高二物理練習題附解析：《機械波》
學無止境，高中是人生成長變化最快的階段，所以應該用心去想去做好每件事，育路小編為大家整理了“高二物理練習題附解析：《機械波》”,希望可以幫助到更多同學!
1.(多選)(2011·全國卷)一振動周期為T、振幅為A、位于x=0點的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧振動。該波源產生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為v，傳播過程中無能量損失。一段時間后，該振動傳播至某質點P，關于質點P振動的說法正確的是( )
A.振幅一定為A
B.周期一定為T
C.速度的最大值一定為v
D.開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離
E.若P點與波源距離s=vT，則質點P的位移與波源的相同
2.(2011·北京高考)介質中有一列簡諧機械波傳播，對于其中某個振動質點( )
A.它的振動速度等于波的傳播速度
B.它的振動方向一定垂直于波的傳播方向
C.它在一個周期內走過的路程等于一個波長
D.它的振動頻率等于波源的振動頻率對點訓練：波的圖像與波速公式的應用
3.如圖1所示，是一列沿著x軸正方向傳播的橫波在t=0時刻的波形圖，已知這列波的周期T=2.0 s。下列說法正確的是( )
A.這列波的波速v=2.0 m/s
B.在t=0時，x=0.5 m處的質點速度為零
C.經過2.0 s，這列波沿x軸正方向傳播0.8 m
D.在t=0.3 s時，x=0.5 m處的質點的運動方向為y軸正方向
4.如圖2所示，在x軸上傳播的一列簡諧橫波，實線表示t=0時刻的波形圖，虛線表示在t=0.2 s時刻的波形圖。已知該波的波速是80 m/s，則下列說法正確的是( )
A.波長是10 m
B.周期是0.1 s
C.波可能沿x軸正方向傳播
D.t=0時，x=4 m處的質點速度沿y軸負方向
5.A、B兩列簡諧橫波均沿x軸正向傳播，在某時刻的波形分別如圖3甲、乙所示，經過時間t(t小于A波的周期TA)，這兩列簡諧橫波的波形分別變為圖丙、丁所示，則A、B兩列波的波速vA、vB之比不可能的是( )
A.11 B.12
C.13 D.31
對點訓練：振動圖像與波動圖像
6.(多選)如圖4(a)所示，一根水平張緊的彈性長繩上有等間距的Q′、P′、O、P、Q質點，相鄰兩質點間距離為1 m。t=0時刻O質點從平衡位置開始沿y軸正方向振動，并產生分別向左、向右傳播的波，O質點振動圖像如圖(b)所示，當O點第一次達到正方向最大位移的時刻，P點剛開始振動，則( )
A.P′、P兩點距離為半個波長，因此它們的振動步調始終相反
B.當Q′點振動第一次達到負向最大位移時，O質點已經通過25 cm路程
C.當波在繩中傳播時，波速1 m/s
D.若O質點振動加快，波的傳播速度變大
7.(多選)圖5甲為一列簡諧橫波在t=0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置為x=1 m處的質點，Q是平衡位置為x=4 m處的質點，圖乙為質點Q的振動圖像，則( )
A.t=0.10 s時，質點Q的速度方向向上
B.該波沿x軸的負方向傳播
C.該波的傳播速度為40 m/s
D.從t=0.10 s到t=0.25 s，質點P通過的路程為30 cm
8.(多選)如圖6，甲為一列沿x軸傳播的簡諧波在t=0.1 s時刻的波形。圖乙表示該波傳播的介質中x=2 m處的質點a從t=0時起的振動圖像。則( )
A.波傳播的速度為20 m/s
B.波沿x軸正方向傳播
C.t=0.25 s，質點a的位移沿y軸負方向
D.t=0.25 s，x=4 m處的質點b的加速度沿y軸負方向對點訓練：波的多解問題
9.一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖7中的實踐所示，t=0.02 s時刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T大于0.02 s，則該波的傳播速度可能是( )
圖7
A.2 m/s B.3 m/s
C.4 m/s D.5 m/s
10.一列簡諧橫波在x軸上傳播，在t1=0和t2=0.05 s時刻，其波形圖分別如圖8中的實線和虛線所示，求：
(1)該波的振幅和波長;
(2)若這列波向右傳播，波速是多少?若這列波向左傳播，波速是多少?
11.如圖9所示是一列簡諧橫波上A、B兩點的振動圖像，A、B兩點相距8 m。求：
圖9
(1)這列波可能的波長;
(2)這列波可能的波速。
考點綜合訓練
12.(多選)如圖10為甲、乙兩列簡諧橫波在同一繩上傳播時某時刻的波形圖，甲波向右傳播，乙波向左傳播。質點M位于x=0.2 m處，則( )
A.這兩列波不會發生干涉現象
B.M點的振動總是加強
C.M點將做振幅為30 cm的簡諧振動
D.由圖示時刻開始，再經過1/4甲波周期，M點將位于波峰
13.一列簡諧橫波正在沿x軸的正方向傳播，波速為0.5 m/s，t=0時刻的波形如圖11甲所示。
圖11
(1)求橫波中質點振動的周期T;
(2)在圖乙中畫出t=1 s時刻的波形圖(至少畫出一個波長);
(3)在圖丙中畫出平衡位置為x=0.5 m處質點的振動圖像(t=0時刻開始計時，在圖中標出橫軸的標度，至少畫出一個周期)。
1.選ABE 機械波在傳播過程中，把波源的信息傳播出去了，即把波源的振動周期、振幅、開始振動的方向等信息都傳播出去，各質點的振動周期、振幅、開始振動的方向均與波源相同，故D錯誤，A、B正確。波的傳播速度和質點的振動速度是兩回事，故C錯誤。當P點與波源距離s=vT時，即P點與波源相差一個波長，兩質點的振動情況完全一樣，故E正確。
2.選D 波在同一種介質中傳播時速度恒定，而質點的振動是變速運動，A項錯誤;縱波的傳播方向與質點的振動方向平行，B項錯誤;質點在一個周期內走過的路程為振幅的4倍，與波長無關，C項錯誤;由于質點做的是受迫振動，因此它的振動頻率與波源的振動頻率相同，D項正確。
3.選D 由于波的波長為1 m，周期為2.0 s，故這列波的波速v==0.5 m/s，故A錯誤;由于x=0.5 m處的質點處于平衡位置，故該質點的速度最大，B錯誤;經過2.0 s，這列波沿x軸正方向傳播一個波長，即1 m，故C錯誤;在t=0.3 s時，x=0.5 m處的質點正在沿y軸正方向運動，還沒到達最高點，故D正確。
4.選D 由圖知，波長λ=12 m，故A錯誤;由v=得：T== s=0.15 s，故B錯誤;t=0.2 s，波傳播的距離為x=vt=16 m=1λ，根據波形的平移法可知，波沿x軸負方向傳播，故C錯誤;波沿x軸負方向傳播，t=0時，根據波形的平移法得知，x=4 m處的質點速度沿y軸負方向，故D正確。
5.選D 從圖中可得A波波長為λA=24 cm，周期TA=2t;B波波長為λB=12 cm，周期TB=，波速vA==，vB==，得到vAvB=1n，所以A、B兩列波的波速vA、vB之比不可能的是D。
6.選BC 依題，向左、向右傳播的兩列波關于y軸左右對稱，步調總是相同，A錯誤;振動從O點傳到Q′時，O點已經振動了半個周期，Q′起振方向向上，當Q′點振動第一次達到負向最大位移時，質點O第二次到達正向最大位移處，共運動了1周期，通過的路程為S=5A=25 cm，B正確;t=1 s時刻，O點第一次達到正方向最大位移，P點剛開始振動，即波傳播了1 m，故波速v==1 m/s，C正確;波速由介質決定，與頻率無關，故O質點振動加快，波的傳播速度不變，D錯誤。
7.選BC 據題意，甲圖是一列簡諧橫波在t=0.10 s時刻的波形圖，從乙圖可知質點Q在t=0.10 s時刻處于平衡位置向下振動，則甲圖中的橫波正在向左傳播，故選項A錯誤而選項B正確;該波傳播速度為：v== m/s=40m/s，故選項C正確;從t=0.10 s到t=0.25 s，質點P經過了四分之三周期，此時質點P正處于從-10 cm向0運動的過程中，它所走過的路程小于30 cm，故選項D錯誤。
8.選ACD 由圖像可知，波的波長為4 m，周期0.2 s，則波速v===20 m/s，選項A正確;由于t=0.1 s時質點a向上振動，故波沿x軸負方向傳播，選項B錯誤;由a的振動圖像可知，t=0.25 s，質點a的位移沿y軸負方向，選項C正確;t=0.1 s時刻，質點b向下振動，則t=0.25 s，即經過了0.15 s=T，質點b到達波峰位置，其加速度沿y軸負方向，選項D正確。
9.選B 由于該波的周期大于0.02 s，則波沿傳播方向傳播的距離小于一個波長，
即Δx<8 cm
若波向右傳播，則Δx=2 cm，
v===1 m/s
若波向左傳播，則Δx=6 cm
v===3 m/s，故B正確，A、C、D錯誤。
10.解析：(1)由圖可知：A=2 cm，λ=8 m
(2)若波向右傳播，則
Δx1=λ+nλ=2+8n(n=0,1,2，…)
v1===40+160n(n=0,1,2，…)
若波向左傳播，則
Δ x2=λ+nλ=6+8n(n=0,1,2，…)
v2===120+160n(n=0,1,2，…)
答案： (1)2 cm 8 m (2)40+160n(n=0,1,2，…)，120+160n(n=0,1,2，…)
11.解析：若波由A傳向B時，由圖有：
xAB=nλ+λ=8 m(n=0,1,2,3，…)
解得：λ= m(n=0,1,2,3，…)
此時的波速
v== m/s(n=0,1,2,3，…)
當波由B向A傳播時有：
λ+nλ=8 m(n=0,1,2,3，…)
得波長λ= m(n=0,1,2,3，…)
此時的波速
v== m/s(n=0,1,2,3，…)
答案：(1)λ= m(n=0,1,2,3，…)或者λ= m(n=0,1,2,3，…)
(2)v= m/s(n=0,1,2,3，…)或者波速v= m/s(n=0,1,2,3，…)
12.選BC 兩列簡諧橫波在同一均勻介質內傳播，波速相等，由圖可知兩列波的波長相等，由v=λf可知，頻率相等，所以兩列波能產生干涉，故A錯誤;質點在M處是兩列波的波峰與波峰相遇處，振動總是加強，振幅等于兩列波振幅之和，為A=20 cm+10 cm=30 cm，則M點將做振幅為30 cm的簡諧振動，故B、C正確;從圖示時刻開始，再經過1/4甲波周期，兩波在M點都將向下運動，故M點會到達波谷，D錯誤。
13.解析：(1)由于波速為0.5 m/s，波長為2 m，故質點振動的周期T===4 s。
(2)當t=1 s時刻，相當于經過了T/4，又因為波沿x軸正方向傳播，故振源O向下運動到負的最大位置處，然后依次畫出即可;如圖所示。
(3)x=0.5 m處的質點在t=0時處于波峰的位置，故其振動圖像如圖所示。
答案：(1)4 s; (2)如圖(a)所示; (3)如圖(b)所示。
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(責任編輯：彭海芝)
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