内，质点运动的路程为。
本题采用波形的平移法求质点第一次经过平衡位置时波传播的距离，这是常用的方法．要灵活运用数学知识解决物理的实际问题，掌握波动图象的函数表达式。
解：根据数学知识得：，
由题知：
则波长为。
若波沿轴正方向传播，当第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为：
，则波速为；
若波沿轴负方向传播，当第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为：
，则波速为；
若波沿轴正方向传播，周期，质点在内走过的路程；
若波沿轴负方向传播，周期，，则质点在内走过的路程；
15. 本题的关键是掌握波的叠加原理，知道波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱。
根据频率求出周期，结合波形求质点、开始振动的时刻之差；
根据路程差与波长的关系确定合振动振幅极大和极小的质点的坐标。
解：两列波的周期为，
由题可知，质点、开始振动的时刻之差为
由题意可知两列波的波长均为，
再经过半个周期后，两列波沿轴正方向与负方向传播的距离均为，即半波长，作出此时两列波的波形图，如图所示：
在两列波的平衡位置与平衡位置相遇处，再经过，均为波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强、波峰与波谷相遇时振动减弱可知，两列波在 和 之间引起的合振动振幅极大的质点的坐标为：、、、、；
合振动振幅极小的质点的坐标为：、、、。
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