3.1波的形成和描述 课时练（word版含解析）

3.1波的形成和描述 课时练（含解析）
一、选择题
1．一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，此时a、b、c三个质点距平衡位置的距离相同。下列说法正确的是（　　）
A．该时刻质点a和质点b的速度相同
B．该时刻质点a和质点b的加速度相同
C．该时刻质点b和质点c的位移相同
D．质点b将比质点c先回到平衡位置
2．下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（　　）
A．振源上下振动形成的波是横波
B．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波
C．振源左右振动形成的波是纵波
D．在固体中传播的波一定是横波
3．男女二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为、、和、、，它们之间的关系是 （　　）
A．，， B． ，，
C．，， D．以上说法都不正确
4．如图甲所示，均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波源起振方向垂直水平面向上，其中实线表示波峰，虚线表示与波峰相邻的波谷。T=0时刻，波峰恰好第一次传到了A点。A处质点的振动图像如图乙所示，z轴正方向竖直向上。下列判断正确的是（　　）
t=2s时， B、F两处质点位于波谷
B．s时， C、G两处质点位于波峰
t=8s时，D处质点位移方向竖直向上
D．t=8s时，H处质点振动速度方向竖直向上
5．如图甲所示，t=0时，一小船停在海面上的P点，一块浮木漂在纵坐标y=0.5m的R点，其后小船的振动图像如图乙所示，可知（　　）
A．水波的振动向x轴负方向传播
B．水波波速为0.3m/s
C．1.2s末，小船运动到Q点
D．1.5s末，浮木向下运动
6．图甲中B超成像的基本原理就是通过探头向人体发送超声波信号，遇到人体组织会产生不同程度的反射，接收后经计算机的处理，形成B超图象。图乙为沿x轴正方向发送的超声波图象，已知超声波的频率约为1.25105Hz，下列说法中不正确的是（　　）
A．此超声波在人体内传播速度约为1500m/s
B．图乙中质点A此时沿y轴正方向运动
C．图乙中质点A、B此时的速度不同
D．图乙中质点B从图示时刻开始经过s通过的路程为4cm
7．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，a、b质点在x轴上的平衡位置分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．波沿x轴负方向传播
B．波的传播速度为
C．时，a、b两点的速度和加速度均等大反向
D．从到质点a的路程为
8．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（　　）
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
9．一列沿x轴正方向传播的横波，其振幅为A，波长为，某一时刻的波形图如图所示，在该时刻某质点的坐标为（，0），经过四分之一周期后，该质点坐标为（　　）
A．（，0） B．（，A） C．（，-A） D．（，-A）
10．男女二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它们之间的关系是（　　）
A．f1>f2，λ1>λ2，v1>v2 B．f1C．f1>f2，λ1<λ2，v1=v2 D．以上说法都不正确
11．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz，下列说法不正确的是（　　）
A．0~1.25×10-7s内质点M运动的路程为2 mm
B．质点M第一次位移为0.2mm的时刻是×10-7s
C．超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s
D．t=1.5×10-7s时质点N恰好处于波谷
12．如图所示为一列沿长绳传播的横波，当手抖动的频率变小时，横波的（ ）
A．速度不变，波长减小 B．速度不变，波长增大
C．速度减小，波长增大 D．速度增大，波长不变
13．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
14．高二年级某同学在天鹅湖中投入一颗小石块激起一列水波，该同学发现湖中有两片小树叶在做上下振动，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶之间还有2个波峰。用手机测量两树叶间水面距离是5m，再通过手机计时发现两树叶在1min内都上下振动了120次。则下列说法正确的是（　　）
A．该列水波的波速是 B．该列水波的频率是120Hz
C．该列水波的波长是2.5m D．两片树叶的振动方向相反
15．如图，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图，已知该波的波速是0.8m/s，下列说法正确的是（　　）
A．这列波的波长是14cm
B．t=0.2s时，x=10cm处的质点加速度正在减小
C．这列波的周期是0.125s
D．t=0时，x=4cm处的质点速度沿y轴负方向
E．这列波一定是沿x轴负方向传播的
二、解答题
16．广西崇左市大新县附近（北纬22.90度，东经106.71度）发生5.0级左右地震，已知地震中的纵波和横波在地表附近的传播速度为9.1 km/s和3.7 km/s，在某地观测站中，记录了该地震的纵波和横波到达该地的时间差为5.4 s。
（1）求这个观测站距震源的距离；
（2）观测站首先观察到的是上下振动还是左右晃动。
17．如图所示，数字式声波发生装置可经调整发出特定频率的声波，现有固有频率为的音叉，发声装置发出的声波，音叉明显振动，已知此时声波速度。若音叉放置较远距离仍可以保证效果，按照前述调整发出该频率的声波，从声源振动开始计时，经过，音叉某点发生了16次全振动，则声源到该点距离为多少？此声波的波长多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．简谐横波沿x轴正方向传播，则a点向上振动，b点向下振动，质点a和质点b的速度方向不同，速度不同，故A错误；
B．波形图中质点加速度与位移成正比，该时刻质点a和质点b的位移相同，加速度相同，故B正确；
C．此时a、b、c三个质点距平衡位置的距离相同，该时刻质点b和质点c的位移方向相反，位移不同，故C错误；
D．b点、c点都向下振动，质点c将比质点b先回到平衡位置，故D错误。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
ABC．物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫做横波，把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波叫做纵波，对于纵波质点的运动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，AC错误，B正确；
D．固体中不仅仅能传播纵波，横波也可以传播，D错误。
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
由于女高音和男中音在同一介质中传播，因而波速相同；音调高即频率高，故；再由，因相同，所以。即
，，
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A．由题知图甲中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，则有
图乙为质点P的振动图像，则
根据波速计算公式有
最近的波谷传到B、F两处质点所需要的时间
A错误；
B．由图甲可知，最近的波谷传到C、G点时，波形移动的距离为
则需要的时间为
B正确；
C．在t=8s恰好是两倍周期，根据波的传播图形，D处质点位移方向竖直向下，C错误；
D．同C选项可得，H处质点振动速度方向竖直向下，D错误。
故选B。
5．D
【解析】
【详解】
A．由题图乙可知，t=0时刻小船沿y轴正方向起振，则此时小船应位于波传播方向波形的下坡上，所以水波的振动向x轴正方向传播，故A错误；
B．由题图甲、乙可知波的波长和周期分别为λ=4m、T=1.2s，所以水波波速为
故B错误；
C．小船只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向移动，故C错误；
D．t=0时刻浮木正位于波传播方向的上坡上，所以此时浮木沿y轴负方向运动，
因为
且t=0时刻浮木位于平衡位置上方，所以1.5s末，浮木向下运动，故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
【详解】
A．根据图乙可得，图像的波长为12mm，由
A正确；
B．超声波沿x轴正方向传播，质点A此时沿y轴正方向运动，B正确；
C．质点A、B此时的y轴方向相反，故此时速度不同，C正确；
D．质点B振动的频率为
质点B从图示时刻开始经过s，即运动了四分之一个周期，因B 此刻不是在平衡点或波峰波谷的位置，故四分之一个周期的运动路程小于一个振幅（4cm），D错误。
本题选择不正确的，故选D。
7．C
【解析】
【详解】
A．由图乙可知，时刻质点速度向上，由波形平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由图知
，
则波速为
B错误；
C．a、b质点在x轴上的平衡位置分别为，，则
可知a、b相距半个波长，故此两点为反相点，a、b两点的速度和加速度均等大反向，C正确；
D．从1.0s到1.5s，质点a经过个周期，经过的路程，D错误；
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
AB．根据题意可知，P与S相距一个或两个波长，因为SP=0.8m，所以波长可能为
或
t=0时刻S振动方向向上，Q恰好第二次到达波谷，Q质点振动的时间为
所以SP间的距离有两个波长，即，可得波速为
故AB错误；
C．由上分析可得
若SQ为，则 SP间将超过两个波长，所以
故C正确；
D．由以上分析可知QP相差两个半波长，所以P与Q同时通过平衡位置，且振动方向相反，故D错误。
故选C。
9．C
【解析】
介质中质点只在平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，所以经过四分之一周期，其横坐标仍为λ；又横波x轴正方向传播，可判断该时刻质点的振动方向向下，所以经过四分之一周期，其纵坐标为-A。
故选C。
10．C
【解析】
【详解】
AB．由于女高音和男中音在同一介质中传播，因而波速相同，AB错误；
CD．音调高即频率高，故f1>f2；由
v=λf
因v相同，所以λ1<λ2，C正确，D错误。
故选C。
11．B
【解析】
A．由题可知，质点M运动的路程为
A正确，不符合题意；
BC．超声波在血管中的传播速度为
根据传播方向可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向。当坐标为 的质点的振动形式传到M点时，质点M第一次位移为0.2mm，此时波向前传播
所用时间
B错误，符合题意；C正确，不符合题意；
D．质点N第一次到达波谷的时间为
D正确，不符合题意。
故选B。
12．B
【解析】
波速由介质决定，所以波速是不变的。又由波长、波速、频率的关系λ = 可知随着频率的变小，波长增大。
故选B。
13．BC
【解析】
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。
14．AD
【解析】
【详解】
B．手机计时发现两树叶在1min内都上下振动了120次，该列水波的频率是
故B错误；
C．当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶之间还有2个波峰，用手机测量两树叶间水面距离是5m，则有
解得
故C错误；
A．该列水波的波速是
故A正确；
D．两树叶间，相差，则两片树叶的振动方向相反，故D正确。
故选AD。
15．BDE
【解析】
【详解】
A．这列波的波长是12cm，所以A错误；
C．这列波的周期为
所以C错误；
E． t=0.2s时，根据
由图像可知这列波向左传播，所以E正确；
B． t=0.2s时，根据上下坡法则，x=10cm处的质点处于上坡过程，其振动方向向下，所以加速度正在减小，则B正确；
D． t=0时，x=4cm处的质点处于上坡过程，其振动方向向下，则速度沿y轴负方向，所以D正确；
故选BDE。
16．（1）34 km；（2）上下振动
【解析】
（1）横波的速度为v1=3.7 km/s，纵波的速度为v2=9.1 km/s，则有
代入数据解得
s=34 km
（2）纵波的速度大于横波的速度，所以纵波先到达，首先观察到的是上下振动。
17．
【解析】
【详解】
根据公式得声波波长
根据得
16次全振动时间
声源到该点距离
答案第1页，共2页