第三章《机械波》单元练习-2025-2026学年高二物理同步讲练（人教版选择性必修第一册）

第三章《机械波》单元练习 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大 B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长有关 C．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高 D．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长大得多时，将发生明显的衍射现象 【答案】C 【详解】A．振动加强减弱是指加强减弱振幅，振动加强点的位移不一定比减弱点的位移大，故A错误； B．受迫振动的振动周期与外力的周期相同，故与单摆的摆长无关，故B错误； C．根据多普勒效应，火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，故C正确； D．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象，故D错误。 故选C 。 2．向水面上扔一个石块，形成如图所示的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，可大致描述水波通过孔A和B后传播情况的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】由题图可知，孔A跟波长相比相差不多，因此，从孔A传出的波有明显的衍射现象；孔B跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波无明显的衍射现象。在画通过孔A的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A为圆心的；而从孔B传出的波只沿直线传播。 故选A。 3．水袖是中国传统戏曲服装的重要组成部分，舞者手的有规律振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”般的美感，这一过程其实就是机械波的传播。时刻，在坐标原点处的波源开始沿轴方向（竖直方向）振动，形成一列沿轴方向（水平方向）传播的简谐横波。时刻，波刚好匀速传播到处，则可以确定的是（　　） A．波长 B．周期 C．波速 D．处质点的起始振动方向 【答案】C 【详解】AB．根据波的传播速度公式，不能确定其波长和周期，故A、B均错误； C．由于简谐横波沿轴方向匀速传播，波的传播速度，故C正确； D．由题意知，波源沿轴的起始振动方向未确定，可能沿轴的正方向或负方向，而波刚好传播到处时质点的起始振动方向与波源的起始振动方向相同，所以不能确定该质点的起始振动方向，故D错误。 故选C。 4．如图所示，小鸭A（视为质点）在平静的河内戏水，在水面上形成一列稳定的水波，B为岸边飘落的树叶，已知水波的传播速度与水的深度成正比，下列说法正确的是（　　） A．树叶B会被水波推向岸边 B．在深水区，水波的频率变大 C．在深水区，水波更容易发生衍射现象 D．在浅水区，水波更容易发生衍射现象 【答案】C 【详解】A．树叶B在其平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，故A错误； B．波的频率由波源决定，所以在深水区水波的频率不变，故B错误； CD．在深水区，水波的传播速度变大，根据可知，水波的波长会变大，更容易发生衍射现象，故C正确，D错误。 故选C。 5．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，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，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达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。该消声器的消声原理利用了（　　） A．波的反射 B．波的折射 C．波的衍射 D．波的干涉 【答案】D 【详解】在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波的频率相同，在b处声波干涉就会出现振动减弱，即可削弱噪声，该消声器利用了波的干涉原理。 故选D。 6．如图甲所示，老师站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，根据图乙，下列关于女同学的感受说法错误的是（　　） A．女同学从A向E运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从点C向右运动过程中，她感觉哨声音调变低 C．女同学从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低 D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变化，这是多普勒现象 【答案】B 【详解】A．根据多普勒效应可知，当观察者与波源之间相对靠近时，观察者测得的频率变高，则音调越高，因此女同学从A向E运动过程中，她感觉哨声音调变高，A正确； B．根据多普勒效应可知，当观察者与波源之间相对靠近时，观察者测得的频率变高，则音调越高，因此女同学在从C点向右运动过程中，她感觉哨声音调变高，B错误； C．当观察者与波源之间相对远离时，观察者测得的频率变低，则音调越低，女同学从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低，C正确； D．多普勒效应是指观察者与波源之间发生相对运动时，观察者测得的频率发生变化，女同学从E向D运动过程中，她与波源之间发生相对运动，感觉哨声音调变化，这是多普勒现象，D正确。 本题选说法错误的，故选B。 7．某时刻手握水平绳一端沿竖直方向振动，振幅为0.1m，经过0.6s停止振动，形成一列简谐波沿绳传播。某一时刻的波形如实线所示，又经过，波形如虚线所示，M、N两点间的距离为1.5m。下列说法正确的是（　　） A．手握的是绳左端，起振方向向上 B．为0.4s C．波速为5m/s D．M处质点经过的总路程为0.3m 【答案】A 【详解】A．由题图可知，经过，波形向右平移，说明波向右传播，波源在左侧，手握的是绳左端，波传到点时向上振动，与波源的起振方向相同，所以波源起振方向向上，A正确； B．、两点间的距离为个波长，有 可知 时间为个周期，可知 ，B错误； C．波速，C错误； D．处质点振动了个周期，运动的总路程为，D错误。 故选A。 8．战绳是近几年比较流行的健身器材，两根相同的绳子固定在一端，健身者双手握住另一端绳，上下抖动，形成“绳波”，“绳波”可以看做简谐波，如图甲所示，为一在绳上沿着x轴传播的简谐横波于时的波形图，M、Q、P三个质点的平衡位置分别在x轴的2m、3.5m、4m处，图乙为P质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．从图甲时刻开始计时，Q经过0.75s第一次回到平衡位置 C．M点的振动方程为 D．从计时，再经7s，P质点的路程为2.8m 【答案】B 【详解】A．由同侧法可知，波沿轴正方向传播，故A错误； B．结合波的传播方向，在时位于并沿轴正方向运动，位于3m处的波峰传到质点需要 回到平衡位置需要 总时间为，故B正确； C．点比超前的相位，故点的振动方程为，故C错误； D．从计时，再经7s，即经过了，质点的路程为，故D错误。 故选B。 9．一简谐横波从质点a向质点b传播，a、b的平衡位置相距2.5m，其振动图像如图所示，已知波长大于2m。下列判断正确的是（　　） A．质点a的振动方程为 B．简谐波的周期为5s C．简谐波的波长为6m D．0~1.5s 内质点a 通过的路程为 【答案】C 【详解】AB．b图可知波的振动周期，振幅 设a质点振动方程为 题图可知t=2.5s时a质点位移0，代入上式解得 故质点a的振动方程为 故AB错误； C．由图分析可知，传到所需要的时间，故，已知两质点平衡位置距离为，根据波传播的特点，，由此可以求解波长 由于波长大于2m，则n取0，故波长为，故C正确； D．由于质点a的振动方程为 可知0时刻其位移为 1.5s时刻其位移为 故1.5s内质点a通过的路程为 故D错误。 故选C。 10．在同一均匀介质中，位于和处的两个波源M和N均沿y轴方向做简谐运动，形成两列简谐横波a和b。时刻两列波的波形图如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．横波b的波速大于横波a的波速 B．从时刻开始，四分之一周期内质点P运动的路程为4cm C．足够长时间后，处的质点振动减弱 D．足够长时间后，1m到7m间有3个振动加强点 【答案】D 【详解】A．同一介质中的波速相等，A错误； B．时刻，P质点正在远离平衡位置，平均速度小于从平衡位置到波峰的平均速度，故四分之一周期内质点P运动的路程小于4cm，B错误； C．由图可知两列波的波源起振方向相反，处的质点到两个波源的路程差为 由图可知两列波得波长均为 即路程差为半波长的奇数倍，故足够长时间后，处的质点为振动加强点，C错误； D．设1m到7m间，据1m距离为位置为加强点，由叠加原理有 其中 解得位置在三个位置的质点为加强点，D正确。 故选D。 11．一列简谐横波在均匀介质中沿轴正向传播，已知处质点的振动图像如图所示。将时刻作为计时起点，则处质点的振动图像为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】时刻的波形图方程为 时，代入得 求得 将代入得 即时刻处的质点位于波峰。 故选B。 12．一列简谐横波沿x轴传播某时刻的波形图如图所示，图中P质点的横坐标为3m，纵坐标为（A为波的振幅），此时速度方向沿y轴正方向；Q质点的纵坐标为，已知从此时刻起经时间0.5s，P、Q两质点离开平衡位置的位移第一次相同，则此列波的传播速度的大小为（    ） A．3m/s B．4m/s C．5m/s D．6m/s 【答案】C 【详解】设波的表达式为 由图像可知，简谐波过点（0，-A）和（3，），代入表达式有 所以波长 又因为从此时刻起经时间0.5s，P、Q两质点离开平衡位置的位移第一次相同，根据数学知识可知 解得周期 根据公式 解得 故选C。 二、多选题 13．一列简谐横波沿轴传播，实线为时刻的波形，再经过，位于坐标原点的质点运动了的路程，波形也变为图中的虚线。下列说法正确的是（　　） A．波沿轴正方向传播 B．波源的振动周期为 C．波的传播速度大小为 D．时虚线上平衡位置为处的质点的速度沿轴负方向 【答案】AB 【详解】A．由图可知振幅A=2cm，由题知位于坐标原点的质点在1s内运动了的路程，则有 所以质点在1s振动了，由于波形从实线变为虚线，在时刻质点沿轴负方向振动，根据上下坡法可知，波沿轴正方向传播，故A正确； B．由A知，质点在1s振动了，即 解得，故B正确； C．由图知，波长，则波速为，故C错误； D．因波沿轴正方向传播，根据上下坡法可知，时虚线上平衡位置为处的质点的速度沿轴正方向，故D错误。 故选AB。 14．图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，该时刻波恰好传播至Q点。图乙为质点M、N、P中某一质点的振动图像，则（　　） A．图乙是质点N的振动图像 B．该波的传播速度大小为1m/s C．波源的起振方向沿y轴正方向 D．x=10cm处的质点第一次到达波峰位置的时刻是t=0.9s 【答案】AD 【详解】A．由图甲可知，t=0.1s时刻质点N处于波峰位置，图乙中质点在t=0.1s时刻处于波峰位置，所以图乙是质点N的振动图像，故A正确； B．由题图可知，波长为λ=4cm，周期为0.4s，则波速为，故B错误； C．根据波形平移法可知，Q点的起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，故C错误； D．根据波形平移法可知，从t=0.1s时刻到x=10cm处的质点第一次到达波峰位置所用时间为 则x=10cm处的质点第一次到达波峰位置的时刻是t=0.9s，故D正确。 故选AD。 15．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。由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是（　　） A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动 B．每个质点开始振动后，在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动 C．绳子上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同 D．绳子上波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒 【答案】ACD 【详解】A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点都做受迫振动，故A正确； B．每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，故B错误； C．绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源的振动周期，故C正确； D．波的传播过程也是能量的传播过程，每个质点均做等幅受迫振动，所以每个质点的机械能并不守恒，故D正确。 故选ACD 。 三、实验题 16．在日常生活中经常需要精确测量密闭容器内液体的体积，某研究小组做了如下研究：如图所示，实验使用的长方体容器内部的底面积为，高为。在容器顶部镶嵌一个利用超声波测距离的传感器，该传感器测量时，默认超声波在空气中的传播速度为。 (1)若传感器竖直向下发出超声波与接收到反射波的时间间隔为，可知容器内液面到顶部的距离为 ，容器内液体的体积为 ； (2)研究小组在实验中发现，传感器测量液面距顶部的高度与实际高度存在偏差，通过查资料发现超声波在空气中的传播速度与温度有关，并获得下表中的数据。 温度 5 20 35 50 超声波速度 324 333 342 351 360 根据表中的数据可以判断，在环境温度为时超声波速度 ，若传感器测得液面距顶部的高度为，则实际液面距顶部的高度为 。（结果保留三位有效数字） 【答案】 0.255 0.745 354 0.501 【详解】(1)[1]超声波传到液面时的时间 则距离 [2]容器内液体的体积 ． (2)[3]由题表中数据可知，温度每增加15℃，速度增加，则可知，温度每增加1℃，速度增加量 所以，当温度为40℃时，速度 [4]根据测量原理可知 而实际液面距顶部的高度 联立解得 17．发波水槽是演示波动过程的重要实验仪器。其中包括波的形成、传播以及波的干涉和衍射等的物理现象。如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的缝隙后再水面上继续传播。 (1)图中可观察到波的（　　） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 (2)水面各点的振动均为（　　） A．自由振动，频率由水体自身性质决定 B．自由振动，频率由波源决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定 D．受迫振动，频率由波源决定 (3)若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在狭缝右侧的水波的 增大， 减小。（选填波长/频率/波速） (4)若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的衍射现象 （选填“明显”、“不明显”）。 【答案】(1)B (2)D (3) 频率 波长 (4)不明显 【详解】（1）图中可观察到波的衍射。 故选B。 （2）水面各点的振动均为受迫振动，频率由波源决定。 故选D。 （3）[1][2]若使波源保持振动情况不变匀速向狭缝靠近，相比于波源静止，根据多普勒效应可知狭缝右侧水波的频率变大；根据 可知狭缝右侧水波的波长减小。 （4）狭缝越小，衍射现象越明显，若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的波的衍射现象不明显。 四、解答题 18．如图1所示为一列简谐横波在某时刻的波形，从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图2所示。求 (1)该波的波速大小和波的传播方向； (2)经过0.2s，质点A通过的路程； (3)在图3中画出0.2s后的波形图。 【答案】(1)波速大小1.0m/s，波沿x轴正方向传播。 (2)20cm (3) 【详解】（1）图1、图2可知波长、周期分别为0.4m、0.4s，则波速 图2可知此时质点A的振动方向向下，根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播。 （2）图1可知波的振幅A为10cm，一个周期内质点运动路程为4A，经过，则质点A通过的路程为 （3）经过，所以质点的振动情况与t=0时相反，所以波形图如图所示 19．轴上的波源、分别位于和处，时刻两波源同时开始振动，产生的两列简谐横波沿、连线相向传播，时两列波的图像如图所示。假设波源的振动情况始终不变，不考虑波源之间的相互影响。求： (1)两列波传播速度的大小； (2)请问平衡位置位于处的质点（图中未画出）是否能有位移为的时刻，如果有请给出一个此质点位移为的时刻，如果没有请说明理由。 (3)若质点的平衡位置位于处，请求出质点从开始振动到时运动的总路程； 【答案】(1) (2)没有，见解析 (3) 【详解】（1）由题图可知，两列波传播速度的大小均为 （2）由题图可知，两列波的波长均为，则周期均为 根据波形平移法可知，两列波引起质点的起振方向均向上； 处与两波源的距离差为 由于距离差不等于波长的整数倍，所以处不是振动加强点，而位移为等于两波的振幅之和，只有振动加强点才存在位移为，所以平衡位置位于处的质点没有位移为的时刻。 （3）波源的振动传到处所用时间为 波源的振动传到处所用时间为 处与两波源的距离差为 可知两波叠加后处为振动加强点；则在内，质点不振动；在内，只有波源引起质点振动，振动了1个周期，则通过的路程为 在内，两波源共同引起质点振动，振动的时间为 则该段时间内通过的路程为 故质点从开始振动到时运动的总路程为 20．如图所示是某水池的剖面图，A、B两区域水深分别为hA、hB，其中，点O处于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，O、M间距离，O、N间距离。时M点从平衡位置向上振动、N点从平衡位置向下振动，形成以M、N点为波源的水波（可看作简谐横波），两波源振动频率均为0.5Hz，振幅均为5cm。当时，O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深关系为，式中h为水的深度，重力加速度。求： (1)区域B的水深hB： (2)时，O点的位移； (3)0~8s时间内，O点通过的路程。 【答案】(1)1.6cm (2)0 (3)20cm 【详解】（1）当t=4s时，O点开始振动且振动方向向下，可知是N点的波源形成的波传到了O点，则区域B的波速 根据题意 代入数据可得 （2）同理可得区域A的波速 根据 可得 t=6s时，M点的波源形成的波向右传播12m恰好到达O点，则时，该波在O点产生的位移 t=4s时，N点的波源形成的波向左传播16m恰好到达O点，则时，该波在O点产生的位移 可知此时O点位移 （3）由上可知，0~4s内波动未到达O点，则s1=0 4s~6s内，N点波源形成的波在O点产生的路程 6s~8s内，两波动在O点抵消 故 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章《机械波》单元练习 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大 B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长有关 C．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高 D．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长大得多时，将发生明显的衍射现象 2．向水面上扔一个石块，形成如图所示的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，可大致描述水波通过孔A和B后传播情况的是（　　）    A．   B．   C．   D．   3．水袖是中国传统戏曲服装的重要组成部分，舞者手的有规律振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”般的美感，这一过程其实就是机械波的传播。时刻，在坐标原点处的波源开始沿轴方向（竖直方向）振动，形成一列沿轴方向（水平方向）传播的简谐横波。时刻，波刚好匀速传播到处，则可以确定的是（　　） A．波长 B．周期 C．波速 D．处质点的起始振动方向 4．如图所示，小鸭A（视为质点）在平静的河内戏水，在水面上形成一列稳定的水波，B为岸边飘落的树叶，已知水波的传播速度与水的深度成正比，下列说法正确的是（　　） A．树叶B会被水波推向岸边 B．在深水区，水波的频率变大 C．在深水区，水波更容易发生衍射现象 D．在浅水区，水波更容易发生衍射现象 5．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，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，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达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。该消声器的消声原理利用了（　　） A．波的反射 B．波的折射 C．波的衍射 D．波的干涉 6．如图甲所示，老师站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，根据图乙，下列关于女同学的感受说法错误的是（　　） A．女同学从A向E运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从点C向右运动过程中，她感觉哨声音调变低 C．女同学从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低 D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变化，这是多普勒现象 7．某时刻手握水平绳一端沿竖直方向振动，振幅为0.1m，经过0.6s停止振动，形成一列简谐波沿绳传播。某一时刻的波形如实线所示，又经过，波形如虚线所示，M、N两点间的距离为1.5m。下列说法正确的是（　　） A．手握的是绳左端，起振方向向上 B．为0.4s C．波速为5m/s D．M处质点经过的总路程为0.3m 8．战绳是近几年比较流行的健身器材，两根相同的绳子固定在一端，健身者双手握住另一端绳，上下抖动，形成“绳波”，“绳波”可以看做简谐波，如图甲所示，为一在绳上沿着x轴传播的简谐横波于时的波形图，M、Q、P三个质点的平衡位置分别在x轴的2m、3.5m、4m处，图乙为P质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．从图甲时刻开始计时，Q经过0.75s第一次回到平衡位置 C．M点的振动方程为 D．从计时，再经7s，P质点的路程为2.8m 9．一简谐横波从质点a向质点b传播，a、b的平衡位置相距2.5m，其振动图像如图所示，已知波长大于2m。下列判断正确的是（　　） A．质点a的振动方程为 B．简谐波的周期为5s C．简谐波的波长为6m D．0~1.5s 内质点a 通过的路程为 10．在同一均匀介质中，位于和处的两个波源M和N均沿y轴方向做简谐运动，形成两列简谐横波a和b。时刻两列波的波形图如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．横波b的波速大于横波a的波速 B．从时刻开始，四分之一周期内质点P运动的路程为4cm C．足够长时间后，处的质点振动减弱 D．足够长时间后，1m到7m间有3个振动加强点 11．一列简谐横波在均匀介质中沿轴正向传播，已知处质点的振动图像如图所示。将时刻作为计时起点，则处质点的振动图像为（　　） A． B． C． D． 12．一列简谐横波沿x轴传播某时刻的波形图如图所示，图中P质点的横坐标为3m，纵坐标为（A为波的振幅），此时速度方向沿y轴正方向；Q质点的纵坐标为，已知从此时刻起经时间0.5s，P、Q两质点离开平衡位置的位移第一次相同，则此列波的传播速度的大小为（    ） A．3m/s B．4m/s C．5m/s D．6m/s 二、多选题 13．一列简谐横波沿轴传播，实线为时刻的波形，再经过，位于坐标原点的质点运动了的路程，波形也变为图中的虚线。下列说法正确的是（　　） A．波沿轴正方向传播 B．波源的振动周期为 C．波的传播速度大小为 D．时虚线上平衡位置为处的质点的速度沿轴负方向 14．图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，该时刻波恰好传播至Q点。图乙为质点M、N、P中某一质点的振动图像，则（　　） A．图乙是质点N的振动图像 B．该波的传播速度大小为1m/s C．波源的起振方向沿y轴正方向 D．x=10cm处的质点第一次到达波峰位置的时刻是t=0.9s 15．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。由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是（　　） A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动 B．每个质点开始振动后，在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动 C．绳子上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同 D．绳子上波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒 三、实验题 16．在日常生活中经常需要精确测量密闭容器内液体的体积，某研究小组做了如下研究：如图所示，实验使用的长方体容器内部的底面积为，高为。在容器顶部镶嵌一个利用超声波测距离的传感器，该传感器测量时，默认超声波在空气中的传播速度为。 (1)若传感器竖直向下发出超声波与接收到反射波的时间间隔为，可知容器内液面到顶部的距离为 ，容器内液体的体积为 ； (2)研究小组在实验中发现，传感器测量液面距顶部的高度与实际高度存在偏差，通过查资料发现超声波在空气中的传播速度与温度有关，并获得下表中的数据。 温度 5 20 35 50 超声波速度 324 333 342 351 360 根据表中的数据可以判断，在环境温度为时超声波速度 ，若传感器测得液面距顶部的高度为，则实际液面距顶部的高度为 。（结果保留三位有效数字） 17．发波水槽是演示波动过程的重要实验仪器。其中包括波的形成、传播以及波的干涉和衍射等的物理现象。如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的缝隙后再水面上继续传播。 (1)图中可观察到波的（　　） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 (2)水面各点的振动均为（　　） A．自由振动，频率由水体自身性质决定 B．自由振动，频率由波源决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定 D．受迫振动，频率由波源决定 (3)若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在狭缝右侧的水波的 增大， 减小。（选填波长/频率/波速） (4)若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的衍射现象 （选填“明显”、“不明显”）。 四、解答题 18．如图1所示为一列简谐横波在某时刻的波形，从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图2所示。求 (1)该波的波速大小和波的传播方向； (2)经过0.2s，质点A通过的路程； (3)在图3中画出0.2s后的波形图。 19．轴上的波源、分别位于和处，时刻两波源同时开始振动，产生的两列简谐横波沿、连线相向传播，时两列波的图像如图所示。假设波源的振动情况始终不变，不考虑波源之间的相互影响。求： (1)两列波传播速度的大小； (2)请问平衡位置位于处的质点（图中未画出）是否能有位移为的时刻，如果有请给出一个此质点位移为的时刻，如果没有请说明理由。 (3)若质点的平衡位置位于处，请求出质点从开始振动到时运动的总路程； 20．如图所示是某水池的剖面图，A、B两区域水深分别为hA、hB，其中，点O处于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，O、M间距离，O、N间距离。时M点从平衡位置向上振动、N点从平衡位置向下振动，形成以M、N点为波源的水波（可看作简谐横波），两波源振动频率均为0.5Hz，振幅均为5cm。当时，O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深关系为，式中h为水的深度，重力加速度。求： (1)区域B的水深hB： (2)时，O点的位移； (3)0~8s时间内，O点通过的路程。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$