試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)3.3機(jī)械波案例分析一、選擇題（共14題）1．如圖所示，一列簡(jiǎn)譜橫波向右傳播，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距0.2m，當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到上方最大位移處時(shí)，Q剛好運(yùn)動(dòng)到下方最大位移處，則這列波的波長(zhǎng)可能是（）A．0.10mB．0.20mC．0.30mD．0.40m2．一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，圖甲是t=0時(shí)刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，0時(shí)刻該點(diǎn)的位移為-0.1m，2s時(shí)在平衡位置處，則波的傳播速度為（）A．m/s B．m/s C．0.8m/s D．1.5m/s3．UFC甩繩，又叫體能訓(xùn)練繩。訓(xùn)練目的是追求速度耐力和爆發(fā)力的均衡。如圖甲所示，當(dāng)揮舞甩繩時(shí)，由于方向、節(jié)奏、方式和波形不同，會(huì)讓全身各個(gè)部位都做出對(duì)抗反應(yīng)。訓(xùn)練方法分雙手同抖和兩臂交替抖兩種。若抖動(dòng)10m長(zhǎng)的甩繩一端A，每秒做3次全振動(dòng)，繩上形成的波視為簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的橫波如圖乙所示。則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．繩上橫波的波長(zhǎng)是200cmB．只增加上下振動(dòng)的幅度，可以增大繩波的波長(zhǎng)C．繩上C點(diǎn)開始振動(dòng)的方向向下D．繩上橫波的波速是6m/s4．一列簡(jiǎn)諧波在t=0.2s時(shí)波的圖像如圖甲所示，x=0處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，由此可知（）A．波沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=10m/sB．波沿軸正方向傳播，波速v=10m/sC．t=0.2s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)c向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D．t=0.3s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b的位移y=10cm5．圖（甲）為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=2s時(shí)的波形圖，圖（乙）為介質(zhì)中平衡位置在x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，P是平衡位置在x=0.5m的質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是（）A．波的傳播方向向右，波速為0.5m/sB．0~2s時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程為1mC．t=3s時(shí)，P點(diǎn)的位移為4cmD．當(dāng)t=7s時(shí)，P恰好回到平衡位置，且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)6．如圖是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖，若波的傳播速度為2m/s，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng)。下列說法正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為0.25sB．經(jīng)過任意時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)Q和P的振動(dòng)情況總是相同的C．經(jīng)過t=0.4s，質(zhì)點(diǎn)P向右移動(dòng)0.8mD．經(jīng)過t=0.4s，質(zhì)點(diǎn)P仍在平衡位置，它通過的路程為0.2m7．一簡(jiǎn)諧橫波以4m/s的波速沿x軸正方向傳播。已知t=0時(shí)的波形如圖所示，則（）A．波的周期為2sB．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=s時(shí)速度值最大C．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=s時(shí)速度為0D．x=0處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)8．一機(jī)械波沿x正方向傳播。若A、B兩質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻速度相同且位置如圖所示，則AB之間兩種可能的波形是（）A．B．C．D．9．一列簡(jiǎn)諧波在時(shí)刻的全部波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)A、P、B、C對(duì)應(yīng)x坐標(biāo)分別為1m、1.5m、3m、4m。從此時(shí)開始，質(zhì)點(diǎn)C首次到達(dá)波峰的時(shí)間比質(zhì)點(diǎn)P首次到達(dá)波峰早了0.5s。下列說法正確的是（）A．波源的起振方向沿y軸向下B．波沿x軸正方向傳播C．波源振動(dòng)的頻率為2.5HzD．之后的0.4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為10cm10．一列簡(jiǎn)諧橫波在某介質(zhì)中沿直線由a點(diǎn)向b點(diǎn)傳播，a、b兩點(diǎn)的平衡位置相距2.5m，下圖中實(shí)線表示a點(diǎn)的振動(dòng)圖像，虛線表示b點(diǎn)的振動(dòng)圖像，下列說法不正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方程為B．此波的傳播速度可能為1.2m/sC．此波的傳播速度可能為6m/sD．在0.1~0.15s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，做加速度逐漸變大的減速運(yùn)動(dòng)11．一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示，t=0.02s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示．若該波的周期T大于0.02s，則該波的傳播速度可能是（）A．2m/s B．3m/s C．4m./s D．5m/s12．一列簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的圖象如圖甲所示，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，則以下說法正確的是．A．這列波沿x軸正向傳播B．這列波的波速是25m/sC．質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q先回到平衡位置D．經(jīng)過△t=0.4s，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4mE．經(jīng)過△t=0.8s，A質(zhì)點(diǎn)通過的位移為013．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，該橫波的周期，時(shí)刻的波形圖如圖所示，a、b、c可是處于平衡位置的質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是________。A．時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向B．時(shí)刻b、c兩質(zhì)點(diǎn)的速度相同C．該橫波的傳播速度為2cm/sD．再經(jīng)過1.5s質(zhì)點(diǎn)a通過的路程是6cmE．時(shí)刻，b、c兩質(zhì)點(diǎn)的加速度相同14．如圖甲所示，一根水平張緊的彈性長(zhǎng)繩上有等間距的、、、、質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間距離為1m，時(shí)刻O質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開始沿y軸正方向振動(dòng)，并分別產(chǎn)生向左和向右傳播的機(jī)械波，O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖乙所示。當(dāng)O質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)正方向最大位移時(shí)，P質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)，則（）A．、P兩點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)始終相同B．若O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加快，波的傳播速度變大C．當(dāng)波在繩中傳播時(shí)，繩中所有質(zhì)點(diǎn)沿x軸移動(dòng)的速度大小相等且保持不變D．當(dāng)Q點(diǎn)振動(dòng)第一次到達(dá)負(fù)向最大位移時(shí)，質(zhì)點(diǎn)通過的路程為20cm二、填空題15．一列橫波在向右傳播過程中，a和b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻處于如圖所示的位置，其中b在平衡位置，a在最大位移處，在波的傳播方向上，a、b兩質(zhì)點(diǎn)相距35cm，且大于一個(gè)波長(zhǎng)而小于兩個(gè)波長(zhǎng)，則該波波長(zhǎng)可能為________。16．如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖，虛線為t=0.5s時(shí)的波形圖．已知該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5s．關(guān)于該簡(jiǎn)諧波，下列說法正確的是_______A．波長(zhǎng)為2mB．波速為6m/sC．頻率為1.5HzD．t=1s時(shí)，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng)E．t=2s時(shí)，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰位置17．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，圖甲是波傳播到x=5m的M點(diǎn)的波形圖，圖乙是質(zhì)點(diǎn)N（x=3）從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像，Q是位于x=10m處的質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是__________．A．這列波的波長(zhǎng)是4mB．這列波的傳播速度是1.25m/sC．M點(diǎn)以后的各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)方向都沿+y方向D．質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過8s時(shí)，第一次到達(dá)波峰E.在0~16s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過的路程為1.0m18．一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在1s內(nèi)通過的路程都為18cm。x=6m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為________；經(jīng)過___________s，x=30m處的質(zhì)點(diǎn)第一次出現(xiàn)在波谷位置。三、綜合題19．如圖所示是一列簡(jiǎn)諧橫波上A、B兩點(diǎn)的振動(dòng)圖象，A、B兩質(zhì)點(diǎn)相距d＝8m．求這列波可能的波長(zhǎng)λ和波速v．并畫出AB兩點(diǎn)在t=0時(shí)的波形圖（至少畫出一個(gè)波長(zhǎng)），最后總結(jié)如何根據(jù)振動(dòng)圖像畫出波形圖．20．一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)A點(diǎn)恰好開始振動(dòng)，波速大小，質(zhì)點(diǎn)C的橫坐標(biāo)為0.18m，質(zhì)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為1.86m。求：(1)這列簡(jiǎn)諧橫波的頻率；(2)從開始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)方程；(3)從開始計(jì)時(shí)，再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰位置？在這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過的路程。21．如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為時(shí)的波形圖，虛線為時(shí)的波形圖．求:(1)該簡(jiǎn)諧波的周期；(2)該簡(jiǎn)諧波的波速．22．下圖為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為0.4s.求該波的波速并判斷P點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向．參考答案：1．D【詳解】依題意，有解得當(dāng)n=0時(shí)，，由于n取整數(shù)，其他值不可能。故D正確；ABC錯(cuò)誤。故選D。2．A【詳解】由圖甲所示波形圖可知，波長(zhǎng)，由圖乙所示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像可知，t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位相為，t=2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位相為2π，兩時(shí)刻位相差為則解得波的周期波速故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。3．B【詳解】A．橫波如圖乙所示，，波長(zhǎng)是200cm，故A正確，不符合題意；B．振動(dòng)的幅度即振幅與波長(zhǎng)無關(guān)，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．C點(diǎn)開始振動(dòng)的方向與B點(diǎn)開始振動(dòng)方向相同，根據(jù)平移法可知，C點(diǎn)開始振動(dòng)的方向向下，故C正確，不符合題意；D．每秒做3次全振動(dòng)，，橫波的波速是故D正確，不符合題意；故選B。4．A【詳解】AB．當(dāng)t=0.2s時(shí)刻波的圖像如圖甲所示，由x=0處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像讀出t=0.2s時(shí)刻x=0質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，則由波動(dòng)圖象，根據(jù)逆向描述法，可判斷出，波沿x軸負(fù)方向傳播，而根據(jù)公式A正確，B錯(cuò)誤；C．由上可知，波向x軸負(fù)方向傳播，因此當(dāng)t=0.2s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)方向向上，即向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．由周期T=0.4s，在t=0.2s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b向下振動(dòng)，而當(dāng)t=0.3s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b處于波谷位置，因此質(zhì)點(diǎn)b的位移為y=-10cm，D錯(cuò)誤。故選A。5．C【詳解】A．由圖乙可知，在t=2s時(shí)，平衡位置在x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，故結(jié)合波形圖利用“逆向波形法”可知，波的傳播方向向左；由圖甲知波長(zhǎng)由圖乙知周期則該列波波速為故A錯(cuò)誤；B．由于2s=0.5T故0~2s時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程為2A=8cm故B錯(cuò)誤；C．波向左傳播，由圖甲可知，t=2s時(shí)，P質(zhì)點(diǎn)正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)。由于t=3s時(shí)與t=2s時(shí)的時(shí)間間隔為則P點(diǎn)恰好振動(dòng)到最高點(diǎn)，即波峰位置，此時(shí)的位移為4cm，故C正確；D．當(dāng)t=7s時(shí)與t=2s時(shí)的時(shí)間間隔為所以P振動(dòng)到最高點(diǎn)，即波峰位置，故D錯(cuò)誤。故選C。6．B【詳解】A．由圖像可知，波長(zhǎng)，根據(jù)周期公式得A錯(cuò)誤；B．P和Q相差一個(gè)波長(zhǎng)，所以振動(dòng)情況總相同。B正確；C．波在傳播過程中質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波逐流，所以C錯(cuò)誤；D．經(jīng)過t=0.4s即兩個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)通過的路程為8個(gè)振幅，即s=40cm=0.4mD錯(cuò)誤。故選B。7．D【詳解】A．由波的圖象知波長(zhǎng)λ=4m，所以周期故A錯(cuò)誤；BC．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)越接近平衡位置速度越大，時(shí)，x=0處的質(zhì)點(diǎn)已運(yùn)動(dòng)到x軸下方，振動(dòng)速度既不為零也不是最大值，故BC錯(cuò)誤；D．由題知波沿x軸正方向傳播，根據(jù)上下坡法，可知此時(shí)x=0處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，故D正確。故選D。8．D【詳解】因?yàn)椴ㄑ豿正方向傳播，且A、B兩質(zhì)點(diǎn)速度相同，則兩質(zhì)點(diǎn)位移大小相等，根據(jù)同側(cè)法確定，ABC項(xiàng)中A、B質(zhì)點(diǎn)速度方向不同，故ABC錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；故選D。9．D【詳解】AB．圖中質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)P首次到達(dá)波峰早了0.5s，所以C點(diǎn)應(yīng)向上振動(dòng)，P點(diǎn)應(yīng)向下振動(dòng)，波源的起振方向沿y軸向上，沿x軸負(fù)方向傳播，故AB錯(cuò)誤；C．如圖所示，C比P超前運(yùn)動(dòng)個(gè)周期，即T=0.5s質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為0.8s，波源振動(dòng)的頻率為1.25Hz，故C錯(cuò)誤；D．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為0.8s，之后的0.4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)2個(gè)振幅，路程為10cm，故D正確。故選D。10．B【詳解】A．由圖知，該波的周期為振幅當(dāng)時(shí)解得則質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方程為故A正確；BC．當(dāng)時(shí)而對(duì)質(zhì)點(diǎn)b，當(dāng)t＝0.05s時(shí)結(jié)合波的周期性可知：波從a傳到b的時(shí)間為則波速為由于n是整數(shù)，所以v不可能為1.2m/s；當(dāng)n＝2時(shí)故C正確，B錯(cuò)誤；D．在0.1~0.15s內(nèi)，根據(jù)圖像的斜率等于速度，可知，質(zhì)點(diǎn)b的速度為負(fù)，說明質(zhì)點(diǎn)b正向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，位移增大，加速度增大，做加速度逐漸變大的減速運(yùn)動(dòng)，故D正確。本題選不正確項(xiàng)，故選B。11．B【詳解】由圖該波的周期T大于，波傳播的距離小于波長(zhǎng)，則據(jù)題意，由兩個(gè)時(shí)刻的波形得到：，或，解得，，由波速公式，得，。故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B.12．BDE【詳解】A．由乙圖讀出t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向?yàn)檠貀軸正方向，由甲圖判斷出波的傳播方向?yàn)檠豿軸負(fù)向。故A錯(cuò)誤；B．由甲圖讀出該波的波長(zhǎng)為λ=20m，由乙圖周期為T=0.8s，則波速為故B正確；C．圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向，Q直接向平衡位置運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q后回到平衡位置，故C錯(cuò)誤；D．△t=0.4s=0.5T，質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過的路程是4倍振幅，則經(jīng)過△t=0.4s，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程是故D正確；E．因?yàn)椤鱰=0.8s=T，所以質(zhì)點(diǎn)A通過的位移為0，故E正確。故選BDE。13．ACD【詳解】A．波沿x軸正方向傳播，時(shí)刻，a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，故A正確；B．時(shí)刻，b質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，c質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向，速度方向不同，故B錯(cuò)誤；C．由波動(dòng)圖可知，波長(zhǎng)、周期分別為：，，則波速，故C正確；D．經(jīng)過1.5s，即個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為，故D正確。E．時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b位于波峰，質(zhì)點(diǎn)c位于波谷，加速度大小相等，方向相反，故E錯(cuò)誤；故選ACD。14．AD【詳解】A．依題，向左、向右傳播的兩列波關(guān)于y軸左右對(duì)稱，步調(diào)總是相同，A正確；B．波速由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)，故O質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加快，波的傳播速度不變，B錯(cuò)誤；C．質(zhì)點(diǎn)不隨波逐流，當(dāng)波在繩中傳播時(shí)，繩中所有質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．振動(dòng)從O點(diǎn)傳到Q′時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了個(gè)周期，Q′起振方向向上，當(dāng)Q′點(diǎn)振動(dòng)第一次達(dá)到負(fù)向最大位移時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P′第二次到達(dá)平衡位置處，共運(yùn)動(dòng)了1個(gè)周期，通過的路程為D正確。故選AD。15．20cm或28cm【詳解】由題意可知a、b兩點(diǎn)相距，或者，即有或解得所以波長(zhǎng)可能為28cm或20cm。16．BCD【詳解】A.由圖可知，波長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；BC.由于波沿x軸正方向傳播，在0.5s內(nèi)波傳播的距離為，由于周期大于0.5s，，解得：，頻率，波速，故B正確，C正確；D.t=0時(shí)x=1m處的質(zhì)點(diǎn)位于波峰，經(jīng)t=1s，即經(jīng)過1.5個(gè)周期，該質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng)，故D正確；E.t=2s=3T是周期的整數(shù)倍，故t=0時(shí)，x=2m在平衡位置，t=2s，該質(zhì)點(diǎn)同樣經(jīng)過平衡位置正向上運(yùn)動(dòng)，故E錯(cuò)誤．故選BCD。17．AD【詳解】A.由甲圖得到波長(zhǎng)為，故A正確；B.由乙圖得到周期為，故波速為故B錯(cuò)誤；C.各個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向均與波前的運(yùn)動(dòng)方向相同，簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波前向下運(yùn)動(dòng)，故M點(diǎn)以后的各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向都沿方向，故C錯(cuò)誤；D.處的波峰傳到Q點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰，所用時(shí)間為：故D正確；E.波速為，故在末，波前傳到Q點(diǎn)，此后的時(shí)間：質(zhì)點(diǎn)Q從平衡位置開始運(yùn)動(dòng)，故其運(yùn)動(dòng)的路程為：故E錯(cuò)誤。故選AD。18．【詳解】由波形圖可知波動(dòng)的振幅，在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的路程為所以當(dāng)質(zhì)點(diǎn)通過的路程為18cm時(shí)對(duì)應(yīng)的是一個(gè)半周期，即，解得又根據(jù)圓頻率表達(dá)式此時(shí)處質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向振動(dòng)，所以該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為由波形圖可知波長(zhǎng)根據(jù)波速公式處的質(zhì)點(diǎn)第一次出現(xiàn)在波谷是處的振動(dòng)傳播到了處