3.1波的形成和描述基础巩固（word版含答案）

3.1波的形成和描述基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．图甲所示为一列沿x轴正方向传播的横渡在t=0时刻的被动图像．乙图可能是P质点、也可能是N质点的振动图像，质点振动方程为y=10sin5πt（cm）．则
A．该波不是简谐波
B．乙图为P质点的振动图像
C．0.l s内，质点P通过的路程为1m
D．该波的波速为10 m/s
2．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
3．一列横波沿x轴传播，如图所示，t1时刻的波形图为实线，t 2时刻的波形图为虚线，已知t 2 = t 1 +0.125s，振动周期为0.5s，则波的传播方向和传播距离是（ ）
A．沿x轴正方向，9m B．沿x轴负方向，3m
C．沿x轴正方向，3m D．沿x轴负方向，9m
4．如图所示，为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度。则以下说法正确的是（　　）
A．该波的频率为
B．t=0时刻A点振动方向向上
C．时间内，质点A通过的路程大于8cm
D．时间内，质点A通过的路程等于8cm
5．下面关于横波、纵波的说法中正确的是（　　）
A．同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B．由于横波、纵波中质点的振动方向与波的传播方向的关系不同，因此横波、纵波不可能沿同一方向传播
C．横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D．在固体中传播的波一定是横波
6．一列沿+x轴方向传播的简谐横波在某时刻的波形图如图。则此时x=2m处的质点速度方向（　　）
A．沿+x轴方向 B．沿-x轴方向
C．沿+y轴方向 D．沿-y轴方向
7．简谐波在绳中传播的示意图如图所示。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动等间距的质点2、3、4…依次做受迫振动。质点1从平衡位置向上运动开始计时，时，质点1第一次到达最高点，质点5开始运动。若质点1的振幅为，则下列说法正确的是（　　）
A．质点7和质点11的振动情况始终相反
B．时，质点11开始向上振动
C．时，质点9处于波谷
D．内，质点7通过的路程为
8．关于横波与纵波，下列说法中不正确的是（　 ）
A．机械波可分为横波和纵波
B．横波与纵波在固体、液体、气体中都能传播
C．在纵波中，质点在疏部中心位移为零
D．在横波中，质点在波谷时动能最小
9．如图所示是一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波的图像．绳上有九个质点，下列说法错误的是（　　）
A．具有相同的位移
B．位移相同，位移方向相反
C．振幅相同
D．振幅相同
10．假期里小明在家里利用手机观看某科幻电影，为了急于了解后续情节，他开启了倍速播放模式如图所示，与原速播放相比，音调发生变化，开启倍速播放后，手机发出的声音（　　）
A．频率降低 B．频率升高
C．传播速度增大 D．波长变长
11．如图1所示，用手握住长绳的一端，时刻在手的带动下O点开始上下振动，选向上为正方向，其振动图像如图2所示，则以下四幅图中能正确反映时刻绳上形成的波形的是（　　）
A． B．
C． D．
12．图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则（　　）
A．时，质点Q的加速度达到负向最大
B．质点Q做简谐运动的表达式为
C．时，质点P运动方向沿y轴负方向
D．从到的时间内，质点P通过的路程为30cm
13．关于波长的下列说法中正确的是（　　）
A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长
B．在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长
C．在波形图上速度最大的相邻两质点间的距离等于一个波长
D．在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长
14．如图所示，图甲是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.05s时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像，则下列说法中错误的是（　　）
A．该简谐横波的波速为20m/s
B．该简谐横波沿x轴正方向传播
C．t=0.25s时质点Q的加速度大于质点P的加速度
D．t=0.17s时质点Q的运动方向沿y轴正方向
15．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形如图所示，已知图中质点P振动的周期为，下列说法正确的是（　　）
A．这列波的波速为
B．时，质点P的速度沿x轴正方向
C．时间内，质点P经过的路程为
D．时，质点P的加速度沿y轴负方向
二、填空题（共4题）
16．如图所示为一列简谐波在t1=0时刻的图象，此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向，且到t2=0.55s质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处，该波的传播方向为________，波速为__________
17．t=0时刻从坐标原点O处发出一列简谐波，沿x轴正方向传播，4s末刚好传到A点，波形如图所示.则A点的起振方向为______，该波的波速v=_____m/s.
18．一列简谐横波沿x轴传播，t=2s时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图象如图乙所示，则该波的传播速度大小为_____m/s；如果该波向右传播，则图乙是______（填“0”“2m”“4m”或“6m”）的质点振动图象。波如果向右传播，观察者在x=6m处向左运动，观察者接收到该波的频率将____（填“大于”“小于”或“等于”）0.25Hz。
19．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）
三、综合题（共4题）
20．有一列简谐横波沿着x轴正方向传播，波源位于原点O的位置，P、Q是x轴上的两个点，P点距离原点O的距离为3m，Q点距离原点O的距离为4m。波源在某时刻开始起振，起振方向沿y轴正方向，波源起振4s后，位于P处的质点位移第一次达到最大值2m，再经过3s，位于Q处的质点第一次达到负的最大位移－2m。求：
①波长和波速；
②波源起振20s时，平衡位置距离O点为5m的质点R的位移和该20s内质点R运动的路程。
21．如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象．此时质点P的运动方向沿y轴负方向，且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处．问：
（1）该简谐横波的波速v的大小和方向如何？
（2）从t=0至t=1.2s，质点Q运动的路程L是多少？
22．平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，A、B为x轴上的两个点（均位于x轴正向），O与A之间的距离L1=0.3m，此距离小于波长。波源质点从0时刻开始振动，其位移方程为y=10cos（πt+）（cm），当波传到A点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过时间t=8s，平衡位置在B处的质点第一次处于波峰位置。求：
（1）A、B之间的距离L2；
（2）从0时刻开始到平衡位置在B处的质点第一次处于波峰位置时，波源质点在振动过程中经历加速度为最大值的次数n和通过的路程s。
23．如图所示，细绳的一端在外力作用下从时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取15个等距点，图甲为时刻各点所处的位置，图乙为时刻的波形图（为波的周期）。请画出时刻的波形图。
参考答案
1．D
2．C
3．C
4．D
5．A
6．C
7．D
8．C
9．A
10．B
11．D
12．C
13．A
14．D
15．C
16．－x方向 2m/s
17．向上（或沿y轴正方向） 2.5
18．1 0或4m 大于
19．0.255 0.745 354 0.501
20．（1）1m/s；4m (2)-2m；30m
21．(1)v=2m/s，沿x轴负方向；(2)L=1.2m
22．（1）；（2），
23．