高考经典课时作业12-2 机械波
（含标准答案及解析）
时间：45分钟分值：100分
1．(2013·江西盟校联考)下列关于多普勒效应的说法中，正确的是()
A．观察者远离波源运动时，观察者接收到的频率比波源的大
B．观察者靠近波源运动时，观察者接收到的频率比波源的大
C．观察者减速远离波源时，观察者接收到的频率越来越小
D．多普勒效应是机械波所特有的现象
2．(2011·高考北京卷)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点() A．它的振动速度等于波的传播速度
B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向
C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长
D．它的振动频率等于波源的振动频率
3．(2011·高考海南卷) 一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示．介质中x＝2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin(5πt)cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是()
A．周期为4.0 s
B．振幅为20 cm
C．传播方向沿x轴正向
D．传播速度为10 m/s
4．(2013·银川模拟)如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，则下列说法中正确的是()
A．图示时刻质点b的加速度正在减小
B．从图示时刻开始，经过0.01 s，质点a通过的路程为0.4 m
C．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50 Hz
D．若该波传播中遇到宽约4 m的障碍物，则能发生明显的衍射现象
5．(2011·高考四川卷)如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在
t＝0时的波形图，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，则()
A．1 cm<x<3 cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动
B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向
C．Q处的质点此时正在波峰位置
D．Q处的质点此时运动到P处
6．(2013·南昌调研)如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()
A．f1＝2f2，v1＝v2B．f1＝f2，v1＝0.5v2
C．f1＝f2，v1＝2v2D．f1＝0.5f2，v1＝v2
7．(2012·高考安徽卷)一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时波形如图1所示，已知波速为10 m/s.则t＝0.1 s时正确的波形应是图2中的()
8．(2013·西安质检)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m 处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则()
A．t＝0.10 s时，质点Q的速度方向向上
B．该波沿x轴正方向传播
C．该波的传播速度为40 m/s
D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
9．(2013·合肥质检)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻，波恰好传到x＝2 m处，波形如图所示，波速v＝5 m/s，质点P平衡位置的坐标为(9,0)，则()
A．形成该波的波源起振方向沿y轴正方向
B．该波频率为0.4 Hz
C．t＝1.8 s时，质点P开始振动
D．t＝1.7 s时，质点P第一次到达波峰
10．(2012·高考江苏卷)地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5 km/s的S 波，另一种是传播速度约为7.0 km/s的P波．一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3 min.假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为
1.2 s，求震源与监测点之间的距离x和S波的波长λ.
11．一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.005 s时的波形曲线如图所示．
(1)求横波的波长是多大，振幅A是多大？
(2)设周期大于(t2－t1)，如果波向左传播，求波速多大？
(3)设周期小于(t2－t1)，且波速为6 800 m/s，求波的传播方向．
12．(2012·高考山东卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2 m、x＝4 m处．从t＝0时刻开始计时，当t＝15 s时质点Q 刚好第4次到达波峰．
(1)求波速．
(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)．
标准答案及解析：
1．
解析：当观察者靠近波源时，观察频率大于波源频率，当观测者远离波源时，观测频率小于波源频率，且速度越大，这种现象越明显．因此B 正确、A 错误；两者远离的速度越来越小，观测到的频率比波源频率小的越来越少，即频率越来越大，C 错；多普勒效应是一切波的共性，因此D 错误．
答案：B
2．
解析：本题考查质点振动与波动的关系，考查考生对波动和振动规律的理解．波在同一种介质中传播时速度恒定，而质点的振动是变速运动，A 错误；纵波的传播方向与质点的振动方向平行，B 错误；质点在一个周期内走过的路程为振幅的4倍，与波长无关，C 错误；由于质点做的是受迫振动，因此它的振动频率与波源的振动频率相同，D 正确． 答案：D
3．
解析：由图象可知振幅A ＝10 cm ，λ＝4 m ，故B 错误；T ＝2πω＝2π5π
s ＝0.4 s ，故A 错误；v ＝λT
＝10 m/s ，故D 正确；由P 点做简谐运动的表达式可知，P 点开始向上振动，所以机械波沿x 轴正向传播，故C 正确．
答案：CD
4．
解析：由波的特性知题中图示时刻质点b 的振动方向向下，加速度正在增大，A 错误；
由图象可知波长λ＝4 m ，则T ＝λv ＝0.02 s,0.01 s ＝12
T ，故经过0.01 s ，质点a 通过的路程为2A ＝0.4 m ，B 正确；发生稳定干涉现象的条件为两列波的频率相等，故C 正确；能发生明显的衍射现象的条件为障碍物的宽度与波长相接近或小于波长，D 正确． 答案：BCD
5．
解析：当Q 点在t ＝0时的振动状态传播到P 点时，波形图如
图中虚线所示．此时，1 cm<x <3 cm 范围内的质点分布在波峰
两侧，两侧质点振动方向相反，A 错误；同一时刻Q 处质点到
达波谷位置，加速度方向沿y 轴正方向，B 正确、C 错误；因
为波的传播过程中，质点不随波迁移，D 错误．
答案：B
6．
解析：两列波的频率都等于波源频率，即f 1＝f 2，由图可知，左、右两列波的波长之比2∶1，由波速公式v ＝fλ得：v 1＝2v 2，故只有C 项正确．
答案：C
7．
解析：已知波速为10 m/s ，由图象可知波长为4.0 m ，则周期为0.4 s ，则t ＝0.1 s 时正确的波形应是C.
答案：C
8．
解析：由题图乙知，t ＝0.10 s 时，质点Q 的速度方向向下，A 错误；由题图甲和Q 点在波形图中的位置知，该波沿x 轴负方向传播，B 错误；波长λ＝8 m ，周期T ＝0.20 s ，
则波速v ＝λT ＝40 m/s ，C 正确；由质点振动规律知，经34
T 质点P 通过的路程小于30 cm ，D 错误．
答案：C
9．
解析：由题中波动图象可以看出波源的起振方向沿y 轴负方向，故A 错误；从题中波
动图象可以读出波长为2 m ，因波速为v ＝5 m/s ，根据f ＝v λ
可知该简谐波的频率为2.5 Hz ，B 错误；由t ＝x －λv ＝1.4 s 可知C 错误；P 点第一次到达波峰所用时间为t ＝9－0.55
s ＝1.7 s ，D 正确．
答案：D
10．
解析：
设P 波的传播时间为t ，则x ＝v P t ，x ＝v S (t ＋Δt )
解得x ＝v P v S v P －v S
Δt ，代入数据得x ＝1 260 km. 由λ＝v S T ，解得λ ＝4.2 km.
答案：1 260 km 4.2 km
11．
解析：(1)由题图可知A ＝0.2 cm ，λ＝8 m.
(2)波向左传播：Δt ＝⎝⎛⎭
⎫n ＋34T ，其中n 为自然数 T ＝0.024n ＋3
s(n ＝0,1,2…) 由题意可知n 只能取0，代入得T ＝0.023
s 故v ＝λT
＝1 200 m/s (3)T ＝λv ＝86 800 s ＝1850
s t T ＝0.0051850
＝174，即波传了174
个波长，结合波形曲线可知波传播方向沿x 轴正方向． 答案：(1)8 m 0.2 cm (2)1 200 m/s (3)x 轴正方向
12．
解析：(1)设简谐横波的波速为v ，波长为λ，周期为T ，由图象知，λ＝4 m ．由题意知
t ＝3T ＋34
T ① v ＝λT
② 联立①②式，代入数据得
v ＝1 m/s ③
(2)质点P 做简谐运动的表达式为
y ＝0.2sin(0.5πt ) m ④
答案：(1)1 m/s
(2)y ＝0.2 sin(0.5πt )m。