1、【 精品教育资源文库 】 练案 37 机械波 一、选择题 (本题共 8 小题， 1 4 题为单选， 5 8 题为多选 ) 1 (2018 陕西西安月考 )如图所示，一产生机械波的波源 O 正在做匀速直线运动，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布，为了使静止的频率传感器能接收到波的频率最高，则应该把传感器放在 导学号 21993337 ( D ) A A 点 B B 点 C C 点 D D 点 解析 根据多普勒效应，当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大，如果二者远离，观察者接收到的频率减小。为了使静止 的频率传感器能接收到波的频率最高，频率传感器与机械波波源应
2、该相互靠近，频率传感器应该放在 D 点位置，所以 D 项正确。 2消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来减弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，波长为 的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达 a 处时，分成两束相干波，它们分别通过 r1和 r2的路程，再在 b 处相遇，即可达到减弱噪声的目的。若 r r2 r1，则 r 等于 导学号 21993338 ( C ) A波长的整数倍 B波长的奇数倍 C半波长的奇数倍 D半波长的偶数倍 解析 根据波的干涉，两列波的路程差等于半波长的奇数倍时，叠加后减
3、弱，从而达到减弱噪声的目的， C 正确。 3 (2018 北京昌平区月考 )如图所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，实线和虚线分别表示 t1 0 和 t2 0.5s 时的波形 (已知波的周期 T0.5s)，则能正确反映 t3 7.5s 时的波形图的是 导学号 21993339 ( D ) 【 精品教育资源文库 】 解析 由题意可知， T4 0.5s，故波的周期 T 2s，则当 t3 7.5s 时，经过 3.75 个周期，即差 0.25 个周期是 4 个周期，所以等同于将波形沿 x 轴的负方向平移四分之一波长，故选项 D 正确。 4 (2018 天津月考 )如图所示，波源 S 的振动方程
4、y 10sin(200 t )cm ，产生的简谐波分别沿水平方向向左、右传播，波速 v 80m/s，在波的传播方向上有 P、 Q 两点，已知 SP 1.2m， SQ 1.4m。若某时刻 Q 刚好开始振动了 14周期，则此时 PQ 之间的波形图正确的是 导学号 21993340 ( C ) 解析 由振动方程 y 10sin(200 t )cm 可知 200rad/s ，且波源的起振方向向下，故选项 A 错误。 f 2 100Hz，波长 vf 0.8m， SP 1.2m 12 ， SQ 1.4m 34 ， Q 刚好开始振动了 14周期，则从波源起振共经历了两个周期的时间且波源正在平衡位置准备向下振
5、动，可知选项 B、 D 均错误，选项 C 正确。 5 (2018 广东肇庆月考 )如图所示为一列简谐横波在 t0 时刻的波形图，已知波速为【 精品教育资源文库 】 0.2m/s，以下说法正确的是 导学号 21993341 ( CDE ) A波源的振动周期为 0.6s B经过 0.1s，质点 a 通过的路程为 10cm C在 t0时刻，质点 a 的加速度比质点 b 的加速度小 D若质点 a 比质点 b 先回到平衡位置，则波沿 x 轴负方向传播 E若该波沿 x 轴正方向传播，在 t0时刻 c 点的运动方向垂直于 x 轴向上 解析 由图可知，波长为 8cm，又因为波速 v 0.2m/s，故波源的振
6、动周期 T v 0.080.2s 0.4s，选项 A 错误；经过 0.1s，即 14周期，若质点 a 沿 y 轴正方向运动，则通过的路程将大于 10cm，若沿 y 轴负方向运动，则通过的程程将小于 10cm，故选项 B 错误；在 t0时刻，质点 a 距平衡位置较近，所以它受到的回复力较小，故质点 a 的加速度比质点 b 的加速度小，选项 C 正确；若质点 a 比质点 b 先回到平衡位置，说明质点 a 沿 y 轴正方向运动，根据振动与波传播的规律可知，波沿 x 轴负方向传播，选项 D 正确；若该波沿 x 轴正方向传播，在t0时刻 c 点的运动方向垂直于 x 轴向上，选项 E 正确。 6 (201
7、8 河 南安阳质检 )如图所示是某绳波形成过程的示意图， 1、 2、 3、 4 为绳上的一系列等间距的质点，相邻两质点间的距离均为 10cm，绳处于水平方向。质点 1 在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动 2、 3、 4 各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。 t 0 时质点 1 开始竖直向上运动，经过 t 0.1s 到达最大位移 20cm 处，这时质点 3 开始运动。以向上为正方向，下列说法正确的是 导学号 21993342 ( ACD ) A该波的波速一定是 2m/s B该波的波长一定是 0.8m C质点 3 振动后离开 平衡位置的最大位移一定是 20cm D质点 3 开始运动
8、时的运动方向一定竖直向上 E质点 3 的振动方程一定是 y 20sin5 t(cm) 解析 由题意可知波速一定是 v xt 0.20.1m/s 2m/s，选项 A 正确；题目没有说明质点 1 在 t 0.1s 时第一次到达最大位移处，因此所用时间不一定为四分之一周期，传播距离【 精品教育资源文库 】 也不一定为四分之一波长，选项 B 错误；各质点离开平衡位置的最大位移均为 20cm，选项 C正确；任意质点起振方向都与振源起振方向相同，选项 D 正确；质点 3 在 t 0 时刻 还没有起振，选项 E 错误。 7 (2018 安徽芜湖检测 )一列简谐横波在 t 0 时刻的波形图如图实线所示，从此
9、刻起，经 0.1s 波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为 10m/s，下列说法中正确的是导学号 21993343 ( ADE ) A 这列波的周期为 0.4s B这列波沿 x 轴正方向传播 C t 0 时刻质点 a 沿 y 轴正方向运动 D t 0 时刻质点 a 经 0.2s 通过的路程为 0.4m E x 2m 处的质点的位移表达式为 y 0.2sin(5 t )m 解析 这列波周期为 T v 0.4s，选项 A 正确；波在 0.1s 内传播的距离为 x vt 1m，因此这列波沿 x 轴负方向传播，选项 B 错误；由于波沿 x 轴负方向传播，因此质点 a沿 y 轴负方向运动，选项 C 错误
10、；任何质点经 0.2s 通过的路均为 2A 0.4m，选项 D 正确；x 2m 处质点正沿 y 轴负方向运动，因此位移表达式为 y 0.2sin(5 t )m ，选项 E 正确。 8 (2018 河北唐山月考 )图甲为一列简谐横波在 t 0.05s 时刻的波形图，图乙为质点P 的振动图象，则下列说法正确的是 导学号 21993344 ( ACD ) A简谐波速度大小为 20m/s B简谐波沿 x 轴的负方向传播 C t 0.25s 时，质点 Q 的加速度大于质点 P 的加速度 D t 0.1s 时，质点 Q 的运动方向沿 y 轴正方向 E t 0.3s 时，质点 Q 距平衡位置的距离大于质点
11、P 距平衡位置的距离 解析 由图中数据及波速公式得 v T 20m/s，选项 A 正确；由图乙可知 t 0.05s时质点 P 正沿 y 轴负方向运动，可知简谐波沿 x 轴正方向传播，选项 B 错误； t 0.25s【 精品教育资源文库 】 0.05s 0.20s T，经过一个周期各质点回到 t 0.05s 时的位置，而 t 0.05s 时，质点Q 的加速度大于质点 P 的加速度，可知选项 C 正确；由图示位置再经 0.05s 即 t 0.1s 时，质点 Q 正经过平衡位置沿 y 轴正方向运动，选项 D 正确； t 0.3s 时与图示位置时间间隔 t 0.3s 0.05s 0.25s 114T
12、，此时 Q 位于平衡位置， P 位于波谷，选项 E 错误。 二、非选择题 9 (2018 河北石家庄月考 )一列简谐波沿 x 轴正方向传播，在 t 0 时刻的波形如图所示，此时波刚好传到 B 点，再经过 0.6s， P 点刚好开始振动。 导学号 21993345 (1)求该波的周期 T 及 P 点达到波峰时 O 点相对平衡位置的位移 y； (2)从 t 0 时刻到 P 点第一次达到波峰时， O 点经过的路程 s。 答案： (1)0.2s 2cm (2)0.3m 解析 (1)由题意可知 v xt 0.6s 10m/s， 由波速与周期关系可得 T v 210s 0.2s， 由于 PO 3.5 ，因
13、此当 P 到达波峰时， O 处于波谷位置，相对平衡的位置的位移为 y 2cm。 (2)P 第一次到家达波峰时间为 t 7.510s 0.75s 334T， O 点经过的路程为 s 3344 A 30cm 0.3m。 10 (2018 江西上饶检测 )一列简谐横波沿 x 轴正方向传播， t 0 时刻的波形如图甲所示， A、 B、 P 和 Q 是介质中的四个质点： t 0 时刻波刚好传播到 B 点，质点 A 的振动图象如图乙所示，求： 导学号 21993346 (1)该波的传播速度； (2)从 t 0 到 t 1.6s，质点 P 通过的路程； (3)经过多长时间质点 Q 第二次到达波谷。 【 精
14、品教育资源文库 】 答案： (1)25m/s (2)16m (3)3.8s 解析 (1)由图甲可知，该波的波长 20m。由图乙可知，该波的周期 T 0.8s。波的传播速度 v T 25m/s。 (2)从 t 0 到 t 1.6s，质点 P 通过的路程 s 24 A 16m。 (3)质点 P、 Q 平衡位置之间的距离 L 85m 10m 75m， 由 L vt 解得 t 3s，即经过 3s， Q 第一次到达波谷，经过 3.8s， Q 第二次到达波谷。 11 (2018 陕西西安中学质检 )如图所示是一列沿 x 轴方向传播的机械波图象，实线是t 0 时刻的波形，虚线是 t 1s 时刻的波形。 导学
15、号 21993347 (1)求该列波的周期和波速； (2)若波速为 9m/s，其传播方向如何？从 t 0 时刻起质点 P 运动到波谷的最短时间是多少？ 答案： 若沿 x 轴正方向传播， T 44n 1s， v (4n 1)m/s(n 0.1,2， ) ；若沿 x 轴负方向传播， T 44n 3s， v (4n 3)m/s(n 0,1,2， ) (2)13s 解析 由图象可知，波长 4m，若波沿 x 轴正方向传播，则在 t 1s 内传播距离表达式为 x (n 14) (n 0,1,2， ) ，则有 t (n 14)T，解得 T 4t4n 1 44n 1s(n 0,1,2， ) ，波速 v T (4n 1)m/s(n 0,1,2， ) ； 若波沿 x 轴负方向传播，则在 t 1s 内传播距离表达式为 x (n 34) (n0,1,2， ) ，则有 t (n 34)T，解得 T 4t4n 3 44n 3s
