同步课时精练（十三）3.2机械波的描述（后附解析）

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同步课时精练（十三）3.2 机械波的描述（后附解析）
一、单选题
1．机械波从一种介质传到另一种介质，不发生变化的物理量是（　　）
A．波的传播速度 B．波的频率 C．波的波长 D．波的振幅
2．一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2.0m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，t=0.9s时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法错误的是:（　　）
A．波速为0.5m/s
B．经过1.4s质点P运动的路程为70cm
C．t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第三次到达波谷
D．与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz
3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为。在传播方向上有P、Q两质点，坐标分别为，。波传播到P点开始计时，P点的振动图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波的振幅为 B．该波的频率为
C．该波的波长为 D．经过，波将传播到Q点
4．某同学手握绳子的一端，上下挥动，绳上产生波。则当该同学手运动的频率加快时，绳波的（　　）
A．波长不变 B．波长变大 C．波速不变 D．波速变大
5．一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a位于负的最大位移处，b正沿y轴正方向运动，从此刻起再经1.5s，质点a第二次到达平衡位置。由此可知该列波（ ）
A．沿x轴正方向传播
B．传播速度大小为1.2m/s
C．从该时刻起，经过0.5s，质点a沿波的传播方向移动了1.2m
D．该时刻以后，b比c晚到达负的最大位移处
6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示。已知波速为0.4m/s，且波刚传到c点。下列选项中说法错误的是（　　）
A．波源的振动周期为0.2s
B．t=0时，质点d沿y轴正方向运动
C．t=0时，质点a的加速度比质点b的加速度小
D．质点a比质点b先回到平衡位置
7．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示（波恰好传播到Q点），时R点第一次达到波谷。P、Q、M、R分别是平衡位置在1m、5m、6m、9m的点。下列说法正确的是（　　）
A．这列波的周期为8s
B．时，P点在波峰位置
C．P点的起振方向沿y轴正方向
D．从时刻到R点第一次到达波峰，M点通过的路程为14cm
8．位于在坐标原点的波源从时刻开始做简谐运动，时第一次形成如图实线所示的波形，时刻形成的部分波形如图虚线所示，则下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿y轴负方向 B．波传播的速度为3m/s
C．波源振动的周期为2s D．时刻可能为
9．坐标原点处的质点从平衡位置开始振动，形成的振动沿x轴正向传播，波传播到处开始计时，处的质点P的振动方程为，时刻，在坐标原点与之间第二次出现如图所示的波形，则下列判断正确的是（　　）
A．波源处的质点起振方向沿y轴正向
B．波的传播速度大小为1m/s
C．
D．时刻，质点P已运动的路程为160cm
二、多选题
10．下列波形图中正确的是(　　)
A． B． C． D．
11．将绳的一端与簧片相连，绳可随簧片振动。当簧片振动形成稳定绳波后，给装置拍照，部分照片如图甲所示，绳波的波动图像如图乙所示。从某时刻开始计时，绳上P点的振动图像如图丙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．图甲中质点P正向下运动
B．开始计时0.5 s后将再一次出现图甲波形
C．这列波的传播速度为2.0 m/s
D．提高振动簧片的每秒振动次数，波长将会减小
12．如图所示，O为上下振动的波源，M、N分别是其左右两侧位于波传播方向上的两点，它们振动的平衡位置与波源O振动平衡位置的距离分别为OM=8.6m、ON=4.2m．已知波传播的速度为20m/s，波源的振动频率为25Hz．下列说法正确的是( )
A．该波源振动激发的波是横波
B．M、N两点的速度方向始终相同
C．当波源处于波峰时N点振动方向向下
D．当波源处于波谷时，M、N两点都处于平衡位置
E．当波源处于平衡位置并向上运动时M点处于波峰
三、解答题
13．如图所示为一简谐横波在时刻的波形图，从该时刻起，介质中的质点P做简谐运动的表达式为。求：
（1）该波的传播方向；
（2）该波的波长、频率和传播速度；
（3）画出s时的波形图（至少画出一个波长）。
14．蝙蝠如果每秒钟发射50次超声波，每次发出100个频率为105Hz的波，那么在空气中形成一系列断续的波列。已知空气中声速为340m/s，求：
(1)每个波列的长度及两波列间隔的长度；
(2)如果此声波进入水中传播，声波在水中的传播速度为1450m/s，那么波列的长度及两波列间隔的长度又是多少？
15．一列以的速度沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示，M点的振动情况如图乙所示。M、N、P、Q是介质中的四个质点，时刻M点位于平衡位置，P点和Q点分别位于波谷和波峰。求：
（1）M、Q两质点平衡位置之间的距离Δx；
（2）质点P的平衡位置坐标xP。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
解析：机械波从一种介质传到另一种介质，不发生变化的物理量是波的频率。
答案：B。
2．A
解析：A．简谐横波向右传播，由波形平移法知，各点的起振方向为竖直向上，t=0.9s时，P点第三次到达波峰，即有
解得
T=0.4s
则波速为
故A错误；
B．t=1.4s相当于3.5个周期，每个周期路程为
4A=20cm
所以经过1.4s质点P运动的路程为
s=3.5×4A=3.5×20cm=70cm
故B正确；
C．波传到Q经历时间
经过2.75T，即再经过1.1s后Q第三次到达波谷，所以t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第三次到达波谷，故C正确；
D．要发生干涉现象，另外一列波的频率一定相同，即
故D正确。
答案：BCD。
3．D
解析：A．该波的振幅为，A错误；
B．周期为0.2s，故频率为5Hz，B错误；
C．波速为，则波长为
C错误；
D．经过，波传播的距离为
故波将传播到Q点，D正确。
答案：D。
4．C
解析：CD．波速与传播介质有关，与波源频率无关，所以当该同学手运动的频率加快时，波速不变，故C正确，D错误；
AB．根据可知当频率增大而波速不变时，波长变短，故AB错误。
答案：C。
5．D
解析：A．b正沿y轴正方向运动，波沿x轴负方向传播，A错误；
B．根据题意可得
解得
由
B错误；
C．波动图像中，各质点不随波迁移，C错误；
D．由波动图像可知，质点c正沿y轴负方向运动，c比b先到负的最大位移处，D正确。
答案：D。
6．D
解析：A．由题图可知，波长
而波速
则周期
故A正确，不符合题意；
B．因为波沿x轴正方向传播，根据“上下坡法”，可知d处于“下坡路”，故t=0时刻质点d沿y轴正方向运动，故B正确，不符合题意；
C．t=0时，质点a的位移小于质点b的位移，根据简谐振动的特点，质点a的加速度比质点b的加速度小，故C正确，不符合题意；
D．在t=0时刻，质点a的振动方向沿y轴负方向向波谷运动，而质点b的振动方向沿y轴负方向向平衡位置运动，故质点a比质点b后回到平衡位置，故D错误，符合题意。
答案：D。
7．B
解析：A．时点第一次达到波谷，相当于平衡位置在的振动形式传播到点，可得该波的传播速度大小，
因此该波的周期
故A错误；
C．根据同侧法可知该波中所有质点的起振方向都是轴负方向，故C错误；
B．由
根据同侧法可知时刻点向下振动，在时在位置波峰位置，故B正确；
D．当点第一次到达波峰，相当于平衡位置在的质点的振动形式传播到点，需要的时间
从时刻到到波传到点所需的时间
点振动的时间按
该过程中M点通过的距离为
故D错误。
答案：B。
8．C
解析：A．将实线向右平移一个微小距离，可以看出处的质点向上振动，故波源的起振方向沿y轴正方向，故A错误；
B．波在内，传播的距离为，波传播的速度为
故B错误；
C．由图像可知，波源振动的周期为
故C正确；
D．经过时间波形如图中虚线，但波不是传播到，因为该质点振动方向沿y轴负方向，x=9m后至少还有半个波长，即至少传播到，至少传播的时间为
故D错误。
答案：C。
9．D
解析：A．由质点P的振动方程可知：波刚传到质点P时，质点向y轴负向振动，波源处的质点起振方向沿y轴负方向，故A错误；
B．由图可知，波的波长
周期
则波速
故B错误；
C．波从计时开始传播到处的时间
处质点从开始振动到第二次达到正向位移最大处的时间
则
故C错误；
D．时刻，质点P已运动的路程为
故D正确。
答案：D。
10．BC
解析：AB．质点位于沿波传播方向波形的下坡上，所以质点向上振动，故A错误，B正确；
CD．质点位于沿波传播方向波形的上坡上，所以质点向下振动，故C正确，D错误。
答案：BC。
11．CD
解析：A．图甲由于波向右传播，可知图中质点P正向上运动，选项A错误；
B．因波的周期为T=2s，则开始计时0.5 s后不会再一次出现图甲波形，选项B错误；
C．这列波的波长λ=4m，则传播速度为
选项C正确；
D．提高振动簧片的每秒振动次数，则频率加大，周期减小，因波速不变，则由λ=vT可知，波长将会减小，选项D正确。
答案：CD。
12．ADE
解析：A．波源上下振动，产生的波向两侧传播，波的传播方向与波源的振动方向垂直，则该波源振动激发的波是横波，故A正确；
B．波长：
m
因
OM=8.6m=10
ON=4.2m=5
则M、N两点的速度方向不是始终相同的，故B错误；
C．当波源处于波峰时N点处于平衡位置，振动方向向上，故C错误；
D．当波源处于波谷时，M、N两点都处于平衡位置，故D正确；
E．因
OM=8.6m=10
则当波源处于平衡位置并向上运动时M点处于波峰，故E正确。
答案：ADE．
13．（1）沿x轴正方向；（2）4m：2.5Hz；10m/s；（3）见解析
解析：（1）由公式，有
可知，时刻质点P向y轴正方向运动，根据上下坡法知，波沿x轴正方向传播。
（2）由波形图得，波长。由简谐运动的表达式可知，故波的周期
则频率
则波速
（3）经过s，即经过个周期，波形如图所示
14．（1）0.34m，6.46m；（2）1.45m，27.55m
解析：(1)波长
λ1＝m＝3.4×10－3m
波列长度
L1＝100λ1＝0.34m
两波列时间间隔
Δt＝()s＝0.019s
两波列间隔长度
L1′＝v1Δt＝340×0.019m＝6.46m
(2)声波在水中频率不变，时间间隔不变，只是波速变大，波长变长。
同理：波列长度
L2＝100＝100×m＝1.45m
两波列间隔长度
L2′＝v2Δt＝1450×0.019m＝27.55m
15．（1）；（2）
解析：（1）由图像可得，，波长为
M、Q两质点平衡位置之间的距离
（2）从时刻开始，M点向上振动，波向右传播，根据题意设N点的运动方程为
时，，代入求得
所以N点的振动方程为
当N点第一次回到平衡位置，即此时
求得
故P的平衡位置坐标
答案第1页，共2页
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