2019人教版选择性必修第一册第三章机械波2波的描述拔高练习（word版含答案）

2019人教版选择性必修第一册 第三章 机械波 2 波的描述 拔高练习
一、多选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
B．机械波和电磁波在介质中的传播速度均仅由介质决定
C．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
D．假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客变矮
E.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
2．如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。则由图可知 ( )
A．波速v＝20m/s
B．质点振动的周期T＝0.2s
C．因一个周期质点运动0.8m，所以波长λ＝0.8m
D．从该时刻起经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3m
3．如图甲所示，在x轴上有两个沿y轴方向做简谐运动的波源S1和S2，t = 0时刻两波源同时开始振动，振动图像均如图乙所示，波源S1形成的简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，S2形成的简谐横波在介质中沿x轴负方向传播，波速均为2m/s。A是平衡位置位于x = 2m处的质点，下列说法正确的是（ ）
A．两列波的波长均为4m
B．t = 2s时，质点A的速度为零
C．t = 3s时，质点A的位移为2cm
D．在3 ~ 5s内，质点A通过的路程是16cm
4．如图所示是一位同学做简谐振动绳子的一端，形成沿绳向右传播的一列机械波，则下列说法中正确的是（ ）
A．在图上速度最大的点是第3点与第7点
B．除第1点外，加速度最大的点是第5点
C．只有第3、7点的振动频率不同，其他点的振动频率都相同
D．各个点振动的周期都与振源振动的周期一样
5．一列简谐横波沿x轴正方向传播，P和Q是介质中平衡位置分别位于x=lm和x=7m的两个质点。t=0时刻波传到P质点，P开始沿y轴正方向振动，t=ls时刻P第1次到达波峰，偏离平衡位置位移为0.2m；t=7s时刻Q第1次到达波峰。下列说法正确的是（　　）
A．波的频率为4Hz
B．波的波速为1m/s
C．P和Q振动反相
D．t=13s时刻，Q加速度最大，方向沿y轴负方向
E.0~13s时间，Q通过的路程为1.4m
6．如图所示，在x轴上传播的一列简谐横波，实线表示t＝0时刻的波形图，虚线表示t＝0.2s时刻的波形图. 已知该波的波速是80m/s，则下列说法正确的是__________．
A．波长是12m
B．周期是0.1s
C．波可能沿x轴正方向传播
D．t＝0时，x＝4m处的质点速度沿y轴负方向
E.t＝0.25s时，x＝8m处的质点正处于平衡位置
7．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点．相邻两质点的距离均为L，如图（a）所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间 t第一次出现如图（b）所示的波形．则该波的（ ）
A．周期为 t，波长为8L
B．周期为 t，波长为8L
C．周期为 t，波速为
D．周期为 t，波速为
8．如图甲所示为一水平弹性细绳，O点为振源，OP=s，t=0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从t=0时刻开始描绘的质点P的振动图象。下列判断中正确的是(　　)
A．该波的频率为f=
B．这列波的波长为
C．t=0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向
D．t=t2时刻，P点的振动方向沿y轴负方向
二、单选题
9．在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点的距离均为a，如图（甲）所示。振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上，经过时间t前13个质点第一次形成的波形图如图（乙）所示，则该波的周期T、波速v分别是（　　）
A．t， B．， C．， D．，
10．如图所示，图中实线和虚线分别是x轴上沿x轴正方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，则（ ）．
A．该波的频率可能是
B．该波的波速可能是
C．时，处质点的加速度方向沿y轴正方向
D．各质点在0.03s内随波迁移0.9m
11．关于波的频率，下列说法中正确的是( ).
A．波的频率与波速有关
B．波由一种介质传到另一种介质时，频率变大
C．波的频率由波源决定，与介质无关
D．以上说法均不正确
12．机械运动在介质中传播形成机械波．下列说法正确的是（ ）
A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
B．在纵波中质点的振动方向总是垂直于播的传播方向
C．在横波中两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长
D．横波中振动质点不随波迁移，纵波中振动质点随波迁移
13．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，P为介质中平衡位置坐标的质点，时刻的波形如图中实线所示，经过，该波第一次出现如图中虚线所示的波形。下列说法正确的是（　　）
A．该波的周期为0.8s
B．时刻，质点P沿y轴正方向运动
C．在内，质点P沿x轴正方向移动的路程为
D．该波的传播速度为
14．如图所示为波源开始振动经过一个周期后，在介质中形成的波形图设介质中质点振动的周期为T，下列说法中错误的是
A．若N点是波源，则该时刻P质点的速度最大
B．若N点是波源，则P点振动了
C．若M点是波源则P点振动了
D．若M点是波源，则M点开始振动方向向下
15．如图为一列简谐横波在某时刻的波形图，已知质点P此时的运动方向如图所示，则可判定（ ）
A．波向右传播
B．质点a的振幅大于质点b的振幅
C．质点b比a先回到平衡位置
D．质点c与P的运动方向相反
16．质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知（　　）
A．振幅为4cm，频率为0.25Hz
B．t=1s时速度为零，但质点所受合外力最大
C．t=2s时质点具有正方向最大加速度
D．该质点的振动方程为x=2cosπt（cm）
17．如图所示，在平面xOy内有一沿轴x正方向传播的简谐横波，波速为3.0m/s，频率为2.5Hz，A、B两点位于x轴上，相距0.90m。分别以A、B为平衡位置的两个质元在振动过程中，取A点的质元位于波峰时为t=0，对于B点的质元来说（ ）
A．t=0时，加速度最大
B．t=0.1s时，速度为零
C．t=0.2s时，速度方向沿y轴负方向
D．t=0.3s时，位于波谷
18．一质点做简谐运动，其振动图象如图所示，在0.2 s～0.3 s这段时间内质点的运动情况是(　　)
A．沿x负方向运动，位移不断增大
B．沿x正方向运动，速度不断减小
C．沿x正方向运动，位移不断减小
D．沿x负方向运动，速度不断增大
19．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，对波上a、b、c、d四个点，有（ ）
A．它们的振幅相同 B．它们的频率不相同
C．a和c的速度总相同 D．b和d的加速度总相同
三、解答题
20．一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为10cm。在传播方向上有A、B两点，两点相距L=15m，从波传到A点开始计时，t=5s时波传播到B点，这时A、B两质点都在平衡位置且它们之间只有一个波峰，求该波的波速和波长。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．ACE
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故A正确；
B．机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故B错误；
C．军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，桥发生共振现象，故C正确；
D．根据尺缩效应，沿物体运动的方向上的长度将变短，火车以接近光速通过站台时，车上乘客观察到站在站台上旅客变瘦，而不是变矮，故D错误；
E．反射光属于偏振光，加偏振片的作用是减弱玻璃的反射光的强度，故加偏振片的作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度，故E正确。
故选ACE。
2．ABD
【解析】
【详解】
由甲可知，波长为λ=4m，由乙图可知T=0.2s，则波速，故AB正确；一个周期内质点的运动的路程和波传播的距离是两个不同的物理量，则选项C错误；从该时刻起经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了x=vt=20×0.15m=3m，选项D正确。
3．AD
【详解】
A．由图知，两列波的周期均为2s，故波长均为
A正确；
B．波源S1的振动形式传到A点所需时间
t = 2s时，质点A振动的时间
此时质点A在平衡位置，速度最大，B错误；
C．t = 3s时，波源S2的振动形式恰好传到A点，故质点A振动的时间
此时质点A位于平衡位置，位移为0，C错误；
D．t = 3s后，两列波都已传到A点，因为
由波的叠加原理可知，A点是振动加强点，在3 ~ 5s内质点A通过的路程
D正确。
故选AD。
4．ABD
【解析】
【详解】
AB.由于绳波是横波且向右传播，介质中左边的质点带动右边的质点振动，故2、3、4质点向下振动，6、7质点向上振动。如题图时刻，3、7两质点在平衡位置，速度最大，1、5两质点在最大位移处，加速度最大，故A项符合题意，B项符合题意.
CD.各质点的振动周期（或频率）由振源决定，并且是相等的，故C项不合题意，D项符合题意.
5．BCE
【详解】
A．由题意可知
可得
T=4s
频率
f=0.25Hz
选项A错误；
B． t=ls时刻P第1次到达波峰，t=7s时刻Q第1次到达波峰，可知在6s内波传播了6m，则波速为
选项B正确；
C．波长为
因PQ=6m=1λ，可知P和Q振动反相，选项C正确；
DE．t=7s时刻Q第1次到达波峰，则t=6s时刻Q点开始起振，则t=13s时刻， Q点振动了7s=1T，则此时Q点到达波谷位置，加速度最大，方向沿y轴正方向；此过程中Q通过的路程为7A=7×0.2m=1.4m，选项D错误，E正确。
故选BCE。
6．ADE
【分析】
由相邻两个波峰或波谷之间的距离等于波长，由图直接读出波长公式即可求出周期，根据时间t=0.2s与周期的关系，由波形的平移法分析波的传播方向，再判断t=0时，x=4m处的质点速度方向。
【详解】
A．由图可知，波长，A正确；
B．由得：
B错误；
C．t=0.2s，波传播的距离为：
根据波形的平移法可知，波沿x轴负方向传播，C错误；
D．波沿x轴负方向传播，t=0时，根据波形的平移法得知，x=4m处的质点速度沿y轴负方向，故D正确；
E．由于，波沿x轴负方向传播，根据“左传左上，右传右上”判断，当t＝0.25s时，x＝8m处的质点正处于平衡位置，E正确；
故选ADE。
【点睛】
考查波长、频率和波速的关系和基本的读图能力，以及根据“左传左上，右传右上”来判断某点的振动方向。
7．BC
【详解】
由图所示，知运动时间
波长为8L，故
波速
故选BC。
8．BC
【详解】
AB．由甲、乙可知，振动从O传到P，用时t1，传播距离为s，故波速为
从乙图可知该波的周期为
故该波的频率为
波长
故A错误，B正确；
C．由乙图可知P点先沿y轴正向运动，则振源O在t=0时刻沿y轴正向运动，故C正确；
D．由乙图可知，t2时刻P点振动方向沿y轴正向，故D错误。
故选BC。
9．B
【详解】
由乙图可知
故
质点1起振方向向上，其传播传到质点13，用时，而质点13此时振动方向向下，故该质点又振动了，则
即
波速为
B正确。
故选B。
10．A
【详解】
A．该波沿x轴正向传播，因此实线波形到虚线波形传播时间为：
当时，T=0.04s，该波频率：
故A正确.
B．根据波形图可知波长，若该波波速，对应周期：
不满足A选项中关于周期的等式，故B错误。
C．时刻，处质点位于波峰和平衡位置之间，质点加速度指向平衡位置，沿y轴负方向，故C错误。
D．波在传播过程中波上质点不随波迁移，故D错误。
故选A.
11．C
【详解】
AC.波的频率由波源决定，与介质无关，故C正确A错误
B.波从一种介质传到另一种介质时，频率不变，因为由波源决定，B错误
D.根据以上分析，D错误
12．C
【详解】
A．振源停止振动时，因为惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，故A错误；
B．在纵波中质点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上，故B错误；
C．根据波长的定义知：在横波中两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长，故C正确；
D．在横波和纵波中振动质点都不随波迁移，故D错误；
故选C．
【点睛】考查振动和波的关系，首先要知道机械振动在介质中传播而形成的波，掌握产生机械波的条件，知道横波与纵波的区别．
13．B
【详解】
AD．由图可知，波长为
经过，该波第一次出现如图中虚线所示的波形，故传播距离为
故波速为
周期为
AD错误；
B．由“同侧法”可知，时刻，质点P沿y轴正方向运动，B正确；
C．波传播过程质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，C错误。
故选B。
14．A
【详解】
AB．若N是波源，则知波向左传播，此时刻波已经过一周期，而波传播到P点需要因此P点已振动了，此时P点处于最大位移处，速度为零，故A错误，B正确；
CD．由题意，若M是波源，则波向右传播，根据波形的平移法可知图示时刻N点的振动方向是向下，因此M点开始振动方向也向下。此时刻波已经过一个周期，而波传播到P点需要，因此P点已振动了，故CD正确。
故选A。
15．D
【解析】
试题分析：沿着波传播的方向看去，波形向上的地方速度方向向下，P速度向下，所以波向左传播，选项A错误；在波动图像上，各点的振幅相等，选项B错误；只不过运动的步调不一致，由于质点a向下运动，质点b向上运动，所以质点a先到平衡位置，选项C错误；c运动方向向上．选项D正确；故选D
考点：考查机械波
点评：本题难度较小，掌握质点的振动方向与波的传播方向的关系是关键
16．C
【详解】
A．由题图可知，质点的振幅为A=2cm，周期为T=4s，频率为f=0.25Hz，故A错误；
B．t=1s时质点位于平衡位置，此时质点的速度最大，所受合外力为零，故B错误；
C．t=2s时质点位于负向最大位移处，此时质点具有正方向最大加速度，故C正确；
D．该质点振动的角频率为
振动方程为
故D错误。
故选C。
17．B
【详解】
A．由图可知，此波的波长为
则，t=0时，A点的质元位于波峰，则此时B点的质元在平衡位置，加速度最小，故A错误；
B．因周期T=0.4s，故t=0.1s时，B点的质元在最低点，此时速度为零，故B正确；
C．t=0.2s时，B点的质元在平衡位置向上振动，故速度方向沿y轴正方向，故C错误；
D．t=0.3s时，B点的质元位于波峰位置，故D错误。
故选B。
【点睛】
此题考查了质点的振动及波的传播问题，要根据周期明确各点的位置及运动方向，质点在平衡位置速度最大，在波峰和波谷位置加速度最大。
18．C
【解析】
在0.2s～0.3s这段时间内，质点正由负向最大位移处向平衡位置运动，速度沿x正方向，位移不断减小，速度不断增大．故ABD错误，C正确．故选C．
点睛：本题是简谐运动的图象，考查由图象读出基本物理量变化的能力，对于位移、加速度和回复力大小变化情况是一致的．而速度与位移的变化情况是相反的．
19．A
【详解】
AB．波上的各个质点，振动情况相同，故振幅相同，频率相同，故A正确，B错误；
C．分析可知，a和c的平衡位置相距半波长，根据波动规律可知，相距半波长的两个质点，振动情况完全相反，故a和c的速度总相反，故C错误；
D．同理，b和d的平衡位置相距半波长，故b和d的加速度方向总相反，故D错误。
故选A。
20．3m/s；30m或15m或10m
【详解】
波速
两质点都经过平衡位置，两质点之间的波峰只有一个，两质点间可能没有波谷、可能一个波谷，也可能有两个波谷，设波长为λ，则可能
解得
λ=30m
可能
可能
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