試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁3.3機(jī)械波案例分析一、選擇題（共15題）1．一列簡諧橫波沿x軸傳播．t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖乙所示．則該波的傳播方向和波速分別是A．沿x軸負(fù)方向，60m/s B．沿x軸正方向，60m/sC．沿x軸負(fù)方向，30m/s D．沿x軸正方向，30m/s2．P、Q是簡諧橫波傳播方向上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，它們的平衡位置間的距離為0.2m．此波波速為1m/s，振幅為4cm，周期為0.4s．在t=0時(shí)刻，P點(diǎn)位于平衡位置上方最大位移處．則Q點(diǎn)A．在0.3s時(shí)的加速度最大B．在0.3s時(shí)的速度最大C．在0.1s時(shí)的位移為4cmD．在0.1s時(shí)的位移為–4cm3．如圖所示，介質(zhì)中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)（波源）在坐標(biāo)原點(diǎn)O兩側(cè)a、b之間上下做簡諧運(yùn)動(dòng)，形成一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速。M是Ob上的某點(diǎn)，x軸上的P點(diǎn)距離O點(diǎn)3m。已知波源質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過0.2s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過M點(diǎn)，又經(jīng)過0.1s它第二次經(jīng)過M點(diǎn)，下列說法中正確的是（

）A．該波的波長為0.8mB．質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)的方向與波源開始振動(dòng)的方向相反C．波源質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P一定在波谷位置D．波源質(zhì)點(diǎn)在波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P一定在平衡位置向下振動(dòng)4．如圖甲所示為一列簡諧橫波在t=5s時(shí)波的圖象，P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)．圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，那么該波的傳播速度和傳播方向是A．v=1.0m/s，沿x軸負(fù)方向B．v=0.5m/s，沿x軸負(fù)方向C．v=0.5m/s，沿x軸正方向D．v=1.0m/s，沿x軸正方向5．如圖為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)的波形圖，當(dāng)Q點(diǎn)在t=0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí)，則A．1cm＜x＜3cm范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B．Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的加速度沿y軸的正方向C．Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正在波峰位置D．Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)運(yùn)動(dòng)到p處6．如圖所示,已知一簡諧橫波的頻率小于5Hz,橫波在一條線上傳播，某時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示,經(jīng)過t=0.2s后波形如圖中的虛線所示,則它的波速可能是（）A．32.5m/sB．37.5m/sC．62.5m/sD．87.5m/s7．某橫波在介質(zhì)中沿軸傳播，左圖為時(shí)的波形圖，如圖為P點(diǎn)(處的質(zhì)點(diǎn))的振動(dòng)圖象，那么下列說法不正確的是A．該波向右傳播，波速為2m/sB．質(zhì)點(diǎn)L與質(zhì)點(diǎn)N的運(yùn)動(dòng)方向總相反C．時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M處于平衡位置，并正在往正方向運(yùn)動(dòng)D．時(shí)，質(zhì)點(diǎn)K向右運(yùn)動(dòng)了2m8．一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播。如圖所示為時(shí)的波形圖，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A在波谷處。若時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)正的最大位移處，則A．這列波的周期為B．這列波的波速為C．時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A動(dòng)能最小且加速度為零D．時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，且沿y軸正向運(yùn)動(dòng)9．一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，該時(shí)刻a、b兩質(zhì)點(diǎn)均到達(dá)波峰位置，c質(zhì)點(diǎn)加速度正在增大。下列判斷正確的是A．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離為半個(gè)波長B．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)開始時(shí)刻相差半個(gè)周期C．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)完成全振動(dòng)的次數(shù)比b多一次D．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)完成全振動(dòng)的次數(shù)比b少一次10．如圖，S為上下連續(xù)振動(dòng)的波源，振動(dòng)頻率為10Hz，所產(chǎn)生的橫波沿x軸向左右方向傳播，波速為20m/s，質(zhì)點(diǎn)A、B與S的距離分別為SA=11.2m，SB=16.8m．若某時(shí)刻波源S正通過平衡位置向上振動(dòng)，此時(shí)A、B均已振動(dòng)，則A．A位于x軸下方，運(yùn)動(dòng)方向向下B．A位于x軸上方，運(yùn)動(dòng)方向向下C．B位于x軸上方，運(yùn)動(dòng)方向向上D．B位于x軸下方，運(yùn)動(dòng)方向向上11．一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=0時(shí)刻，波剛好傳到x=2m處，波形圖如圖a所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其中一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像為圖b。下列說法正確的是（）A．波源的起振方向向下B．圖b是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像C．在t=1.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的位移為6cmD．從t=0起，質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P先達(dá)到波谷12．在均勻介質(zhì)中有一列簡諧橫波，以的速度沿軸負(fù)方向傳播，在時(shí)刻的波形如圖所示，則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像為（）A． B．C． D．13．如圖所示，一列簡諧橫波沿軸正向傳播，波源從平衡位置開始振動(dòng)。當(dāng)波傳到的點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知在時(shí)間第一次形成圖示波形，此時(shí)的點(diǎn)正好在波谷。下列說法中正確的是A．點(diǎn)的振動(dòng)周期可能為B．點(diǎn)開始振動(dòng)的方向沿軸正方向C．當(dāng)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)，點(diǎn)可能在波谷D．這列波的傳播速度是1514．如圖所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)的波形圖，該波的波速為v=20m/s，圖中A是傳播方向上的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，用T表示該波的周期，則（）A．T=0.2sB．t=T時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A一定處于波峰處C．經(jīng)過T時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)A沿x軸移動(dòng)2mD．在T~T時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A的加速度一定變大15．A、B兩列簡諧橫波均沿x軸正向傳播，在某時(shí)刻的波形分別如圖甲、乙中實(shí)線所示，經(jīng)過時(shí)間t（t小于B波的周期TB），這兩列簡諧橫波的波形分別變?yōu)閳D甲、乙中虛線所示，則A、B兩列波的波速vA、vB之比不可能為（

）A．5:1 B．1:3 C．1:5 D．3:1二、填空題16．如圖所示，沿x軸正方向傳播的一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖為正弦曲線，其波速為100m/s。從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，時(shí)質(zhì)點(diǎn)b的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸___________（填“正”或“負(fù)”方向）；0~1s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為___________m。17．一列簡諧波沿水平繩向右傳播，其周期為T，振幅為A，繩上兩質(zhì)點(diǎn)P、Q的平衡位置相距個(gè)波長，質(zhì)點(diǎn)Q位于質(zhì)點(diǎn)P右方，規(guī)定向上為正方向。在t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的位移為，且向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間（），質(zhì)點(diǎn)P的位移為，且向下運(yùn)動(dòng)，則在t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)方向______，______。18．圖中實(shí)線是一列橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，圖中虛線是經(jīng)0.2s后的波形圖。若波傳播的速度為5m/s，則此波沿x軸______（填“負(fù)”或“正”）方向傳播；質(zhì)點(diǎn)P在t＝0時(shí)刻沿y軸______（填“負(fù)”或“正”）方向運(yùn)動(dòng)；x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為y＝______（m）。19．一列簡諧橫波沿x軸傳播，t=2s時(shí)刻的波形如圖甲所示，圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，則該波的傳播速度大小為_____m/s；如果該波向右傳播，則圖乙是______（填“0”“2m”“4m”或“6m”）的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象。波如果向右傳播，觀察者在x=6m處向左運(yùn)動(dòng)，觀察者接收到該波的頻率將____（填“大于”“小于”或“等于”）0.25Hz。三、綜合題20．一列簡諧橫波沿直線向右傳播，P1、P2為介質(zhì)中相距4m的兩個(gè)點(diǎn)，P1在左，P2在右，某一時(shí)刻P1、P2兩質(zhì)點(diǎn)正好通過平衡位置，P1、P2之間只有一個(gè)波峰，此時(shí)P2點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)過0.2秒，P2第一次返回到平衡位置，求該波的波速．21．下圖甲為一列簡諧橫波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x=4.0m處的質(zhì)點(diǎn)；圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。(1)判斷波的傳播方向，并求出質(zhì)點(diǎn)P處于波峰位置的時(shí)刻；(2)試寫出質(zhì)點(diǎn)Q簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式。22．一列機(jī)械波沿x軸傳播，在t1=0s和t2=0.05s時(shí)刻，其波形圖分別用如圖所示的實(shí)線和虛線表示，求：（?。┻@列波可能的波速v；（ⅱ）若波速為280m/s，那么波的傳播方向是沿x軸正方向還是負(fù)方向？23．一列簡諧波在x軸上傳播，在t1時(shí)刻簡諧橫波的波形如圖中實(shí)線所示，在t2時(shí)刻該波的波形如圖中虛線所示，已知t2－t1=0.1s。求：(i)該波可能的傳播速度v1；(ii)若已知T<t2－t1<2T，且圖中P質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的振動(dòng)速度方向向上，求可能的波速v2。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．A【詳解】由乙圖可知：P點(diǎn)下一個(gè)時(shí)刻位移沿負(fù)方向增大，所以P點(diǎn)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向向下，得出此波沿x軸負(fù)方向傳播，由乙圖可知：T=0.4s，由甲圖可知：λ=24m，故波速為，故A正確，BCD錯(cuò)誤。2．B【詳解】由波速和周期可得：波長λ=vT=1m/s×0.4s=0.4m，故質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置間的距離0.2m＝λ；那么，質(zhì)點(diǎn)P和質(zhì)點(diǎn)Q正好相反；所以，在t=0時(shí)刻，P點(diǎn)位于平衡位置上方最大位移處（波峰），質(zhì)點(diǎn)Q則位于平衡位置下方最大位移處（波谷）；故經(jīng)過0.3s＝T后，在0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q在平衡位置，且向y軸負(fù)方向振動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)Q在平衡位置，則速度最大，加速度為零，位移為零；在0.1s時(shí)，Q點(diǎn)在平衡位置，位移為零；故B正確，ACD錯(cuò)誤；故選B．點(diǎn)睛：機(jī)械振動(dòng)問題中，一般根據(jù)振動(dòng)圖或質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)得到周期、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向；再根據(jù)波形圖得到波長和波的傳播方向，從而得到波速及質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，進(jìn)而根據(jù)周期得到路程．3．A【詳解】A．由題意知波源質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過0.2s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過M點(diǎn)，又經(jīng)過0.1s它第二次經(jīng)過M點(diǎn)，可得波的周期為T=1s根據(jù)可得波長為故A正確；B．質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)的方向與波源開始振動(dòng)的方向相同，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)題意可知xOP=由此可知質(zhì)點(diǎn)P可能在波谷，也可能在波峰的位置，故C錯(cuò)誤；D．波源質(zhì)點(diǎn)在波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P一定在平衡位置向上振動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選A。4．A【詳解】從橫波圖像中可知，從振動(dòng)圖中可知，故從圖中可知質(zhì)點(diǎn)P在t=5s時(shí)的振動(dòng)方向和在t=1s時(shí)振動(dòng)方向相同，即正通過平衡位置向下振動(dòng)，根據(jù)走坡法可知波向左傳播，即x負(fù)方向傳播。故選A．5．B【詳解】畫出將Q點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)，即t′＝T時(shí)的波形圖如圖，由波的傳播方向知，1cm<x<2cm范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；此時(shí)Q處的質(zhì)點(diǎn)在波谷，具有沿y軸正向的加速度，所以B正確，CD錯(cuò)誤；故選B．6．B【詳解】根據(jù)頻率小于5Hz，則可知波傳播的時(shí)間t=0.2s小于一個(gè)周期，傳播的距離不到一個(gè)波長，波長若波向左傳播，傳播的距離為則波速為若波向右傳播，傳播的距離為則波速為故選B。7．D【詳解】A．從振動(dòng)圖象可以知道，在時(shí)，P點(diǎn)振動(dòng)方向向上，所以波向右傳播；由圖知波速故A正確；B．由波動(dòng)圖象可以知道，質(zhì)點(diǎn)L與質(zhì)點(diǎn)N平衡間距為半個(gè)波長，因此振動(dòng)情況總是相反，則運(yùn)動(dòng)方向總是相反，故B正確；C．即時(shí)間在經(jīng)過，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)特征可知M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到平衡位置且向正方向運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．質(zhì)點(diǎn)只會(huì)在各自的平衡位置來回振動(dòng)，不會(huì)隨波運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤；本題選錯(cuò)誤的，故選D。8．D【詳解】A．點(diǎn)A在波谷處，經(jīng)過時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)正的最大位移處，則這列波的周期A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖可得，波長為2m，根據(jù)B錯(cuò)誤；C．時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A在最大位移處，則速度為零，動(dòng)能為零，加速度最大，C錯(cuò)誤；D．波沿x軸負(fù)方向傳播，根據(jù)同側(cè)法，則處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正向運(yùn)動(dòng)，D正確。故選D。9．D本題考查機(jī)械振動(dòng)中波形圖的理解。【詳解】A．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)是波形圖上相鄰的兩個(gè)波峰，所以兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的距離為一個(gè)波長，A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)是波形圖上相鄰的兩個(gè)波峰，所以兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)刻相差一個(gè)周期，B錯(cuò)誤；CD．c質(zhì)點(diǎn)加速度正在增大，所以c往下振動(dòng)，波向左傳播，a質(zhì)點(diǎn)完成全振動(dòng)的次數(shù)比b少一次，C錯(cuò)誤，D正確；故選D。10．B【詳解】由題激起的橫波沿x軸向左右傳播，波源正通過平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，由得，波長由題，相當(dāng)于，波源正通過平衡位置向上振動(dòng)，位于軸上方，運(yùn)動(dòng)方向向下；，相當(dāng)于，波源正通過平衡位置向上振動(dòng)，位于軸下方，運(yùn)動(dòng)方向向下，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。11．A【詳解】A．在t=0時(shí)刻，波剛好傳到x=2m處，由同側(cè)法可知起振向下，則波源的起振也向下，故A正確；B．圖b可讀出t=0時(shí)刻的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向上振動(dòng)，則圖b是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖a可讀出波的波長為，圖b可讀出周期為，則波速為故t=1.5s=t=0時(shí)刻Q向上振動(dòng)，有圖b可知在t=1.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q的位移為-2cm，故C錯(cuò)誤；D．從t=0起，P向下振動(dòng)，Q向上振動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P后達(dá)到波谷，故D錯(cuò)誤；故選A。12．C【詳解】由題圖知該列波波長，又波速，則該列波周期為由于波沿軸負(fù)方向傳播，根據(jù)“逆向波形法”，可判斷知質(zhì)點(diǎn)M從0時(shí)刻開始將從平衡位置向y軸負(fù)方向振動(dòng)，且振動(dòng)周期為8s。故選C。13．AC【詳解】A．由題意，簡諧橫波沿軸正向傳播，在時(shí)間第一次形成圖示波形，波可能傳到處，也可能傳到處，當(dāng)波傳到處時(shí)，則時(shí)間內(nèi)振動(dòng)傳播了一個(gè)波長，經(jīng)過了一個(gè)周期，故點(diǎn)的周期可能為。故A正確。B．點(diǎn)開始振動(dòng)的方向與圖示時(shí)刻處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，當(dāng)波傳到處時(shí),由波形平移法得知，點(diǎn)開始振動(dòng)的方向沿軸負(fù)方向。當(dāng)波傳到處時(shí),由波形平移法得知，點(diǎn)開始振動(dòng)的方向沿軸正方向。故B錯(cuò)誤。C．當(dāng)點(diǎn)開始振動(dòng)沿軸正方向時(shí)，由波形可知，點(diǎn)在波谷。故C正確。D．由圖知，波長，則波速故D錯(cuò)誤。故選AC。14．AD【詳解】A．由圖可知波長為，根據(jù)可得故A正確；B．若波沿x軸正方向傳播，則t=T時(shí)質(zhì)點(diǎn)A處于波峰處，若波沿x軸負(fù)方向傳播，則t=T時(shí)質(zhì)點(diǎn)A處于波谷處，故B錯(cuò)誤；C．質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置兩側(cè)振動(dòng)，并不隨波遷移，故C錯(cuò)誤；D．經(jīng)過T后，質(zhì)點(diǎn)A無論向上或向下振動(dòng)，都已回到平衡位置，在T~T時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A遠(yuǎn)離平衡位置向最大位移處振動(dòng)，則回復(fù)力增大，加速度一定變大，故D正確。故選AD。15．BCD【詳解】由圖讀出，A波波長為λA=24cm，t時(shí)間內(nèi)，A波經(jīng)過了n+個(gè)周期，周期(n+)TA=t，解得：（n=0,1，2，3…），B波波長為λB=12cm，周期TB＝t，解得：TB＝2t；波速為：，，得到vA：vB=(4n+1)：1，（n=0，1，2，3…），所以A、B兩列波的波速vA、vB之比可能的是1：1、5：1、9:1…..故A可能，BCD不可能，故選BCD.16．

負(fù)

20【詳解】因?yàn)椴ㄑ豿軸正方向傳播，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系，可判斷出質(zhì)點(diǎn)b沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；該波的周期所以0~1s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a通過的路程17．

向下

本題考查機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波【詳解】t＝0時(shí)刻，波形如圖甲所示，時(shí)刻，波形如圖乙所示可知t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q位移為負(fù)值，振動(dòng)方向向下．時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P從位移處運(yùn)動(dòng)到A位移處再向下運(yùn)動(dòng)到位移處，經(jīng)過的相位由，故18．

負(fù)

負(fù)

【詳解】由圖可知波長，在內(nèi)波的傳播距離為根據(jù)波的平移規(guī)則可知應(yīng)該沿x軸負(fù)方向傳播；波沿x軸負(fù)方向傳播，根據(jù)上下坡法可知，時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；根據(jù)可得因此頻率為x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為19．

1

0或4m

大于【詳解】由波動(dòng)圖象知，波長為由振動(dòng)圖象知，周期為則波的傳播速度為根據(jù)振動(dòng)圖象知該質(zhì)點(diǎn)在時(shí)在平衡向下振動(dòng)，根據(jù)“上下坡法”：波如果向右傳播，應(yīng)是處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。頻率為波如果向右傳播，觀察者向左運(yùn)動(dòng)