粤教版高中物理选择性必修第一册课时练16机械波的描述含答案（教师用）

课时素养评价16　机械波的描述
(分值：62分　单选4分　多选6分)
A组　知识点分组练
1．关于波的图像，下列说法错误的是(　　)
A．波的图像反映的是某一时刻介质中各质点的位移情况
B．若已知某一质点在某时刻的振动方向，则可以由波的图像判断出波的传播方向
C．从波的图像中能读出质点的振幅和周期
D．在不同时刻波的图像有可能完全相同
解析：由波的图像的物理意义可知A正确；采用质点带动法，可由波的图像和质点振动方向判断出波的传播方向，B正确；由振动图像可读出振幅和周期，由波的图像不能读出周期，C错误；根据波的图像的重复性可知，相隔时间为周期整数倍的两个时刻波形相同，D正确．综上所述，应选择C．
答案：C
2．(多选)下列关于波长的说法中正确的是(　　)
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且相同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质点间的距离等于一个波长
解析：机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形，A正确；由波形图可见，在一个完整波形上，位移相同的相邻质点之间距离不一定等于一个波长，B错误；速度最大且相同的质点，在波形图上是在平衡位置上，如果相邻，那么正好是一个完整波形的两个端点，C正确；振动情况总是相同的两质点间的距离是波长的整数倍，D错误．
答案：AC
3．(多选)下列等于一个波长的是(　　)
A．在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的相邻两个质点间的距离
B．横波的图像中，波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离
C．纵波的图像中，相邻的两个密部(或疏部)之间的距离
D．一个正弦(或余弦)波形的曲线长
解析：在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的相邻两个质点的振动步调完全相同，故根据波长的定义可知，这两个质点间的距离为一个波长，A正确；横波的图像中，相邻的两个波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离为一个波长，纵波的图像中，相邻的两个密部(或疏部)之间的距离等于一个波长，B错误，C正确；波长与正弦(或余弦)波形的曲线长不同，D错误．
答案：AC
4．关于次声波、可听声、超声波在空气中的传播速度，下面说法正确的是(　　)
A．次声波最快 B．可听声最快
C．超声波最快 D．一样快
解析：通常声音在空气中的传播速度大约为340 m/s，声音的传播速度与介质的种类有关，也与温度有关，与声音的特性无关，次声波、可听声、超声波都是声音，故传播速度一样快，D正确．
答案：D
5．如图所示，将一根粗绳AB和一根细绳BC连接在一起，在粗绳左端A处持续稳定地抖动，振动沿绳子向另一端传播形成波．则该波在两段绳传播的过程中(　　)
A．波长相同 B．频率相同
C．波速相同 D．都是纵波
解析：根据题意，频率由波源决定，而波速取决于介质，波长既和介质有关，也和波源有关，所以该波在两段绳传播的过程中频率相同，而波速和波长不相同，A、C错误，B正确；由于传播方向与振动方向垂直，所以绳波为横波，D错误．
答案：B
6．如图所示，第一次使振源以f的频率振动，在水槽中产生一列波长为λ1的水波，水波不断向外传播．第二次使振源以2f的频率振动，产生一列波长为λ2的水波．设水槽中的水匀质且深度保持不变．下列说法正确的是(　　)
A．水波向外传播的过程中，传播速度不断减小
B．同一列波，各个质点振动的频率都相等
C．同一列波，距离波源远的点振动的频率小
D．λ2＝λ1
解析：波的传播速度由介质决定，在同一均匀介质中，其传播速度相同，A错误；水面各点的振动均为受迫振动，频率由波源决定，C错误，B正确；介质相同，波的传播速度相同，根据λ＝，由于频率加倍，传播速度不变，所以λ2＝λ1，D错误．
答案：B
7．(多选)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运动．测得两小木块每分钟都上下30次．甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，这列水面波(　　)
A．频率是30 Hz B．频率为0.5 Hz
C．波长是2 m D．波速为1 m/s
解析：由题意知甲、乙两小木块间的距离x＝3 m＝λ，故波长λ＝2 m，又知两小木块都是每分钟振动30次，故周期T＝2 s，频率f＝0.5 Hz，则波速v＝＝1 m/s，故B、C、D正确．
答案：BCD
8．(2024·广东卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播．波速为1 m/s，t＝0时的波形如图所示．t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点相对平衡位置的位移为(　　)
A．0 B．0.1 m
C．－0.1 m D．0.2 m
解析：由图可知简谐波的波长为λ＝2 m，所以周期为T＝＝＝2 s，当t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点运动半个周期到达波峰处，故相对平衡位置的位移为0.1 m.
答案：B
B组　促思提能训练
9.某时刻横波的波形如图所示，此时介质中质点P的振动动能在逐渐增大．则下列说法正确的是(　　)
A．波沿x轴正方向传播
B．质点P运动方向沿y轴负方向
C．质点Q振动的动能也逐渐增大
D．质点Q所受的合力方向沿y轴正方向
解析：此时介质中质点P的振动动能在逐渐增大，可知此时质点P沿y轴向上振动，根据波形平移法可知，波沿x轴负方向传播，A、B错误；由于波沿x轴负方向传播，则此时质点Q沿y轴向下振动，质点Q振动的动能在减小，质点Q所受的合力方向沿y轴正方向指向平衡位置，C错误，D正确．
答案：D
10．一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图所示，介质中x＝4 m处的质点P此刻沿y轴正方向运动，质点P的振动周期T＝0.4 s，则该波(　　)
A．波长为4 m B．振幅为12 cm
C．波速为20 m/s D．沿x轴负方向传播
解析：由图可知，振幅为A＝6 cm，波长为λ＝8 m，A、B错误；该波的波速v＝＝ m/s＝20 m/s，C正确；质点P此刻沿y轴正方向运动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，D错误．
答案：C
11．(16分)一列沿x轴正方向传播的简谐波，在t＝0时的波形图如图所示，已知这列波的周期为0.4 s，求：
(1)这列波的波速．
(2)经过多少时间质点B第一次到达波峰及这段时间里B通过的路程．
(3)质点A的振动方程．
解析：(1)根据波速的计算公式v＝，
解得v＝10 m/s.
(2)波传到B点的位移为x＝9 m－5 m＝4 m，
波传到B点的时间为t1＝＝0.4 s，
波传到B点后，质点B第一次到达波峰的时间t2＝T＝0.3 s，
由t＝0时刻到质点B第一次出现波峰的时间t＝t1＋t2＝0.7 s，
质点B通过的路程为s＝3A＝3×3 cm＝9 cm.
(3)角频率为ω＝＝5π rad/s，
沿x轴正方向传播的简谐波，质点A正经平衡位置向下振动，则振动方程为y＝3sin (5πt＋π) cm.
答案：(1)10 m/s　(2)0.7 s，9 cm
(3)y＝3 sin (5πt＋π) cm
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