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3.2机械波的描述
一、单选题
1．图（a）为一列波在时的波形图，图（b）为媒质是平衡位置在处的质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　）
A．波沿x轴正向传播 B．波在媒介中的传播速度为2m/s
C．时，P向y轴正方向运动 D．当时，P恰好回到平衡位置
2．一列横波在某一时刻的波形图如图所示，已知波向左传播，则下列叙述正确的是（　　）
A．经过一定时间，E点将运动到C点处
B．M点和P点的振动情况相同
C．P点比M点先到达最低位置
D．B、D两点的加速度相同
3．图示为一列水平向右传播的横波在时刻的波形图，质点在图示时刻的振动方向是（　　）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向右 D．水平向左
4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到x＝5m处的M点，从此时起经过0.1s，平衡位置在x＝1.5m处的质点第一次回到平衡位置。则下列判断正确的是（　　）
A．t＝0时刻，x＝1m处的质点P正沿y轴正方向运动
B．从t＝0时刻开始，经过0.2s质点P传播到x＝2m处
C．这列波的传播速度大小为5m/s
D．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向
5．图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，质点b从t=0时刻开始计时的振动图象为图乙。下列说法正确的是（　　）
A．该波沿+x方向传播，波速为1m/s
B．质点a经4s振动的路程为4m
C．t=4s时刻质点b的速度沿-y方向
D．质点a在t=2s时速度为最大
6．如图所示为一横波在某一时刻的波形，已知F质点此时的运动方向如图所示，则（　　）
A．波向右传播
B．质点H的运动方向与质点F的运动方向相同
C．质点C比质点B先回到平衡位置
D．质点C在此时的加速度为零
7．图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图甲中质点Q运动到负向最大位移处时，质点P刚好经过平衡位置。图乙为质点P从此时刻开始的振动图像。下列判断正确的是（　　）
A．该波的波速为40m/s
B．质点P的振幅为0
C．该波沿x轴负方向传播
D．Q质点在0.1s时的速度最大
8．图示为一列水平向右传播的横波在时刻的波形图，质点在图示时刻的振动方向是（　　）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向右 D．水平向左
9．一列绳波在水平方向上传播，现对其频闪照相，拍摄频率为。在同一底片上多次曝光后形成照片如图所示，照片与实物比例为。照片中A、B、C、D四点为同一水平线上的四点，且。以下说法正确的是（　　）
A．该绳波波长一定为8m
B．该绳波波速可能为40m/s
C．质点A一定向左运动
D．质点A一定向右运动
10．一列向右传播的简谐横波t0=0时刻的波形如图所示，波速v=5m/s，从t=5s时刻开始扫描质点A的振动图象如图所示，其中最符合实际的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图中坐标原点处的质点O为一简谐波的波源，当t = 0 s时，质点O从平衡位置开始振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置在1m~2m之间，Q质点的平衡位置在2m~3m之间。t1=2s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则（　　）
A．波源O的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向上
B．从t2=2s开始计时，质点P比Q先回到平衡位置
C．当t2=2.5s时，P、Q两质点的速度方向相同
D．当t2=2.5s时，P、Q两质点的加速度方向相同
12．水平绳一端固定，用手抓住绳的另一端上下抖动，若上下抖动的频率逐渐增大，某时刻在一段绳上观察到如图所示的波形，则（　　）
A．该波的传播方向向右
B．该波的传播方向无法确定
C．从图示时刻起，质点b比质点a先到波谷
D．从图示时刻起，质点a比质点b先到波谷
二、多选题
13．如图所示，图甲为一列沿x轴传播的简谐波在时刻的波形.图乙表示该波传播的介质中处的质点a从时起的振动图象，则（　　）
A．波沿x轴正方向传播
B．波传播的速度为20m/s
C．，质点a的加速度沿y轴负方向
D．a质点的振动方程为
14．一列沿轴传播的简谐波，波速为，某时刻的波形图象如图所示。此时处的质点具有正向最大速度，则再过4.5s，下列说法正确的是(　　)
A．处质点具有正向最大加速度
B．处质点具有负向最大速度
C．x=0m处质点沿x轴移动到了x=18m处
D．x=6m处质点通过的路程为20cm
15．如图甲所示，在一条直线上的两个振源A、B相距8m。t=0时A、B开始振动，且都只振动一个周期，图乙为A的振动图象，图丙为B的振动图象。若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.4s时相遇，则下列说法正确的是（　　）
A．两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/s
B．两列波的波长都是4m
C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点
D．t2=0.7s时刻B点振动经过的路程为40cm
E．t3=0.9s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下
三、解答题
16．如图所示，在点形成的振动，经过一段时间后沿绳传播到绳上点，则此时、的振动方向是怎样的？质点起振时的方向是怎样的？
17．一列简谐横波沿轴正方向传播，设时刻波传播到轴上的B质点，波形如图所示。从图示位置开始，A质点在时第二次出现在波峰位置，试求：波长，周期，波速各多少。
参考答案：
1．C
【详解】A．图（b）为媒质是平衡位置在处的质点P的振动图像，则在时，振动方向为y轴负方向，则图（a）中，根据质点振动方向和传播方向在图像同一侧可知波的传播方向向左，故A错误；
B．图（a）可知，机械波的波长为；图（b）可知振动周期为，则波速为
故B错误；
C．图（b）可知，在时P向y轴正方向运动，故C正确；
D．图（b）可知，在时，P在y轴负方向最大位置，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A、波传播质点不会随着迁移，故A错误；
B、M点和P点只是目前偏离平衡位置的距离一致，他们间距不是波长的整数倍，振动情况不一样，故B错误；
C、波向左传播，因此P点运动方向为y轴负方向，M点运动方向为y轴正方向，故P点比M点先到最低位置，故C正确；
D、回复力始终指向平衡位置，B、D两点的加速度大小相等方向相反，故D错误；
3．A
【详解】由题意可得，横波向右传播，故a点位置过一段时间会处于波峰位置，故a点竖直向上移动，故BCD错误，A正确。
故选A。
4．C
【详解】A．t＝0时刻，根据波动规律可知，质点P沿y轴负方向运动，故A错误；
B．波传播过程中，质点不随波迁移，故B错误；
C．经过0.1s，平衡位置在x＝1.5m处的质点第一次回到平衡位置，即波在0.1s内，传播了0.5m，波速为5m/s，故C正确；
D．分析质点M可知，起振方向沿y轴负方向，故质点Q起振方向为沿y轴负方向，故D错误；
故选C。
5．C
【详解】A．根据图乙可知在t=0时刻，质点b向+y方向振动，再根据图甲用同侧法可知，该波沿-x方向传播，由图甲可知波长，由图乙可知周期T=8s，则波速为
故A错误；
B．质点a从平衡位置-y方向开始振动，经过4s，振动半个周期，则通过的路程为2A=1m，故B错误；
C．t=4s时刻质点b振动半个周期，在平衡位置，向-y方向振动，故C正确；
D．质点a在t=2s时，经历，振动至负向最大位移处，速度最小为零，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】F质点此时的运动方向向下，根据平移法可知，波向左传播，故H点运动方向向上，与质点F的运动方向相反，质点C比质点B先回到平衡位置因为此时质点B背离平衡位置运动， ，质点C在此时的加速度最大，故C正确ABD错误。
故选C。
7．C
【详解】AC．根据题意可知，图乙为质点P从此时开始的振动图像，得出质点向下振动，则可确定波的传播方向为x轴负方向传播，再由振动图像与波动图像可知，波速
故A错误，C正确；
B．振幅为质点离开平衡位置的最大距离，由图乙可知，质点P的振幅为20cm，故B错误；
D．周期为0.2s，经过0.1s即半周期，质点Q振动到波峰位置即速度为0，故D错误。
故选C。
8．B
【详解】由题意可知波的传播方向水平向右，结合波形平移法可知，质点在图示时刻的振动方向是竖直向下，B正确，ACD错误。
故选B。
9．A
【详解】A．波长为AB中点到CD中点长度的2倍
故A正确；
B．根据题意

波速为
当n=0时
当n=1时
故B错误；
CD．质点振动方向与水平传播方向垂直，故CD错误。
故选A。
10．D
【详解】简谐横波向右传播，由波形平移法可知t=0时刻质点A的振动方向向下．由图读出波长，则周期为，因为，所以质点A在时刻到达平衡位置向下，速度方向向下，正向波谷运动，所以从时刻开始扫描质点A的振动图象，D图最符合实际，故选项D正确，ABC错误．
点睛：本题关键分析t=5s时刻质点A的状态，要熟练运用波形平移法判断质点的速度方向，根据位移图象的斜率判断质点的速度方向，并能把握两种图象的联系．
11．D
【详解】A． 据题，t1=2s时刻刚传到4m处，根据4m处质点向下振动可知波源起振的方向也向下。故A错误；
B．x正方向波向右传播，t2=2s开始计时，则P点先过波峰再向平衡位置运动，质点Q向平衡位置运动，故质点P比Q晚回到平衡位置，故B错误；
CD．根据波形图可得波长4m，由题意可知周期为2s，在t2=2.5s时，即由图示的位置再过0.25个周期，此时质点P在正半轴，向下运动，质点Q在正半轴，向上运动，故此时两质点速度方向相反，加速度方向均沿y轴负方向，相同，故C错误，D正确。
故选D。
12．C
【详解】AB．波在同种介质中传播速度不变，频率逐渐增大，由
则波长变小，由图可知，该波的传播方向向左，故AB不符合题意；
CD．由上下坡法可知ab两质点都向下振动，质点b频率大于质点a，质点b比质点a先到波谷，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
13．BD
【详解】A．由乙图，时刻，质点a向上运动，在甲图上，由波形的平移可以知道，该波沿x轴负方向传播。故A错误；
B．依题意，质点a的振动周期和波长为
λ
则波速为
故B正确；
C．质点a在时刻位于波谷，则时刻质点a的加速度沿y轴正方向，故C错误；
D．由乙图，有
故a质点的振动方程为
故D正确。
故选BD。
14．AB
【详解】图示时刻x=8m处的质点具有正向最大速度，质点正经过平衡位置向上，由“上下坡法”可知，该波向x轴负方向传播，根据
可得
则有
所以再经过4.5s，则波向x轴负方向传播了的时间。则有
A．图示时刻x=4m处质点速度向下，再经过4.5s，处于波谷，位移为负向最大，则具有正向最大加速度，故A正确；
B．图示时刻x=2m处质点位于波峰，再经过4.5s，处于平衡位置向下，具有负向最大速度，故B正确；
C．质点只在平衡位置附近振动，并不沿x轴移动，故C错误；
D．再经过4.5s，x=6m处质点，处于平衡位置，通过的路程为
S=2×4×A+A=18cm
故D错误。
故选AB。
15．ADE
【详解】A．由题图得振动周期为0.2s，故
故两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/s，故A正确；
B．由
故B错误；
CD．A向右传播的波与B向左传播的波，振动方向相反，中点C为振动减弱点，故C错误，D正确；
E．时刻向右传播的波传到B，再经0.1s经过平衡位置且振动方向向下，故E正确；
故选ADE。
16．正向下振动，正向上振动；质点的起振方向向上。
【详解】要判断某质点的振动方向，应根据“带动看齐”的思路，找出与该质点相关联的其他质点的振动方向。要判断波源的起振方向，应看波刚传到的那个质点的振动方向。据此分析可知，此时正向下振动，正向上振动，质点的起振方向向上。
17．2m ；0.4s；5m/s
【详解】从图示位置开始，A质点在时第二次出现在波峰位置，可知
解得
T=0.4s
由图读出波长
λ=2m
则波速

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