3.1-3节 机械波 同步练习题(Word版含答案)

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名称 3.1-3节 机械波 同步练习题(Word版含答案)
格式 doc
文件大小 867.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-24 10:56:10

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文档简介

机械波 1-3节同步练习
一、单选题
1.机械波在介质中传播时,下列说法不正确的是(  )
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.相邻质点间必有相互作用力
C.前一质点的振动带动相邻后一质点的振动,后一质点的振动必定落后于前一质点
D.在机械波传播的过程中,机械能一定守恒
2.一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示,A、B两质点间距为8m,B、C两质点平衡位置的间距为3m,当t=1s时,质点C恰好通过平衡位置,该波的波速可能为(  )
A.9m/s B.10m/s C.11m/s D.12m/s
3.简谐横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T。t=0时刻的波形如图1所示,a、b、c是波上的三个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是(  )
A.t=0时,质点a的加速度比质点b的小
B.质点b和质点c的速度方向总是相同的
C.图2可以表示质点a的振动
D.图2可以表示质点b的振动
4.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示,此刻x=2m处的质点P沿y轴向上运动,其振动周期为0.4s。以下说法正确的是(  )
A.这列波向左传播 B.这列波的振幅为20cm
C.这列波的波速为10m/s D.从此时刻起经过1s,P点位于波峰位置
5.如下图所示。甲为沿x 轴传播的一列简谐横波在t=0 时刻的波动图像,乙图为参与波动质点P 的振动图像,则下列判断正确的是( )
A.该波的传播速率为4 cm/s
B.该波的传播方向沿x 轴正方向
C.经过0.5 s 时间,质点P 运动的路程为0.4m
D.平衡位置x=1.5 m 处的质点在t=0s到t=2.25s 时间内的路程为
6.如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,时刻的波形如图所示,P、Q两质点的平衡位置分别位于和处。时刻,P、Q两质点离开平衡位置的位移相同,质点P比质点Q振动滞后0.2s,则下列说法正确的是(  )
A.波沿x轴正向传播
B.波传播的速度大小为15m/s
C.质点P振动的周期为0.4s
D.质点Q沿y轴负方向回到平衡位置时,质点P处于波谷
7.一列简谐横波沿x轴正方向传播,以质点P点开始振动时为计时起点,部分波的图像如图所示。质点P、Q的横坐标分别为、。若波速小于,下列说法正确的是(  )
A.波的传播速度可能为
B.在到时间内,质点Q加速度逐渐增大
C.时刻,质点P可能第一次到达波谷
D.图示时刻波已经传到质点Q
8.下列现象不属于波的明显衍射现象的是(   )
A.“隔墙有耳” B.“空山不见人,但闻人语声”
C.河中芦苇后面没有留下无波的区域 D.池中假山前有水波,假山后无水波
9.如图所示,正中O是水面上一波源,实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷,A是挡板,B是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于(   )
A.整个区域 B.阴影Ⅰ以外区域
C.阴影Ⅱ以外区域 D.阴影Ⅲ以外区域
二、多选题
10.一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,t=0时的波形如图所示。时(  )
A.质点a速度方向沿y轴正方向 B.质点b沿x轴正方向迁移了1m
C.质点d的位移为 5cm D.质点c的加速度为零
11.如图所示,一质点在A、B之间做简谐运动,O为平衡位置,E、F点分别为AO和OB之间关于O点的对称点(即EO和OF的距离相等)。质点从E点向右运动经过时间t1第一次经过F点,再经过时间t2第四次经过F点。下列说法正确的是(  )
A.质点经过E点和F点的速度一定相同
B.质点经过E点和F点的加速度大小相等
C.质点从A点第一次运动到B点的时间为t1+t2
D.该质点的振动周期为
12.在t=0时刻,位于O点的波源从平衡位置开始沿y轴方向做简谐运动,经0.25s形成如图所示的一列沿x轴正方向传播的简谐横波,此时振动恰好传播至点P(5,0),则下列说法正确的是(  )
A.波源的起振方向向上
B.该简谐横波的周期是0.2s
C.该简谐横波的波速为20m/s
D.再经过0.35s质点P恰好处于波谷位置
13.一列简谐横波沿直线由A向B传播,A、B相距0.45 m,如图所示是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时,B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动,这列波的波速可能是(  )
A.4.5 m/s B.3.0 m/s C.1.5 m/s D.0.5 m/s
14.如图所示,一列简谐横波平行于x轴传播,图中的实线与虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点在0到内运动方向不变。关于这列简谐波的说法中正确的是(  )
A.该波向左传播
B.该波向右传播
C.该波波源的振动频率是
D.从O时刻起内处的质点经过的路程为
三、填空题
15.为了研究水波的产生及特点,某同学手持小木棒上下振动,让木棒的另一端间断性地接触水面,从而激发出水波。若小木棒每秒振动2次,观察到相邻两个波峰间的距离为,则此水波的频率是_______,波速是_________。
16.如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5s时的波形图。已知该简谐波的振动周期大于0.5s。该简谐波的波速为________m/s,t=2s时,x=2m处的质点处于________(填“波峰”、“波谷”或“平衡位置”)。
17.如图所示,是一演示波的衍射的装置,S为在水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以移动,两板中有一狭缝,此时测得图中A处水没有振动,为了使A处的水也能发生振动,则可以使M、N两板的间距_____(填“变大”或“变小”)。
四、解答题
18.如甲图所示,海洋生态自动监测浮标,可用于监测水质和气象等参数。一列水波(视为横波)沿海面传播,在波的传播方向。上相距4.5m的两处分别有A、B两浮标,两浮标随波上下运动,其中A浮标的振动图像如图乙所示。当A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷,求:
(1)此时刻,A、B竖直方向的高度差为多少;
(2)这列水波的波长是多少;
(3)若此时A、B之间只有一个波峰,这列水波的传播速度是多少。
19.一声波在空气中的波长为25cm,速度为340m/s,当折射进入另一种介质时,波长变为80cm,求:
(1)声波在这种介质中的频率;
(2)声波在这种介质中的传播速度大小。
20.一列简谐横波沿水平方向向右传播,M、N为介质中相距Δx的两质点,M在左,N在右,t时刻,M、N均通过平衡位置,且M、N之间只有一个波峰,经过Δt时间N质点恰处于波峰位置,求这列波的波速。
21.一列简谐横波沿x轴正方向传播,时刻的波形图如图所示,振动恰好传播到m处。从时刻开始,介质中m处的质点Q回到平衡位置的最短时间为1s。求:
(1)从时刻开始,m处的质点第一次到达波峰需要经过多长时间?
(2)写出质点Q的振动方程。
22.一列简谐横波沿x轴正向传播,时刻恰好传播到处,波形图如图所示。时,处的质点第一次到达波峰。求:
(1)写出处的质点的位移随时间变化的函数表达式;
(2)自至,处的质点经过的路程。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动,选项A正确,不符合题意;
B.相邻质点间必有相互作用力,选项B正确,不符合题意;
C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后一质点的振动必定落后于前一质点,选项C正确,不符合题意;
D.在机械波传播的过程中,存在阻力做负功,机械能减小,D错误,符合题意。
故选D。
2.A
【详解】
由图可知,波长
波向右传播,质点C恰好通过平衡位置时,波传播的距离可能是或,则波速

当时

当时

故A可能,BCD不可能。
故选A。
3.D
【解析】
【详解】
A.t=0时,质点a的位移最大,则加速度最大,质点b的位移为零,加速度为零,选项A错误;
B.质点b和质点c的平衡位置相差半个波长,则速度方向总是相反的,选项B错误;
C.因t=0时刻质点a位于最高点将向下振动,与图2不符,选项C错误;
D.因t=0时刻质点b向上振动,结合图2可知,图2可以表示质点b的振动,选项D正确;
故选D。
4.C
【解析】
【详解】
A.此刻x=2m处的质点P沿y轴向上运动,结合波形微平移方法得到,波向x正方向传播,A错误;
B.由波形图像得到振幅
A=10cm
B错误;
C.由波形图像得到波长为4m,故这列波的波速为
C正确;
D.从此时刻起经过1s,即经过2.5T,则P位于的位置,D错误。
故选C。
5.C
【解析】
【详解】
A.该波的传播速率为
选项A错误;
B.因t=0时刻质点P向下振动,可知该波的传播方向沿x 轴负方向,选项B错误;
C.经过0.5 s 时间即半个周期,质点P 运动的路程为2A=0.4m,选项 C正确;
D.t=2.25s=2T,则平衡位置x=1.5 m 处的质点在t=0s 到t=2.25s 时间内的路程为通过的路程为
选项D错误;
故选C。
6.B
【解析】
【详解】
A.因为质点P比质点Q振动滞后0.2s,可知波先传到Q点后传到P点,波沿x轴负向传播,故A错误;
C.P、Q两质点的平衡位置相距

解得
T=0.8s
故C错误;
B..波的传播速度为
故B正确;
D.波向左传播1.5m时,质点Q处于平衡位置,质点P处于波峰,故D错误。
故选B。
7.B
【解析】
【详解】
由图可知,该波的波长为
时,P点又回到平衡位置,且沿轴负方向振动,由于不知道P点的起振方向,故
则该波的周期为
A.波的传播速度为
根据题意可知,波速小于,可知,取1、2时,满足题意,当取1时,波速为,当取2时,波速为,故A错误;
BCD.当取1时,该波的周期为,则P点的起振方向为沿y轴正方向,则时,P点第一次达到波峰,该波由P点传到Q点所用时间为
则图示时刻波未传到质点Q,在到时间内,质点Q从平衡位置向波峰振动,则加速度逐渐增大,当取2时,该波的周期为,则P点的起振方向为沿y轴负方向,则时,P点第一次回到平衡位置,该波由P点传到Q点所用时间为
则图示时刻波已经传到质点Q,在到时间内,质点Q从平衡位置向波谷振动,则加速度逐渐增大,故CD错误B正确;
故选B。
8.D
【详解】
A.“隔墙有耳”是波绕过障碍物继续传播,是声音的衍射现象,故A不符合题意;
B.“空山不见人,但闻人语声”,这是障碍物挡住了光,挡不住声音,声音衍射明显,故B不符合题意;
C.河中芦苇后面没有留下无波的区域,是水波的明显衍射现象,故C不符合题意;
D.池中假山后无水波说明衍射现象不明显,故D符合题意。
故选D。
9.B
【详解】
ACD.由题图中可直观看出,半波长为实虚两圆半径之差,且可看出挡板A的尺寸比波长大得多,而小孔B与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条件知道,该波在挡板A处的衍射现象很不明显,即可认为波沿直线传播,故Ⅰ区内水面无波形,故ACD错误;
B.该波的波长与小孔B差不多,能够产生明显的衍射,故在阴影区Ⅲ、Ⅱ之内,明显存在衍射波的波形,故B正确。
故选B。
10.AD
【详解】
经过周期,波向右传播了,波形如图所示
A.由图可知,质点a点恰好运动到平衡位置且沿着y轴正方向运动,故A正确;
B.质点b点只在竖直方向上运动不会随波迁移,故B错误;
C.质点d的位移为5cm,故C错误;
D.质点c恰好运动到平衡,速度最大,加速度为零,故D正确。
故选AD。
11.BD
【详解】
A.由对称性可知,质点经过E点和F点的速度大小一定相同,但是方向不一定相同,故A错误;
B.质点经过E点和F点时位移的大小相同,根据
a=
可知,加速度大小相等,故B正确;
CD.质点从E点向右运动经过时间t1第一次经过F点,再经过时间t2第四次经过F点,设周期为T,则
(t2-T)+t1=T
解得
T=
质点从A点第一次运动到B点的时间为
t=T=
C错误;D正确。
故选BD。
12.BC
【解析】
【详解】
A.根据上下坡法则可知,P点处于上坡过程,则P点的起振方向是向下,A错误;
C.该简谐横波的波速为
C正确;
B.由图像可知该波的波长为4m,根据
B正确;
D.再经过0.35s,则质点P恰好振动了,质点P处于波峰位置,D错误。
故选BC。
13.AD
【解析】
【详解】
由题图可知周期为0.4 s。由题意可知质点A、B间最简单波形如图所示,A、B间距和波长的关系为
x=λ(n=0,1,2,…)
由公式
v=
解得
v= m/s(n=0,1,2,…)
当n=0时,v=4.5 m/s;当n=2时,v=0.5 m/s。
故选AD。
14.AD
【解析】
【详解】
AB.由题意可知,在内cm处质点振动方向没有变化,故该处质点只能向上振动到达虚线对应位置,由“同侧法”可知波只能向左传播,A正确,B错误;
C.在0.1s内cm处质点路程为振幅A,即历时,故波的周期为0.4s,频率为2.5Hz,C错误;
D.在1s内,即2.5T,cm处的质点通过的路程为
D正确。
故选AD。
15. 2 0.4
【解析】
【详解】
水波的频率等于振源的频率,由题意知小木棒的振动频率为2Hz,所以水波频率为2Hz;
水波波长等于相邻两个波峰间距离,为20cm,根据波速公式
带入数据可得
v=0.4m/s
16. 6 m/s 平衡位置
【详解】
由题意知
所以周期为
因为该简谐波的周期大于0.5s,所以
波速为
t=0时x=2 m处的质点位于平衡位置正向上运动,经t=2 s,即经过3个周期,质点仍然位于平衡位置正向上运动。
17.减小
【详解】
当狭缝越窄时,越容易产生明显的衍射现象,显然由于档板存在,波不能直接传到A点,只有当M、N两板的间距变小时,水波才能产生明显的衍射现象,传播到A点,使A处的水发生振动。
18.(1)200cm;(2)(N=0、1、2……);(3)3m/s
【详解】
(1)根据乙图,此列波的振幅为100cm,当A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷,故此时刻,A、B竖直方向的高度差为200cm。
(2)当A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷,设A、B之间除了半个波长外,还有N个完整的波形(N=0、1、2……),则
解得
(N=0、1、2……)
(3)若此时A、B之间只有一个波峰,即N=1,有
解得
根据乙图,波的周期为1s,这列水波的传播速度
19.(1)1360Hz;(2)1088m/s
【详解】
(1)声波在空气中的频率为
进入另一种介质时频率不变,仍为1360Hz。
(2)声波在这种介质中的传播速度大小为
20.见解析
【详解】
由题意可知t时刻的波形可能有四种情况,如图所示
对(a)图,N质点正经过平衡位置向上振动,则Δt可能为,,,即
Δt=T(n=0,1,2)
波长为2Δx,则波速为
v==
联立解得
va=(n=0,1,2)
同理对于(b)图可得,N质点正经过平衡位置向下振动,则Δt可能为
Δt=T(n=0,1,2)
波长为Δx,则波速为
v==
联立解得
vb=(n=0,1,2)
对于(c)图可得,N质点正经过平衡位置向上振动,则Δt可能为
Δt=T(n=0,1,2)
波长为Δx,则波速为
v==
联立解得
vc=(n=0,1,2)
对于(d)图可得,N质点正经过平衡位置向下振动,则Δt可能为
Δt=T(n=0,1,2)
波长为Δx,则波速为
v==
联立解得
vd=(n=0,1,2)
21.(1)3s;(2)
【解析】
【详解】
(1)由图可知,波长
由介质中m处的质点Q回到平衡位置的最短时间为1s可知
解得
则波速为
从时刻开始,m处的质点第一次到达波峰的时间为
(2)由图可知,振幅

Q的初相为
质点Q的振动方程为
22.(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)由
得该简谐横波的周期
的质点的位移随时间变化的函数表达式
(2)由图可知,得该简谐橫波的波长
波速
波自处传播到处所需的时间
平衡位置位的质点的振动方程为
时,该质点的位移
自至,平衡位置位的质点经过的路程
答案第1页,共2页
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