2.1 波的形成和描述 同步练习 (含解析) (1)

2.1
波的形成和描述
同步练习
1．以下对机械波的认识正确的是(　　)
A．形成机械波一定要有波源和介质
B．振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同
C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
【解析】　波源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确；简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D都错．
【答案】　A
2．(多选)关于波的周期下列说法正确的是(　　)
A．质点的振动周期就是波源的周期
B．波的周期是由波源驱动力的频率决定的
C．波的周期与形成波的介质的密度有关
D．经历整数个周期波形图重复出现，只是波形向前移动了一段距离
【解析】　波的周期性是由质点振动的周期性决定的，故A选项正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故B选项正确，C选项错误；D选项正是波的周期性的体现，故D正确．
【答案】　ABD
3．(多选)(2013·三明检测)关于波长下列说法正确的是(　　)
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】　机械振动在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故A选项正确；在一个完整波形上，位移相同的质点间的距离不一定等于一个波长，故B选项错误；在波形图的平衡位置上且速度相同的相邻的两点，正好是一个完整波形的两个端点，所以C选项正确；振动情况总是相同的两点间的距离是波长λ的整数倍，故D选项不正确．
【答案】　AC
4．关于横波和纵波下列说法正确的是(　　)
A．对于横波质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
B．对于纵波质点的振动方向与波的传播方向一定相同
C．形成纵波的质点，随波一起迁移
D．空气介质只能传播纵波
【解析】　形成横波的质点振动的方向只能与波的传播方向垂直，形成纵波的质点的运动方向总是与波的传播方向平行，有时相同，有时相反，故A、B选项都错误；无论是横波还是纵波，质点都是在平衡位置附近往复运动，不会随波定向移动，故C错误；空气中的机械波只能是纵波，D选项正确．
【答案】　D
5．(2012·浙江高考)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波．某一时刻的波形如图2－1－15所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置．下列说法正确的是(　　)
图2－1－15
A．a、b两点之间的距离为半个波长
B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C．b点完成全振动次数比a点多一次
D．b点完成全振动次数比a点少一次
【解析】　波的图象中相邻波峰间的两质点间的距离为一个波长，且振动开始时刻相差一个周期，所以选项A、B均错误；质点b开始振动的时刻比质点a晚一个周期，因此质点b完成全振动的次数比质点a少一次，所以选项D正确，选项C错误．
【答案】　D
6．如图2－1－16所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，已知质点A在此时刻的振动方向如图中箭头所示，则以下说法中正确的是(　　)
图2－1－16
A．波向左传播，质点B向下振动，质点C向上振动
B．波向右传播，质点B向上振动，质点C向下振动
C．波向左传播，质点B向上振动，质点C向上振动
D．波向右传播，质点B向下振动，质点C向下振动
【解析】　根据波峰(波谷)两侧质点振动方向相反及相邻波峰与波谷之间各质点振动方向相同，判断质点B、C振动方向．沿波传播方向，前面质点先振动，后面质点后振动，即前面质点带动邻近后面质点振动，以此判断波的传播方向．
质点B与A位于波峰两侧，它们的振动方向相反，已知质点A竖直向下振动，所以质点B应竖直向上振动．
质点A与C位于波谷两则，它们的振动方向相反，所以质点C应竖直向上振动．
比较A、C两质点，质点C已经过负的最大位移向平衡位置振动，而质点A还未到达负的最大位移，所以质点C比质点A先振动，即波先传到质点C，后传到质点A，所以波是向左传播的．
只有选项C是正确的．
【答案】　C
7．(2012·福建高考)一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图2－1－17甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是(　　)
图2－1－17
A．沿x轴负方向，60
m/s　
B．沿x轴正方向，60
m/s
C．沿x轴负方向，30
m/s
D．沿x轴正方向，30
m/s
【解析】　由题图甲知，波长λ＝24
m，由题图乙知T＝0.4
s．根据v＝可求得v＝60
m/s，故C、D项错误．根据“带动法”可判断出波的传播方向沿x轴负方向，故A项正确，B项错误．
【答案】　A
图2－1－18
8．一列波在介质中向某一方向传播，如图2－1－18为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是(　　)
A．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T
B．波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间3T/4
C．波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T/4
D．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T/4
【解析】　由于此时Q点向下振动，且Q质点右方邻近质点在Q点下方，则波向左传播，N是波源．振动从N点传播到M点，经过一个周期，又从波源N起振开始计时，需经T，P点才开始起振，故P质点已振动了T/4，选项C正确．
【答案】　C
图2－1－19
9．(多选)(2012·天津高考)沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图2－1－19所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40
m/s，则t＝(1/40)s
时(　　)
A．质点M对平衡位置的位移一定为负值
B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同
C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同
D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反
【解析】　
当t＝
s时，波传播的距离Δx＝vt＝40×
m＝1
m，所以当t＝
s时波的图象如图所示，由图可知，M对平衡位置的位移为正值，且沿y轴负方向运动，故选项A、B错误；根据F＝－kx及a＝－x知，加速度方向与位移方向相反，沿y轴负方向，与速度方向相同，选项C、D正确．
【答案】　CD
10．(2010·北京高考)一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图2－1－20甲所示，此后，若经过周期开始计时，则图2－1－20乙描述的是(　　)
　　　
甲　　　　　　　　　　乙
图2－1－20
A．a处质点的振动图象
B．b处质点的振动图象
C．c处质点的振动图象
D．d处质点的振动图象
【解析】　因横波沿x轴正向传播，经周期振动到平衡位置的质点为b、d两质点，该时刻b质点的振动方向沿y轴负方向，d质点的振动方向沿y轴正方向，图乙为b处质点的振动图象，B对，A、C、D错．
【答案】　B
11．图2－1－21(a)表示一列简谐波在介质中传播时，某一质点a的振动图象，请你在图(b)中作出这列简谐波在t＝0时刻的波形(质点a画在坐标原点上)．
　　　
(a)　　　　　(b)
图2－1－21
【解析】　t＝0时刻质点a正处于平衡位置且沿y轴正方向运动，经到达正向最大位移处，设x轴正方向为波传播的方向，利用波形与振动方向关系的判断方法，得出t＝0时的波形如图所示．
【答案】　见解析
图2－1－22
12．一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形如图2－1－22所示，已知波的传播速度是16
m/s.
(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少．
(2)画出再经过0.125
s时的波形图象．
【解析】　(1)由图象可以看出，质点振动的最大位移是10
cm，因此振幅是10
cm.
(3)经0.125
s波形沿x轴正方向移动的距离为Δx＝vΔt＝16×0.125
m＝2
m，所以经过0.125
s后的波形图象如图中的虚线所示．
【答案】　见解析