第2節(jié)機(jī)械波1.關(guān)于機(jī)械波的形成,下列說法中正確的是(B)A.物體做機(jī)械振動,一定產(chǎn)生機(jī)械波B.機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí),介質(zhì)中后振動的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)先振動的相鄰的質(zhì)點(diǎn)的振動,做受迫振動C.參與振動的質(zhì)點(diǎn)振動頻率各不相同D.機(jī)械波傳播過程中,介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)隨波遷移,振動能量也隨波傳遞解析:有振源沒有媒介時(shí)不能產(chǎn)生機(jī)械波,A錯誤.機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí),介質(zhì)中后振動的質(zhì)點(diǎn)總是在相鄰的先振動的質(zhì)點(diǎn)的作用下做受迫振動,并重復(fù)前一質(zhì)點(diǎn)的振動情況,B正確.參與振動的質(zhì)點(diǎn)振動頻率都相同,C錯誤.機(jī)械波傳播過程中,介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷移,在振動過程中把能量傳遞出去,D錯誤.2.一列簡諧橫波在x軸上傳播,某時(shí)刻的波形如圖所示,a,b,c為三個質(zhì)點(diǎn),a正向上運(yùn)動.由此可知(C)A.該波沿x軸負(fù)方向傳播B.c正向上運(yùn)動C.該時(shí)刻以后,b比c先到達(dá)平衡位置D.該時(shí)刻以后,b比c先到達(dá)離平衡位置最遠(yuǎn)處解析:由同側(cè)法可知波沿x軸正方向傳播,A錯誤;在該時(shí)刻,c點(diǎn)正向下振動,B錯誤;由同側(cè)法可知,b質(zhì)點(diǎn)先到達(dá)平衡位置,c質(zhì)點(diǎn)先到達(dá)離平衡位置最遠(yuǎn)處,C正確,D錯誤.3.(多選)某同學(xué)漂浮在海面上,雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播,但他并不向海灘靠近.該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時(shí)間間隔為15 s.下列說法正確的是(BD)A.該水面波的頻率為6 HzB.該水面波的波長為3 mC.水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊,是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會傳遞出去D.水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊,是因?yàn)椴▊鞑r(shí)振動的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移解析:根據(jù)第1個波峰到第10個波峰通過身下的時(shí)間間隔為15 s可知,該水面波的周期為T= s= s,頻率為f=0.6 Hz,選項(xiàng)A錯誤;該水面波的波長為=vT=1.8× m=3 m,選項(xiàng)B正確;水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊,是因?yàn)椴▊鞑r(shí)介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動,不隨波遷移,但能量會傳遞出去,選項(xiàng)C錯誤,D正確.4.利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖(甲)、(乙)所示,則(D)A.圖(甲)、(乙)均顯示了波的干涉現(xiàn)象B.圖(甲)、(乙)均顯示了波的衍射現(xiàn)象C.圖(甲)顯示了波的干涉現(xiàn)象,圖(乙)顯示了波的衍射現(xiàn)象D.圖(甲)顯示了波的衍射現(xiàn)象,圖(乙)顯示了波的干涉現(xiàn)象解析:由題圖容易看出(甲)圖是小孔衍射,圖(乙)是干涉,選項(xiàng)D正確.5.(多選)如圖所示,一列向右傳播的簡諧橫波,波速大小為0.6 m/s,P質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=1.20 m.從圖中狀態(tài)開始計(jì)時(shí),則下列說法正確的是(ACD)A.簡諧橫波的頻率為2.5 HzB.經(jīng)過1.6 s,P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷C.P點(diǎn)剛開始振動的方向沿y軸負(fù)方向D.直到P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰時(shí),x=0.06 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為95 cm解析:由波動圖像知=0.24 m,T=0.4 s,f=2.5 Hz,A正確;P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷需時(shí)t= s=1.7 s,B錯誤,由波的傳播規(guī)律知,所有質(zhì)點(diǎn)起振方向都與波源起振方向相同,由帶動法知,各質(zhì)點(diǎn)起振方向均沿y軸負(fù)方向,C正確;P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰需時(shí)t= s=1.9 s=T,x=0.06 m 處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程s=×4×5 cm=95 cm,D正確.6.(多選)下列波形圖中波傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向關(guān)系正確的是(BC)解析:根據(jù)“坡形”法,凡是在“上坡”區(qū)必向下運(yùn)動,“下坡”區(qū)的必向上運(yùn)動,故B,C正確.7.如圖所示,在空曠的廣場上有一堵較高大的墻MN,在墻的一側(cè)有一個正在播放男女合唱歌曲的聲源O,某人從A點(diǎn)走到墻后的B點(diǎn),在此過程中,如從衍射的角度來考慮,則會聽到(D)A.聲音變響,男聲比女聲更響B(tài).聲音變響,女聲比男聲更響C.聲音變?nèi)?男聲比女聲更弱D.聲音變?nèi)?女聲比男聲更弱解析:由題意可知,某人從圖中A點(diǎn)走到墻后的B點(diǎn),能聽到聲音,是由于波的衍射現(xiàn)象,但強(qiáng)度變?nèi)?由于男聲的頻率低于女聲,在同一介質(zhì)中,傳播速度相同,則其波長大于女聲的波長,更容易發(fā)生衍射,故D正確,A,B,C錯誤.8.一簡諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播,波長為,周期為T.t=0時(shí)刻的波形如圖(甲)所示,a,b是波上的兩個質(zhì)點(diǎn).圖(乙)是波上某一質(zhì)點(diǎn)的振動圖像.下列說法正確的是(D)A.t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大B.t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的小C.圖(乙)可以表示質(zhì)點(diǎn)a的振動D.圖(乙)可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動解析:圖(甲)為波的圖像,圖(乙)為振動圖像.t=0時(shí)刻,a質(zhì)點(diǎn)在波峰位置,速度為零,加速度最大;b質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,加速度為零,速度最大,故選項(xiàng)A,B錯誤;在波的圖像中根據(jù)同側(cè)法由傳播方向可以判斷出質(zhì)點(diǎn)的振動方向,所以t=0時(shí)刻,b點(diǎn)在平衡位置且向下振動,故選項(xiàng)C錯誤,D正確.9.(2018·吉林一模)(多選)如圖所示是水面上兩列頻率相同的波在某時(shí)刻的疊加情況,以波源S1,S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時(shí)刻兩列波的波峰(實(shí)線)和波谷(虛線);S1的振幅A1=3 cm,S2的振幅A2=2 cm,下列說法正確的是(BD)A.質(zhì)點(diǎn)D是振動減弱點(diǎn)B.質(zhì)點(diǎn)A,D在該時(shí)刻的高度差為10 cmC.再過半個周期,質(zhì)點(diǎn)B,C是振動加強(qiáng)點(diǎn)D.質(zhì)點(diǎn)C此刻將向下運(yùn)動解析:由題圖知質(zhì)點(diǎn)A,D都是波峰與波峰相遇點(diǎn)或波谷與波谷的相遇點(diǎn).故質(zhì)點(diǎn)A,D都是振動加強(qiáng)點(diǎn),而質(zhì)點(diǎn)B,C都是波峰與波谷相遇,都是振動減弱點(diǎn),A錯誤;圖示時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)A的位移為+3 cm+2 cm=+5 cm,質(zhì)點(diǎn)D的位移為(-3) cm+(-2) cm=-5 cm,故質(zhì)點(diǎn)A,D在該時(shí)刻的高度差為10 cm,B正確;振動的干涉圖樣是穩(wěn)定的,質(zhì)點(diǎn)A,D一直是振動加強(qiáng)點(diǎn),而質(zhì)點(diǎn)B,C一直是振動減弱點(diǎn),故C錯誤;質(zhì)點(diǎn)C是振動減弱點(diǎn),此刻在上方最大位移處,故質(zhì)點(diǎn)C此刻將向下振動,D正確.10.一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,波速v=4 m/s.已知坐標(biāo)原點(diǎn)(x=0)處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖所示.在選項(xiàng)圖中能夠正確表示t=0.15 s時(shí)波形圖的是(A)解析:由x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像可知波的周期T=0.4 s,由v=4 m/s,得=vT=1.6 m,x=0處質(zhì)點(diǎn)在 t=0.15 s時(shí)刻的運(yùn)動情況是在00.1 m之間的某一位置向平衡位置振動.所以滿足以上條件的波的圖像為A項(xiàng).11.(多選)一列簡諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸正方向傳播,波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)O,t=0時(shí)開始振動,3 s時(shí)停止振動,3.5 s時(shí)的波形如圖所示,其中質(zhì)點(diǎn)a的平衡位置與O的距離為5.0 m.以下說法正確的是(ABD)A.波速為4 m/sB.波源起振方向沿y軸正方向C.2.0 s3.0 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動D.03.0 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a通過的總路程為1.4 m解析:由3 s時(shí)停止振動,3.5 s時(shí)的波形圖可知,在0.5 s時(shí)間內(nèi),波向前傳播了2 m,故波速為4 m/s,A項(xiàng)對;由波形圖知,波長為4 m,周期為T=1 s,故此列波從起振到傳到a點(diǎn)需要的時(shí)間為1.25 s,故3.5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a已經(jīng)振動了2.25 s,即2T,可知a點(diǎn)起振時(shí),沿y軸正方向運(yùn)動,B項(xiàng)對;因周期為1 s,故C項(xiàng)錯;03.0 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a振動時(shí)間為1.75 s,故路程為1.75×4A=1.4 m,D項(xiàng)對.12.(多選)如圖所示是一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,圖中質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸正方向運(yùn)動,此波的傳播速度為v=4 m/s,則(ABD)A.此波沿x軸正方向傳播B.質(zhì)點(diǎn)P的振動周期為T=1.0 sC.x=1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=5cos (4t) cmD.x=1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)在02.5 s內(nèi)通過的路程為50 cm解析:因質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸正方向運(yùn)動,由“上下坡法”知波沿x軸正方向傳播,A正確;由題圖知波長為=4 m,由=vT知各質(zhì)點(diǎn)振動周期為T=1.0 s,B正確;由題圖知x=1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=5cos (2t) cm,C錯誤;t=2.5 s=2.5T,所以x=1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)在02.5 s內(nèi)通過的路程為s=2.5×4A=50 cm,D正確.13.(2019·湖南衡陽聯(lián)考)如圖所示為一列簡諧橫波在t=0時(shí)刻的圖像,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向,且當(dāng)t=1.5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P恰好第4次到達(dá)y軸正方向最大位移處.求:(1)該簡諧橫波的波速v的大小和方向如何.(2)從t=0至t=1.2 s,質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程s是多少.解析:(1)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向,所以此波沿x軸負(fù)向傳播,在t=1.5 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P恰好第4次到達(dá)y軸正方向最大位移處,則有(3+)T=1.5 s,解得T=0.4 s,由圖像可得簡諧橫波的波長=0.4 m,則波速v= m/s=1 m/s.(2)從t=0至t=1.2 s,質(zhì)點(diǎn)P恰經(jīng)過了3個周期,即質(zhì)點(diǎn)P回到始點(diǎn),由于振幅A=5 cm,所以質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程s=3×4A=60 cm.答案:見解析14.如圖所示實(shí)線是一列簡諧橫波在t1=0時(shí)刻的波形,虛線是這列波在t2=0.5 s時(shí)刻的波形.求:(1)若波速向右,波速多大?(2)若波速向左,波速多大?(3)若波速大小為74 m/s,波速方向如何?解析:(1)波向右傳播時(shí),傳播距離x滿足x=n+(n=0,1,2,3,)v=2n+(n=0,1,2,3,)由波形圖知=8 m,解得v=(16n+6) m/s(n=0,1,2,3,).(2)波向左傳播時(shí),傳播距離x滿足x=n+(n=0,1,2,3,)由v=得v=(16n+10) m/s(n=0,1,2,3,).(3)已知v=74 m/s.令74=16n+6,得n=(不合題意)令74=16n+10得n=4(符合題意).故當(dāng)v=74 m/s時(shí),波應(yīng)向左傳播.答案:見解析7