1、基础课时2机械波一、单项选择题1.如图1所示是水波干涉示意图，S1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上，两波源频率相同，振幅相等，则下列说法正确的是()图1A.A处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷B.B处质点一直在波谷C.C处质点一会儿在波峰，一会儿在波谷D.D处质点一直在平衡位置解析A、B、D三点都在振动加强区，三处质点均做简谐运动，选项A正确，B、D错误；点C是振动减弱点，又因两波振幅相等，故C处质点一直在平衡位置不动，选项C错误。答案A2.两个固定声源发出的声波1和声波2在空气中传播。已知声波1的频率是声波2的3倍，则()A.声波1的波长是声波2的3倍B.声波1的传播速度是声波2的3
2、倍C.两列波相遇会产生稳定的干涉现象D.远离这两个声源的观察者，听到的这两列波的频率均比声源发出的频率低解析声波在同种介质中传播速度一定，根据波长与频率、波速的关系可知，声波1的波长是声波2的，选项A、B错误；由于两列波频率不同，波长不同，相遇不能产生稳定的干涉现象，选项C错误；根据多普勒效应，远离这两个声源的观察者，听到的这两列波的频率均比声源发出的频率低，选项D正确。答案D3.如图2所示，在均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x0.1sin 20t(m)，形成的机械波的波速都是10 m/s。介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m。则()图2A.
3、波的周期为0.2 sB.波的波长为2 mC.P点一定是振动加强点D.P点可能是振动减弱点解析由简谐运动表达式x0.1sin 20t(m)，可知周期T0.1 s，选项A错误；由波速v，可得vT1 m，选项B错误；由于P点与A、B两波源间的距离之差等于1个波长，所以P点一定是振动加强点，选项C正确，D错误。答案C二、多项选择题4.(2016山东潍坊期末)一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，其中t时刻和t0.4 s时刻在x轴上3 m至3 m区间内的波形图如图3中同一条图线所示，则下列说法中正确的是()图3A.质点振动周期一定为0.4 sB.该波最小波速为10 m/sC.从t时刻开始计时，x2 m处的质
4、点比x2.5 m处的质点先回到平衡位置D.在t0.8 s时刻，x2 m处的质点位移为零解析因为机械波每经过1个周期，波形相同，所以T s(n1，2，3，)，选项A错误；根据波形图可知，波长4 m，所以波速v10n m/s(n1，2，3，)，当n1时，波速最小，为10 m/s，选项B正确；已知波沿x轴正方向传播，在t时刻x2 m处的质点从最大位移处向平衡位置移动，而x2.5 m处的质点正向最大位移位置运动，所以x2 m处的质点比x2.5 m处的质点先回到平衡位置，选项C正确；在t0.8 s时刻，横波的波形与t时刻波形相同，x2 m处的质点位移不为零，选项D错误。答案BC5.(2016河北邯郸模拟
5、)如图4甲所示，OPs，t0时刻质点O开始振动，产生沿O、P所在直线向右传播的简谐横波，图乙为质点P从tt1时刻开始振动的图象，则以下说法正确的是()图4A.t0时刻质点O的振动方向沿y轴正方向B.t2时刻质点P振动速度最大，方向沿y轴负方向C.该波与另一频率为的同类波叠加能产生稳定的干涉现象D.若某障碍物的尺寸为(t2t1)，该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象解析t0时刻振源O的振动方向与质点P的起振方向相同，均沿y轴正方向，选项A正确；t2时刻质点P运动到平衡位置，振动速度最大，方向沿y轴正方向，选项B错误；该波周期为Tt2t1，频率为，根据干涉产生条件，该波与另一频率为的同类波叠加能
6、产生稳定的干涉现象，选项C正确；该波波长为vT(t2t1)，根据产生明显衍射现象的条件，若某障碍物的尺寸为(t2t1)，该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象，选项D正确。答案ACD6.(2015武汉武昌区调研)一列简谐横波，在t0.6 s时刻的图象如图6甲所示，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是()图6A.这列波沿x轴正方向传播B.这列波的波速是 m/sC.从t0.6 s开始，质点P比质点Q晚0.4 s回到平衡位置D.从t0.6 s开始，紧接着的t0.6 s时间内，A质点通过的路程是4 mE.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物，不能发生明显衍射现象解析由题图乙可
7、知，t0.6 s时A点的振动是向下的，因此可判断这列波是向x轴正方向传播的，选项A正确；由题图甲可知，该波的波长为20 m，由题图乙可知，该波的周期为1.2 s，可得该波的波速为 m/s，选项B正确；由波上各质点振动情况可知，P点向上振动，应该先回到平衡位置，选项C错误；0.6 s的时间为半个周期，因此质点振动路程为4 m，选项D正确；该波的波长为20 m，大于10 m，因此该波遇到一个尺寸为10 m的障碍物时，会发生明显衍射现象，选项E错误。答案ABD7.一物理教师某天正在一湖边钓鱼，突然湖的周围起了风，他发现湖中钓鱼的浮标上下浮动。他根据自己的经验认为浮标上下浮动可简化成竖直方向的简谐运动
8、，他通过观测绘制出了浮标的振动图象，如图7甲所示，接着他又根据湖面的波纹绘制出了水的波动图象，如图乙所示。假设图乙是一列沿x轴正方向传播的水波在t0.5 s时的波形图，图甲是图乙中离原点04 m范围内某质点的振动图象，则下列说法正确的()甲乙图7A.浮标上下振动的周期为T2 sB.该列波的波速为2 m/sC.该波传播过程中遇到频率为1 Hz的机械波时能产生干涉D.图甲是x2 m处质点的振动图象E.不能确定图甲是04 m范围内哪个质点的振动图象解析由图甲可知，浮标振动的周期T2 s，由图乙可知波长4 m，该波的波速v2 m/s，选项A、B正确；该列波的频率f0.5 Hz，根据波产生干涉的条件可知
9、，当该列波传播过程中遇到频率为1 Hz的机械波时不能产生干涉，选项C错误；由图甲可知，质点在t0.5 s时处于平衡位置且沿y轴负方向运动，在04 m范围内的质点在t0.5 s时刻有x0、x2 m、x4 m处的质点处在平衡位置，但只有x2 m处的质点是沿y轴负方向运动的，故图甲是x2 m处质点的振动图象，选项D正确，E错误。答案ABD二、非选择题8.(2016湖北八校联考)如图8所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形图，已知波的传播速度v4 m/s，试回答下列问题：图8(1)求出x1.5 m处的质点在01.25 s内通过的路程及t1.25 s时该质点的位移；(2)写出x2.0 m处
10、的质点的振动函数表达式。解析(1)由T，解得T0.5 s又1.25 s2T，故01.25 s内的路程为50 cm。1.25 s时位移y5 cm(2)y5sin 4t(cm)或y5sin (4t)(cm)。答案(1)50 cm5 cm(2)y5sin 4t(cm)或y5sin (4t)(cm)9.2015新课标全国卷，34(2)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向)，P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t0时由平衡位置开始向上振动，周期T1 s，振幅A5 cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位
11、置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求：()P、Q间的距离；()从t0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。解析()由题意，O、P两点间的距离与波长之间满足OP35 cm解得28 cm波速为v28 cm/s在t5 s的时间间隔内，波传播的路程为svt140 cm由题意有sPQ解得PQ133 cm()Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t1tT6T波源从平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A。故t1时间内，波源运动的路程为s25A125 cm答案()133 cm()125 cm10.(2016河北唐山统考)一列沿x
12、方向传播的简谐横波，在t0时刻的波形如图8所示，质点振动的振幅为10 cm。P、Q两点的坐标分别为(1，0)和(9，0)，已知t0.7 s时，P点第二次出现波峰。图8(1)这列波的传播速度多大？(2)从t0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？(3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？解析(1)由题意可知该波的波长为4 m，P点与最近波峰的水平距离为3 m，距离下一个波峰的水平距离为7 m所以v10 m/s(2)Q点与最近波峰的水平距离为11 m故Q点第一次出现波峰的时间为t11.1 s(3)该波中各质点振动的周期为T0.4 sQ点第一次出现波峰时质点P振动了t20.9 s则t22TT质点每振动经过的路程为10 cm当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程s0.9 m。答案(1)10 m/s(2)1.1 s(3)0.9 m
