1、第十二章 机械波 章末练习 1夏天听到雷声隆隆不绝，是由于()A声波在云层多次反射造成的B声波透进云层发生折射造成的C云层之间发生多次放电造成的D以上说法都不对解析：雷声隆隆不绝，我们好像听到了多个雷声，实际是一次声音在云层中多次反射，传到人耳中有时间间隔造成的。答案：A2关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是()A机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波B离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得迟一些C离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些D一旦波源振动起来，介质中的各个质点也就立刻振动起来解析：机械波形成的条件是有波源和介质，两者缺一，则形不成机械波；
2、机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点，故离波源近的质点振动的早一些，分析知A、C正确。答案：A、C3如图所示为波沿着一条一端固定的绳子传播到B点时的波形图，由图可判断出A点开始振动的方向是()A向左 B向右 C向上 D向下解析：由图可知，沿波传播方向B点的前边质点在其上方，B点要重复前边质点的振动，故B向上运动，故振源也是向上起振的，C项正确。答案：C4关于振动图象和波的图象，下列说法中正确的是()A振动图象研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化，而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布B振动图象的形状不随时间变化，而波的图象的形状随时间而变化C简谐
3、运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线D振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状，波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状解析：本题关键是理解振动图象和波的图象的意义和区别。振动图象和波的图象都是用数学方法来描述物理现象，简谐运动图象和简谐波的图象都是正弦(或余弦)曲线，故C对，D错；但它们各自表达的物理意义又不同，振动图象表示的是一个振动质点离开平衡位置的位移与时间的函数关系，而从波的图象(不论横波还是纵波)上能找出这一时刻各个质点所在的空间位置，即空间的分布，故A项正确；因振动图象表示一个质点在各个时刻的位移情况，故不随时间变化，而波的图象表示的是某一时刻各质点在空间
4、的分布，不同时刻，这些质点因振动而所处的位置会有不同，故波动图象的形状会随时间而变化，B项正确。答案：A、B、C5已知平面简谐波在x轴上传播，原点O的振动图象如图 (a)所示，t时刻的波形图象如图89(b)所示，则t(t0.5) s时刻的波形图象可能是()解析：从题图(a)可以读出该波的周期是0.4 s。波形的判断应依据题图(b)，t(t0.5) s即经过T的波形，也就是题图(b)波形再经过的变化。由于波沿x轴传播，可能是向右或向左传播。当向右传播时，在tt0.5 s的波形将如题图中D所示，向左传播时，其波形如题图中C所示。答案：C、D6如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的
5、质点起振时间比a位置的质点晚0.5 s，b和c之间的距离是5 m，则此列波的波长和频率应分别为()A5 m,1 Hz B10 m,2 Hz C5 m,2 Hz D10 m,1 Hz解析：由图象可知，a、b两点相差半个波长且b比a晚起振0.5 s，则0.5 s，T1 s，频率f1 Hz，b、c之间为1个波长，5 m，故A项正确。答案：A7如图所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0 m，b点在a点的右方。当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正向最大时，b点的位移恰为零，且向下运动；经过t1.00 s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰达到负向最大。则这列简
6、谐横波的波速可能等于()A4.67 m/s B6 m/s C10 m/s D14 m/s解析：根据题目所述的情况，这列简谐横波原来的最简波形如图(a)所示，经1 s后的最简波形如图(b) 所示。根据波的周期性，可知a、b两质点间的距离s应为该波波长的(n3/4)倍，即(n0,1,2,3，) 题目所给的时间t为该波周期的(k1/4)倍，即T(k0,1,2,3，)所以这列波的波速为v14.0 m/s。上式中对应每一个n的确定值，k可取0,1,2，一系列的值，反之亦然。当nk0时，v14.0 m/s4.67 m/s；当nk1时，v14.0 m/s10 m/s。由速度v的通式不能得到6 m/s和14
7、m/s，所以选项A、C正确。答案：A、C8波源甲、乙分别在一根水平放置绳的左右两端，两波源发出的波在绳中的传播速度均是1 m/s。在t0时刻绳上的波形如图 (a)所示。则根据波的叠加原理，以下叙述正确的是()A当t2 s时，波形如图(1)所示；当t4 s时，波形如图(2)所示B当t2 s时，波形如图(1)所示；当t4 s时，波形如图(3)所示C当t2 s时，波形如图(2)所示；当t4 s时，波形如图(1)所示D当t2 s时，波形如图(2)所示；当t4 s时，波形如图(3)所示解析：当t2 s时两列波运动到x2 m和x3 m之间，叠加后如图(2)，t4 s，两列波形不变地各自向前传播4 m。答案
8、：D9如图 (a)所示中有一条均匀的绳，1、2、3、4是绳上一系列等间隔的点。现有一列简谐横波沿此绳传播。某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图 (b)所示(其他点的运动情况未画出)，其中12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值。试在图 (c)中画出再经过周期时点3、4、5、6的位置和速度方向，其他点不必画。图 (c)的横、纵坐标与图 (a)、(b)完全相同)解析：根据横波的形成原理，由题中给出9、10、11、12四点的位置和运动方向，可画出其他各点的位置和运动方向，如图甲所示，居中的直线为各点的平衡位置，根据各点此时的运动方向，即可找到再过T各个质点的位置和运动方向。
9、如图甲虚线所示。甲乙则可知经过周期时点3、4、5、6的位置和速度方向，如图乙所示。答案：见解析10如图所示为一列沿x轴的向右传播的简谐横波在某时刻的波动图象。已知此波的传播速度大小为v2 m/s，试画出该时刻5 s前和5 s后的波动图象。解析：解法一：(特殊点振动法)因为v2 m/s，从图得8 m，所以T4 s。又因为此波向右传播，故平衡位置坐标2 m、6 m的两个特殊质点的初始振动方向分别为沿y轴正向与沿y轴负向。经过5 s(1.25T)，这两个质点分别位于正向最大位移与负向最大位移，由此便得出5 s后的波形如图实线所示。同理可得，5 s前的波动图象如图中虚线所示。解法二：(波形平移法)因为波速v2 m/s，所以由xvt，可得x10 m，注意到去整后为；故将整个波形向右平移，即为5 s后的波动图象。而将整个波形向左平移，即为5 s前的波动图象。答案：见解析
