3.1波的形成和描述基础巩固-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册(word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）
1．一列简谐横波在t＝s时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。下列表述正确的是（　　）
A．这列波的传播方向为沿着x轴正方向
B．t＝2 s时质点P的加速度方向沿着y轴负方向
C．这列波的传播速度大小为9 cm/s
D．质点Q的平衡位置横坐标为9 cm
2．一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．左侧的质点重复右侧的质点的振动过程
B．波的传播速度逐渐减小
C．S点振动的频率逐渐增大
D．波的传播方向与质点的振动方向相同
3．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．该时刻a点和d点处的质点位移相同，加速度方向相反
B．该时刻b点和c点处的质点位移相同，速度方向也相同
C．质点b比质点c先回到平衡位置
D．质点a比质点d先回到平衡位置
4．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，下列判断正确的是（　　）
A．左边的波先到达中点M
B．两列波波速之比为1：2
C．中点M的振动总是加强的
D．绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
5．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　）
A．有机械振动必有机械波
B．声音在空气中传播时是横波
C．在机械波的传播中质点并不随波迁移
D．质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上
6．简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是（　　）
A． B．
C． D．
7．一列简谐波在某均匀介质中沿x轴传播，从x＝3m处的质点a开始振动时计时，图甲为t0时刻的波形图且质点a正沿y轴正方向运动，图乙为质点a的振动图象，则下列说法正确的是（　　）
A．该波沿方向传播，频率为50Hz
B．该波方向传播，波速为20m/s
C．若图甲波形图是第一次出现，则
D．从t0时刻起，a，b，c三质点中质点b最后回到平衡位置
8．如图（a）所示，用手拿着绳子的一端上下摆动，保持摆动幅度相等，就会看到一列凹凸相间的波向绳子的另一端传去，设在t时刻波传到P点，则下列判断正确的是（　　）
A．在此时刻质点A（在波谷处）速度最大
B．手起振的方向向上
C．再过时间，绳上波形如图（b）所示
D．再过时间，质点A向右移过的距离
9．一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T，在t=时刻该波的波形图如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2表示某一质点的振动图象，下列说法中正确的是（ ）
A．质点a的振动图象如图2所示
B．质点b的振动图象如图2所示
C．t=0时刻质点a的速度比质点b的大
D．t=0时刻质点a的加速度比质点b的大
10．一列沿x轴正向传播，周期为2.0s的简谐横波，某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　）
A．此刻质点a的速度为负，加速度为正的最大值
B．此刻质点b的振动速度等于波的传播速度
C．此刻质点c的振动方向为y轴正方向
D．经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为2m
11．图1是一列简谐横波在s时的波形图，已知平衡位置在c位置的质点比平衡位置在a位置的质点晚0.5s起振则图2所示振动图像对应的质点可能位于（　　），
A． B． C． D．
12．一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻的波形图如图所示。已知波速为，且波刚传到点。下列选项正确的是（　　）
A．波源的振动周期为
B．质点比质点先回到平衡位置
C．时，质点沿负方向运动
D．时，质点的加速度比质点的加速度大
13．由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左，右传播，波源振动的频率为。已知介质中P质点位于波源S的右侧，，P到S的距离不超过两个波长。Q（图中未画出）质点位于波源S的左侧，P、Q和S的平衡位置在一条直线上。时波源开始振动的方向如图所示，当Р第一次到达波峰时，波源S也恰好到达波峰，Q恰好第二次到达波谷，下列说法正确的是（　　）
A．机械波在介质中的波速为 B．机械波的波长为
C．Q点到波源S的距离为 D．P与Q同时通过平衡位置，且振动方向相同
14．一列简谐横波沿x轴负方向传播，周期为T，时的波形如图所示。则在时（　　）
A．质点a速度为零
B．质点c的加速度为零
C．质点b沿x轴负方向迁移了3m
D．质点d的位移为-5cm
15．图中实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t＝0.03 s时刻的波形图,x＝1.2m处的质点在t＝0.03s时刻向y轴正方向运动,则:
A．各质点在0.03 s内随波迁移0.9 m
B．该波的波速可能是10 m/s
C．t＝0时x＝1.4 m处质点的加速度方向沿y轴正方向
D．该波的频率可能是125 Hz
二、填空题（共4题）
16．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形．已知x＝0处的质点振动周期为0.2s，该简谐波的波速为_____m/s，x＝2m处的质点在0.15s时偏离平衡位置的位移为_____cm．
17．一横波某时刻的波形图如图所示，此时质点A的运动方向向上，且经过2s第一次回到平衡位置。则波的传播方向___________，波速为___________m/s。
18．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=6s时的波形如图（a）所示。在x轴正方向，距离原点大于1倍波长、小于2倍波长的A点，其振动图像如图（b）所示（本题所涉及质点均已起振）当t=7s时，平衡位置在x=0.7m处的质点的振动速度方向向y轴__________（填“负方向”或“正方向”）。A点的平衡位置与原点的距离是在__________之间。
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．如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s后的波形图。
(1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期。
(2)若波向右传播，求它可能的传播速度。
21．如图所示是一列沿x轴方向传播的机械波图像，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形，求：
①该列波的波速；
②若波速为，其传播方向如何？从时刻起质点P运动至波谷位置的最短时间是多少？
22．一列简谐横波沿x轴传播，其波长为6m，图中实线和虚线分别表示t时刻和时刻的波形图，已知，图中P、Q是位于x轴上的两点，间距为1m，求：
(1)若波向右传，求波的周期可能值；
(2)若波的传播速度为，判断波的传播方向。
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．D
4．D
5．C
6．C
7．C
8．B
9．D
10．D
11．B
12．B
13．C
14．B
15．D
16．20 －10
17．向左 1
18．正方向 2.0~2.5m
19．0.255 0.745 354 0.501
20．(1)（n＝0，1，2，…），0.27 s；(2)5（4n＋1）m/s（n＝0，1，2，…）
21．①，；②沿x轴正方向
22．(1)（n=0、1、2、；(2)波向左传播
23．