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机械波—课本情境与练习
1．手持软绳的一端O点在光滑水平面上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动，形成沿水平方向传播的简谐波，建立坐标轴如图，M、N为绳上的两点，时O点由平衡位置出发开始振动，第1s末恰好完成5次全振动，时绳上ON间形成如图所示的波形（N点之后的波形未画出），时，关于M、N点的描述正确的是（ ）
A．M点在波峰，N点在波谷 B．M点在波谷，N点在波峰
C．M点沿y轴正方向运动 D．N点沿y轴正方向运动
2．O、P、Q为软绳上的三点，t=0时刻手持O点由平衡位置开始在竖直方向做简谐运动，至时刻恰好完成两次全振动，此时绳上OQ间形成的波形如图所示，下列四幅位移-时间图像中能反映P点在时间内运动情况的是（　　）
A．B．
C．D．
3．如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点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。时，质点5刚要开始运动。下列说法正确的是（ ）
A．时，质点5开始向下运动
B．时，质点3的加速度方向向上
C．从开始的一小段时间内，质点8的速度正在减小
D．从开始的一小段时间内，质点8的加速度正在减小
4．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在着相互作用。如图甲所示，1、2、3，4……为绳上的一系列等间距的质点，相邻编号质点平衡位置间的距离为，绳子处于水平方向。在时刻，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐振动，带动质点2、3、4……等其余质点依次振动，把振动从绳子的左端传到右端。在时刻，形成的图样如图乙所示，此时质点9刚要开始运动。下列说法正确的是（　　）
A．时，质点3的加速度方向竖直向上
B．时，质点13开始向上运动
C．时，质点1开始向下运动
D．这列波的波长为
5．一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的图像如图所示，平衡位置的坐标为（3cm，0）的质点经过周期后的坐标是（ ）
B．
C． D．
6．2024年全国青年体操锦标赛于6月28日-7月8日在广西南宁举行，在带操比赛中，运动员挥舞的彩带在时刻形成的机械波可简化为如图所示的简谐横波，波沿x轴正方向传播，P、Q是波传播方向上的两个质点，时质点P的位移与时刻相同，已知波源振动的周期大于0.8s。则下列说法正确的是（　　）
A．时刻质点P的振动方向向上，加速度方向向下
B．该简谐波周期为1.4s
C．该简谐波的波速大小为
D．时质点Q的位移也与时刻相同
7．一列简谐横波沿x轴传播，图甲为波在t=0时刻的波形图，图乙为平衡位置在x=1m处质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的波速为2m/s
C．0~5s内，质点Q运动的路程为5cm
D．6s末，质点P运动到了Q点
8．一列沿x轴传播的简谐横波，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中的虚线所示，则（ ）
A．时，质点P的振动方向一定竖直向上
B．波的周期可能为0.17s
C．波的传播速度可能为330m/s
D．波的传播速度可能为280m/s
9．如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2s后的波形图。
(1)若波向左传播，求它传播的最小距离；
(2)若波向右传播，求它的最大周期；
(3)若波速是35m/s，求它的传播方向。
10．在水槽中放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，得到三幅照片如甲、乙、丙所示，对应的水波波长分别为、 、，下列说法正确的是（　　）
A．这是水波的反射现象
B．这是水波的折射现象
C．对应的波长关系为
D．对应的波长关系为
11．如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则（　　）
A．挡板前后水波传播速度不相等
B．此时能观察到明显的衍射现象
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，将波源的频率增大，能更明显地观察到衍射现象
12．如图，甲（虚线）、乙（实线）两列机械波在同一介质中相向传播，某时刻两波的波峰在质点A处相遇。若甲、乙两波的周期分别为T甲、T乙，则（　　）
A．T甲>T乙，A的振动始终加强
B．T甲>T乙，A不是振动加强点
C．T甲D．T甲13．振幅均为A、波长分别为2m和4m的甲、乙两列简谐横波沿同一绳子相向传播，两列波均由一次全振动产生。已知时刻的波形如图所示，此时两列波相距12m，时甲波传到6m处。下列说法正确的是（ ）
A．甲波的周期为0.5s B．乙波的传播速度为4m/s
C．时，6m处的质点振动的位移为A D．时，6m处的质点振动方向向上
14．如图所示，两个相干简谐横波在同一区域传播，实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷，已知两列波的振幅均为A、频率均为f。此刻，a、c是波峰与波谷相遇点，b是波谷与波谷相遇点，d是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（　　）
A．d点位移始终为2A
B．a、c两点始终处于平衡位置
C．a、c连线上各点始终处于平衡位置
D．从该时刻起，经过时间，质点b点运动到d点处
15．水面上有两个频率、振幅、振动方向均相同的振源，先后开始振动形成两列水波在空间叠加。先振动，形成的水波如图所示，是连线上的点，点是的中点，此时均处在波峰处，点和点分别是和的中点。当振动一段时间后，观察到处水面始终平静。已知两振源的频率为，波速为，下列说法中正确的是（ ）
A．点是振动加强点，点是振动减弱点 B．振动加强区的质点一直处于最大位移处
C．点到两振源之间的距离差为 D．点到两振源之间的距离差为
16．内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，如图所示为某种消声器的示意图，可以用来削弱高速气流产生的噪声。一列声波沿水平管道自左向右传播，到达a处时分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声。关于此消声器，下列说法正确的是（　　）
A．利用了波的反射原理 B．利用了波的衍射原理
C．只能消除某一频率的噪声 D．可以消除某些频率的噪声
17．手机上一般会有两个麦克风，顶部的麦克风为降噪麦克风。降噪麦克风产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪效果。理想情况下的降噪过程如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱
B．降噪声波的频率与环境噪声的频率不相同
C．降噪声波与环境噪声声波的波长大小不相等
D．再经过四分之一周期P点振动加强
18．老师将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端，闭合开关后听到它发出声音。现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速做圆周运动，甲同学和乙同学听到蜂鸣器音调在发生变化。如图所示，当蜂鸣器从A转动到B的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．蜂鸣器发出声音的频率在变化
B．甲同学听到的蜂鸣器的音调在降低
C．两位同学听到音调在变化是由于蜂鸣器和听众的距离发生变化
D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的
19．如图所示，产生机械波的波源S做匀速运动，图中的圆表示机械波的波面，A、B、C、D表示四个观察者的位置，则下列说法正确的是（　　）
A．波源正在向A点移动 B．波源正在向C点移动
C．B点的观察者接收到的频率最高 D．D点的观察者接收到的频率最高
20．一列简谐横波沿x轴传播，图1、图2分别是x轴上相距1m的M、N两点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．M、N两点的振动方向始终相反 B．该简谐横波的波长可能为5m
C．该简谐横波的波长可能为2m D．该简谐横波的波速可能为
21．一列简谐横波在介质中沿轴正向传播，处的质点和处的质点的振动图像如图所示，已知该波的波长大于。则以下说法正确的是（ ）
A．质点的振动位移表达式为
B．这列简谐波的波长可能为
C．这列波的波速可能为
D．当点振动位移相同时，它们的速度相同
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
《12.机械波—课本情境与练习》参考答案：
1．D【详解】AB．第1s末恰好完成5次全振动，说明振动周期为0.2s
故时，波形图如图虚线所示
M、N点在均处于平衡位置，A、B项错误；
CD．根据传播方向与振动方向关系，可知M点沿y轴负方向运动，N点沿y轴正方向运动，C错误，D正确。故选D。
2．D【详解】由题可知，简谐振动的周期
由于图示波形是恰好完成两次全振动时的波形，且O、P两点正好在平衡位置，OP之间有一个完整的波形，说明OP之间的距离等于一倍波长，O、P两点的振动是同步的；此时P点正在向下振动，说明O点开始时是向下振动的。所以在的时间内，波从O点传播到了P点；在时刻，P点开始向下振动；在时间内，P点完成了一个全振动；在时刻，P点回到了平衡位置，并且正在向下振动。选D。
3．C【详解】AB．质点1为波源，起振方向向上，在时，质点5开始振动，振动方向向上，质点3的位移向上，故回复力方向向下，加速度方向向下，AB错误；
CD．在时质点8的振动和时质点4的振动情况一样，故质点8向上振动，远离平衡位置，速度减小，位移增大，加速度增大，C正确，D错误。
故选C。
4．B【详解】AC．A．机械波向右传播，时，质点9刚要开始运动，其与时，质点1的振动方向相同，根据“同侧法”可以判断质点9的运动情况，如图所示
由此可知，时，质点9开始向上运动，由此可知，时，质点3开始向下运动，故AC错误；
BD．设质点平衡位置间的距离为l，由图可知，波长为
质点9与质点13之间相差
质点9在 时的振动情况经过传到质点13处，即时，质点13开始向上运动，故B正确，D错误；
故选B。
5．A【详解】简谐波沿轴正方向传播，该时刻坐标为的质点振动方向沿轴正方向，经过周期后该质点到达波峰，坐标为（）。故选A。
6．C【详解】A．根据波的传播规律可知，时刻质点P的振动方向向下，加速度方向指向平衡位置，加速度方向向下，故A错误；
B．设P点的振动方程为
代入，可得
故故B错误；
C．由图可知
故波速为
故C正确；
D．根据
故时质点Q的位移与时刻不相同，故D错误。故选C。
7．C【详解】A．根据图乙可知，t=0时刻，质点P向上振动，根据“上下坡”法可知，该简谐波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．根据图甲可知，该波的波长为2m，则波速为
故B错误；
C．由于
则质点P运动的路程为
故C正确；
D．介质中的质点只在自己的平衡位置附近振动，而不会随波迁移，故D错误。
故选C。
8．C【详解】A．如果波向x负方向传播，时，则P点振动方向竖直向下，故A错误；
B．如果波向x轴正方向传播，则满足
即
把，代入得
由于n不是整数，所以如果波向x轴正方向传播，波的周期不可能为0.17s；如果波向x轴负方向传播，则满足
即
把，代入得
由于n不是整数，所以如果波向x轴负方向传播，波的周期不可能为0.17s。故B错误；
CD．由图可知，该波的波长为
如果波向x轴正方向传播，则波速
把，代入得
由于n不是整数，则如果波向x轴正方向传播，波的传播速度不可能为330m/s。把，代入得
由于n不是整数，则如果波向x轴正方向传播，波的传播速度不可能为280m/s。如果波向x轴负方向传播，则波速
把，代入得
由于n是整数，则如果波向x轴负方向传播，波的传播速度可能为330m/s。把，代入得
由于n不是整数，则如果波向x轴负方向传播，波的传播速度不可能为280m/s。故C正确，D错误。故选C。
9．(1)3m；(2)0.8s；(3)向左
【详解】(1)由图可知，若波向左传播，传播距离最小值
(2)若波向右传播，传播距离
所用时间
解得
所以当时，有最大周期
(3)波在内传播的距离
所以波向左传播。
10．C【详解】AB．这是水波的衍射现象，A错误；B错误；
CD．随着波长的减小，当波长与狭缝宽度相比非常小时，水波将沿直线传播，衍射现象变得不明显，所以对应的波长关系为
C正确；D错误。故选C。
11．BC【详解】A．波通过孔后，波速、频率、波长不变，故A错误；
B．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故B正确；
C．如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C正确；
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据
可知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。故选BC。
12．D【详解】甲乙两波在同一介质中，波速相同，由图可知
由
可知
两波频率不同，A不是振动加强点。故选D。
13．C【详解】AB．甲、乙的传播速度相等，由题意可知m/s=2m/s
甲波的周期为=1s
故AB错误；
C．同理可知乙波的周期为
=2s时，甲波平衡位置的振动传到6m处的位置，乙波的波峰传到6m处，根据波的叠加可知此时6m处的质点振动的位移为A，故C正确；
D．时，甲波平衡位置的振动（向下）传到6m处的位置，乙波平衡位置的振动（向下）传到6m处，根据波的叠加可知此时6m处的质点向下振动，故D错误；
故选C。
14．B详解】A．d点是振动加强点，其振幅为2A，位移不是始终为2A，故A错误；
B．a、c两点是振动减弱点，由于两列波振幅相同，所以a、c始终处于平衡位置，故B正确；
C．a、c两点连线上不全是振动减弱点，只有到两波源的波程差满足特定关系的点才始终处于平衡位置，故C错误；
D．质点只在平衡位置附近振动，不在波的传播方向上移动，故D错误。
故选B。
15．C【详解】A．当振动一段时间后，观察到e处水面始终平静，所以，e点为振动减弱点，即两波源都振动时，振动完全相反。c点到e点的距离为，则c点到两波源的距离差为，所以c点为振动减弱点；b点到e点的距离为，则b点到两波源的距离差为，所以b点为振动减弱点，故A错误；
B．振动加强区的质点振幅最大，并不是一直处于最大位移处，故B错误；
CD．根据
d点到e点的距离为，则d点到两波源的距离差为，即距离差为，故C正确，D错误。
故选C。
16．D【详解】AB．噪音通常是不规则或随机的声音信号，由于声波是一种机械波，因此它具有波的特性，当声波自左向右传播，到达a处时分成上下两列波，即成为两列相干声波，在b处相遇时，满足一定条件就会发生干涉相消现象，故AB错误；
CD．声波在a处时分成上下两列波，两列波的频率相同，经过不同的波程在b处相遇，若波程差满足半波长的奇数倍，即两列波在b处就会干涉相消，起到削弱噪音的作用，由于噪音通常是不规则或随机的声音信号，可能在b处相遇的两列波的波程差是其半波长的1倍，也可能是3倍、5倍等，所以此消声器可以消除某些频率的噪声，故C错误，D正确。
故选D。
17．A【详解】ABC．由题图可知，降噪声波与环境声波波长相等，在同一种介质中传播速度相等，由
可知频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波振幅相同、相位相反，所以振动减弱，起到降噪作用，P点振动减弱。故A正确；BC错误；
D．由前面选项分析可知，P点为振动减弱点，再经过四分之一周期P点振动仍然是减弱。故D错误。选A。
18．BC【详解】A．蜂鸣器发出声音的频率是由蜂鸣器本身决定的，则频率不变，选项A错误；
BC．当蜂鸣器从A转动到B的过程中，远离甲同学，向乙同学靠近，则根据多普勒效应可知，甲同学听到的蜂鸣器的音调在降低，乙同学听到的蜂鸣器的音调在升高，两位同学听到音调在变化是由于蜂鸣器和听众的距离发生变化引起的，选项BC正确；
D．音调的忽高忽低是由波的多普勒效应造成的，选项D错误。故选BC。
19．A【详解】由多普勒效应可知，当波源靠近观察者时，观察者单位时间内接收到完整波的个数增加，接收到的频率变大；当波源远离观察者时，观察者单位时间内接收到完整波的个数减少，接收到的频率变小，由题图可知处于A点的观察者单位时间内接收到完整波的个数最多，则波源正在向A点移动，A点的观察者接收到的频率最高。故选A。
20．D【详解】A．由图可知内M、N两点的振动方向相同，故A错误；
BC．由图可知M、N两点的平衡位置相距
当时
当时
故BC错误；
D．由图可知，周期为
如果该简谐横波的波速为，则波长为
由，解得故D正确。
21．C【详解】A．由图可知简谐横波的振动周期为
设质点的振动位移表达式为
当时，，则
解得
质点的振动位移表达式为
故A错误；
B．根据质点、的振动图象可得
且
解得，
故这列简谐波的波长不可能为，故B错误；
C．这列波的波速为
故C正确；
D．根据质点、的振动图象可知，点振动位移相同时，即、的振动图象相交时，它们的速度大小相等，方向相反，故D错误。故选C。
答案第1页，共2页

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