1、机械波测试题及解析1多选(2020晋城模拟)关于机械振动和机械波，下列说法正确的是()A机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程B单个物体的振动在介质中不会产生波C在波的传播过程中，介质质点只振动不随波迁移D在波的传播过程中，介质质点均做受迫振动E横波是指水平方向传播的波，纵波是指竖直方向传播的波解析：选ACD机械波是机械振动在介质中的传播，需要大量介质质点依次重复波源的振动，A正确；单个物体可以作为波源，在介质中会产生机械波，B错误；波传播的是机械振动形式，同时传播了能量，介质中的质点做受迫振动，质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，C、D正确；横波与纵波是根据质点的振动方向与
2、波的传播方向间的关系分类的，与水平方向、竖直方向无关，E错误。2. 用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波向右传播。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是()Aa、b两点之间的距离为半个波长Ba、b两点振动开始时刻相差半个周期Ca点完成全振动的次数比b点多一次Da点完成全振动的次数比b点少一次解析：选C由波形可知，a、b两点之间的距离为一个波长，选项A错误；a、b两点振动开始时刻相差一个周期，选项B错误；a点距离波源较近，且a、b相差一个波长，则 a点完成全振动的次数比b点多一次，选项C正确，D错误。3多选关于多普勒效应，下列说法正确的是()A多
3、普勒效应是由于波的干涉引起的B发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变C多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的D只有声波才有多普勒效应E若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率解析：选BCE多普勒效应是由于波源与观察者之间发生相对运动而产生的，其波源的频率不发生变化，是观察者接收到的频率发生变化，故B、C正确，A错误；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率，E正确；机械波和光波都有多普勒效应现象，故D错误。4. 多选(2020南平质检)如图所示是水平面上两列频率相同的简谐波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅
4、均为2 cm，波速为2 m/s，波长为8 cm，E点是B、D和A、C连线的交点。下列说法中正确的是()AA、C两处两质点是振动减弱的点BB、D两处两质点在该时刻的竖直高度差是4 cmCE处质点是振动减弱的点D经0.02 s，B处质点通过的路程是8 cmE经0.01 s，D处质点的位移为零解析：选ADE由题图可知，A、C两处两质点是两列波波峰与波谷叠加的地方，是振动减弱的点，A正确；B、D两点都是振动加强的点，振幅都是4 cm，此时D点处于波峰，B点处于波谷，则B、D两处两质点在该时刻的竖直高度差是8 cm，B错误；B、D两点都是振动加强的点，它们的连线上各点振动也加强，所以E处质点是振动加强的
5、点，C错误；由T s0.04 s,0.02 s为半个周期，则B处质点通过的路程是s2A24 cm8 cm，D正确；0.01 s为T，而在t0时刻D处质点处于波峰，故再经过T，D处质点在平衡位置，位移为零，E正确。5多选(2017全国卷)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t0时的波形图，虚线为t0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是()A波长为2 mB波速为6 m/sC频率为1.5 HzDt1 s时，x1 m处的质点处于波峰Et2 s时，x2 m处的质点经过平衡位置解析：选BCE由题给图像可知简谐横波的波长4 m，A项错误；波沿x轴正向传播
6、，又周期大于0.5 s，则t0.5 sT，可得周期T s，频率f1.5 Hz，波速v6 m/s，B、C项正确；t0时刻，x1 m处的质点在波峰，经过1 sT，一定在波谷，D项错误；t0时刻，x2 m处的质点在平衡位置，经过2 s3T，质点一定经过平衡位置，E项正确。6多选图(a)为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图像。下列说法正确的是()A在t0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播
7、了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cmE质点Q简谐运动的表达式为y0.10sin 10t(国际单位制)解析：选BCE由题图(a)得8 m，由题图(b)得T0.2 s，所以v40 m/s。由题图(b)知，在t0.10 s时，质点Q向y轴负方向运动，A错误；结合题图(a)，由“同侧法”判得波沿x轴负方向传播，画出t0.25 s时的波形图，标出P、Q点，如图，此时P点在x轴下方，其加速度向上，B正确；t0.25 s0.10 s0.15 s，xvt6.0 m，C正确；P点起始位置不在平衡位置或最大位移处，质点P通过的路程不等于30 cm，故D错误；由图知振幅A0.1
8、m，10 rad/s，所以Q点简谐运动表达式为y0.10sin 10t(国际单位制)，E正确。7多选(2020宜昌模拟)如图所示为一列简谐横波在t0时的波形图，波沿x轴负方向传播，传播速度v1 m/s，则下列说法正确的是()A此时x1.25 m处的质点正在做加速度增大的减速运动Bx0.4 m处的质点比x0.6 m处的质点先回到平衡位置Cx4 m处的质点再经过1.5 s可运动到波峰位置Dx2 m处的质点做简谐运动，其振动方程为y0.4sin(t) mEt2 s的波形图与t0时的波形图重合解析：选ACE波沿x轴负向传播，故此时x1.25 m处的质点向上运动，质点纵坐标大于零，由质点运动方向远离平衡
9、位置可得：质点做加速度增大的减速运动，故A正确；由波沿x轴负向传播可得：x0.4 m处的质点向y轴负方向运动，x0.6 m处的质点都向y轴正方向运动，那么，x0.6 m处的质点比x0.4 m处的质点先回到平衡位置，故B错误；由波沿x轴负向传播可得：x4 m处的质点由平衡位置向下振动，再经过T可运动到波峰位置，又有波长2 m，波速v1 m/s，所以，周期T2 s，那么，x4 m处的质点再经过1.5 s可运动到波峰位置，故C正确；x2 m处的质点做简谐运动的周期T2 s，又有振幅A0.4 m，t0时，质点位移为零，根据波沿x轴负向传播可知质点向下振动，故可得振动方程为y0.4sin(t) m，故D
10、错误；简谐波的周期T2 s，故经过2 s，波正好向前传播一个波长，波形重合，故t2 s的波形图与t0时的波形图重合，故E正确。8多选如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t0时刻的波形图，虚线是这列波在t0.16 s时刻的波形图。已知该波的波速是1 m/s，则下列说法正确的是()A这列波的波长是12 cmB这列波可能是沿x轴正方向传播的Ct0.04 s时，x4 cm处的质点速度沿y轴负方向D00.16 s内，x6 cm处的质点振动方向改变了3次E若此波传入另一介质中其波速变为0.5 m/s，则它在该介质中的波长为6 cm解析：选ADE由题图可知12 cm，选项A正确；周期T0.12 s，t
11、0.16 sT，对应x，则由题图可知传播方向必向左，选项B错误；由题图可知，在t0.04 s时刻x4 cm处的质点在y轴负方向位置沿y轴正方向振动，选项C错误；0.16 sT，x6 cm处的质点振动方向在周期内共改变了3次，选项D正确；若此波传入另一介质中速度变为0.5 m/s，但是周期不变，则它在该介质中的波长为vT0.50.12 m6 cm，选项E正确。9一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x0和x5 cm处的两个质点。t0时开始观测，此时质点O的位移为y4 cm，质点A处于波峰位置；t s时，质点O第一次回到平衡位置，t1 s时，质点A
12、第一次回到平衡位置。求：(1)简谐波的周期、波速和波长；(2)质点O的位移随时间变化的关系式。解析：(1)设振动周期为T。由于质点A在01 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知T4 s由于质点O与A的距离x5 cm，波长不小于10 cm，且波沿x轴正向传播，质点O在t s时第一次回到平衡位置，而质点A在t1 s时第一次回到平衡位置，时间相差t s。可得波的速度 v7.5 cm/s根据v得，简谐波的波长vT30 cm。(2)设质点O的位移随时间变化的关系为yAsin将式及题给条件代入上式得解得0，A8 cm质点O的位移随时间变化的关系式为y0.08sin(国际单位制)。答
13、案：(1)4 s7.5 cm/s30 cm (2)y0.08sin(国际单位制)10(2018全国卷)一列简谐横波在t s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图像。求：(1)波速及波的传播方向；(2)质点Q的平衡位置的x坐标。解析：(1)由题图(a)可以看出，该波的波长为36 cm由题图(b)可以看出，周期为T2 s波速为v18 cm/s由题图(b)知，当t s时，质点Q向上运动，结合题图(a)可得，波沿x轴负方向传播。(2)设质点O的振动方程为yOAsin(t)，其中 rad/st s时有yOAsin，可得即yOAsin由题图(b)可知yQAsin t所
14、以O、Q两质点的相位差为xQ9 cm。答案：(1)18 cm/s沿x轴负方向传播(2)9 cm11(2020淄博模拟)简谐横波沿x轴传播，M、N是x轴上两质点，如图甲是质点N的振动图像。图乙中实线是t3 s时刻的波形图像。质点M位于x8 m处，虚线是再过t时间后的波形图像。图中两波峰间距离x7.0 m。求：(1)波速大小和方向；(2)时间t。解析：(1)由题图知T6 s，8 m则波速大小为：v m/st3 s时，质点N向下振动，故波沿x轴负方向传播。(2)由题意知，时间tnT s，(n0,1,2,3，)。答案：(1) m/s，沿x轴负方向传播 (2) s (n0,1,2,3，)12如图中实线是
15、一列简谐横波在t10时刻的波形，虚线是这列波在t20.5 s时刻的波形。(1)写出这列波的波速表达式；(2)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？解析：(1)由题图图像可知8 m当波向右传播时，波传播距离为sn(8n3) m(n0,1,2，)波速为v m/s(16n6) m/s(n0,1,2，)。当波向左传播时，波传播距离为sn(8n5) m(n0,1,2，)波速为v m/s(16n10) m/s(n0,1,2，)。(2)若波速大小为74 m/s，在tt2t1时间内波传播的距离为svt740.5 m37 m。因为37 m4，所以波向左传播。答案：(1)当波向右传播时，v(16n6) m/s(n0,1,2，)当波向左传播时，v(16n10) m/s(n0,1,2，)(2)向左传播7
