2.1 波的形成和描述 同步练习 (含解析) (3)

2．1
波的形成和描述
同步练习
1．关于机械波的说法正确的是
(　　)．
A．相邻的质点要相互做功
B．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能
C．振源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动
D．波中各质点振动频率是相同的
解析　机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使振源的振动形式与振源的能量向远处传播而形成的，前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确；波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，因此B错；每个质点都是由振源依次带动下面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与振源频率相同，并且都“仿照”振源振动，故C、D正确．
2．关于机械波的形成，下列说法中正确的是
(　　)．
A．物体做机械振动，一定产生机械波
B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间上有些落后
C．参与振动的质点都有相同的频率
D．机械波是媒质随波迁移，也是振动能量的传递
解析　机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介质．若只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A选项错误；任何一个振动的质点都是一个波源带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，但振动频率相同，故B选项正确、C选项正确．形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离振源远处的质点振动的能量，是通过各质点的传递从振源获得，故D选项不正确．答案　BC
3．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是
(　　)．
A．振动是波的成因，波是振动的传播
B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象
C．波的传播速度就是质点振动的速度
D．波源停止振动时，波立即停止传播
解析　机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动由近及远传播而形成波，所以选项A和B正确．波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误．波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播；当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播，选项D错误．答案　AB
4.一列波在介质中向某一方向传播，图为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在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
C．波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间
D．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间
解析　由于此时Q质点向下振动，且Q质点右方邻近质点在Q质点下方，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，又因从波源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，选项C正确．
5．关于振动图象和波的图象，下列说法正确的是
(　　)．
A．波的图象反映的是很多质点在同一时刻的位移
B．通过波的图象可以找出任一质点在任一时刻的位移
C．它们的横坐标都表示时间
D．它们的纵坐标都表示质点的位移
解析　波的图象反映的是沿波的传播方向上各个质点在某一时刻的位移，A项对，B项错；波的图象的横坐标表示的是振动质点的平衡位置坐标，C项错；波的图象和振动图象的纵坐标都表示质点的位移，D项对．
6．图(a)中，波源S从平衡位置y＝0开始向y轴正方向运动，振动周期为T＝0.01
s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v＝80
m/s.经过一段时间后，P、Q两点开始振动．已知距离SP＝1.2
m、SQ＝2.6
m．若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在图2－1－22(b)的振动图象中，能正确描述P、Q两点振动情况的是
(　　)．
A．甲为Q点的振动图象
B．乙为Q点的振动图象
C．丙为P点的振动图象
D．丁为P点的振动图象
解析　波传到P所用时间为t1＝＝
s＝0.015
s，波传到Q点所用时间t2＝＝
s＝0.0325
s，波传到Q点后开始计时，此时Q点向y轴正向运动，A正确、B错误；由于P点比Q点早振动了Δt＝t2－t1＝0.0175
s，相当于P点比Q点早振动了1T，而P点由开始向y轴正向起振动了1T时，达到了负向最大位移处，若从此时计时，其振动图象应为丁图，D正确、C错误．
7．一列在竖直方向上振动的简谐波沿水平的x轴正方向传播，振幅为20
cm，周期为4×10－2
s．现沿x轴任意取五个相邻的点P1、P2、P3、P4、P5，它们在某一时刻离开平衡位置的位移都向上，大小都为10
cm.则在此时刻，P1、P2、P3、P4四点可能的运动方向是
(　　)．
A．P1向下，P2向上，P3向下，P4向上
B．P1向上，P2向下，P3向上，P4向下
C．P1向下，P2向下，P3向上，P4向上
D．P1向上，P2向上，P3向上，P4向上
解析：特别要注意，题目中指出的五个相邻的、位移向上且相等的质点，只能是如图(a)或(b)所示中的一种．
在(a)中，由平移法可知P1、P3、P5向下，P2、P4向上．
在(b)中，由平移法可知P1、P3、P5向上，P2、P4向下．答案　AB
8.如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正方向传播．
(1)该时刻A质点运动的方向是__________，C质点运动的方向是__________，D质点运动的方向是________．
(2)再经过，A质点通过的路程是________cm，质点C的位移________cm.
解析　(1)由于波沿x轴正方向传播，A点在“下坡区”，所以向上运动；C、D两点均在“上坡区”，所以C、D两点都向下运动．(2)再经过，A质点又回到平衡位置，所以A质点通过的路程为4
cm，C质点也回到平衡位置，其位移为0.答案　(1)上　下　下　(2)4　0
9.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5
s，b和c之间的距离是5
m，则此列波的波长和频率应分别为
(　　)．
A．5
m,1
Hz
B．10
m,2
Hz
C．5
m,2
Hz
D．10
m,1
Hz
解析　从波动图象可以看出，波长λ＝5
m，b点比a点的起振时间晚0.5
s，则波速v＝＝
m/s＝5
m/s，所以T＝＝1
s，f＝＝1
Hz.答案　A
10．一列简谐波在两时刻的波形如图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的
(　　)．
A．周期
B．波速
C．波长
D．频率
解析　由图中所给的波形图能够确定这列波的波长为4
m.答案　C
11．如图所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距4.2
m，b点在a点的右方，一列简谐波沿水平绳向右传播，波速为20
m/s，波长大于2
m．某时刻，b点达到波峰位置，而a点正处于平衡位置且向上运动，则这列波的周期可能是(　　)．
A．0.12
s
B．0.28
s
C．0.168
s
D．0.84
s
解析　如题图，a点向上运动，b点达到波峰且在a点的右方，满足这一条件的关系式为Δx＝λ则λ＝
m．当n＝0时，λ1＝5.6
m，当n＝1时，λ2＝2.4
m．波长只有这两个数值才能满足波长大于2
m的条件．由T＝，解得T1＝0.28
s，T2＝0.12
s.答案　AB
12．如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2
s后的波形图线．
(1)若波向左传播，求它传播的最小距离；
(2)若波向右传播，求它的最大周期；
(3)若波速为35
m/s，求波的传播方向．
解析　(1)向波左传播时传播的距离为
Δx＝λ＝×4
m(n＝0、1、2、3…)，
可能值有3
m、7
m、11
m…，最小距离为3
m.
(2)根据t＝T且k＝0,1,2,3…得：T＝，在所有可能的周期中，当k＝0时T最大，故Tm＝0.8
s.
(3)波在0.2
s传播的距离Δx＝vt＝7
m，＝＝1，故可判得波向左传播．
答案　(1)3
m　(2)0.8
s　(3)向左传播