2017—2018学年物理粤教版选修3-4课后实践导练试题:第2章 机械波(5份)

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名称 2017—2018学年物理粤教版选修3-4课后实践导练试题:第2章 机械波(5份)
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版本资源 粤教版
科目 物理
更新时间 2017-09-17 22:02:17

文档简介

学生P78
课标基础
1.在波的反射过程中,反射波跟入射波相同的量是(  )
A.波长   
B.波速
C.频率
D.振幅
【解析】 反射波和入射波在同一种介质中传播,故频率f和波速v均不变,而由公式λ=得波长也不变,A、B、C正确;由于传播中能量损耗,振幅会减小,D错误.
【答案】 ABC
2.关于波面和波线的下列说法中正确的是(  )
A.只有波峰(或波谷)在同一时刻构成的面才叫波面
B.波线用来表示波的传播方向
C.只有平面波中波线才与波面垂直
D.波线总与波面垂直
【解析】 沿波的传播方向,任一时刻振动情况都相同的质点构成的面就是波面,故A错;与波面垂直,表示波的传播方向的线叫波线,它总与波面垂直,故B、D正确,C错.
【答案】 BD
3.以下关于波的认识,不正确的是(  )
A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的折射原理
B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C.雷达的工作原理是利用波的反射
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象
【解析】 潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况、隐形飞机怪异外形及表面涂特殊隐形物质、雷达的工作原理都是利用波的反射,故A错误,B、C正确;水波从深水区传到浅水区改变传播方向的同时,传播速度和波长都会改变,属于波的折射现象.故D正确.
【答案】 A
4.人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要洪亮,下列说法正确的是(  )
A.室内空气不流动
B.室内声源多次反射
C.室内声音发生折射
D.室内物体会吸收声音
【解析】 波遇到普通房间的墙壁、地面、天花板会反射,当声源停止发声时,声音要经过一段时间才会消失,而且原声与回声相隔时间很短,人耳分辨不开,所以感觉声音洪亮,故选项B正确,其他选项错误.
【答案】 B
5.人们听不清对方说话时,除了让一只耳朵转向对方,还习惯性地把同侧的手附在耳旁,这样做是利用声波的________提高耳朵的接收能力.
【解析】 人们听不清对方说话时,有时会习惯地把同侧的手附在耳边,目的就是让一部分本来不能进入耳朵的声波经手掌反射后进入耳朵.
【答案】 反射
能力提升
6.利用超声波可以探测鱼群的位置,在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上,当它向选定的方向发射出频率为5.8×104
Hz的超声波后,经过0.64
s收到从鱼群反射回来的反射波,已知5.8×104
Hz的超声波在水中的波长为2.5
cm,则这群鱼跟渔船的距离为________m.
【解析】 超声波在水中的传播速度
v=λ·f=2.5×10-2×5.8×104
m/s=1.45×103
m/s.所以鱼群到船的距离s=v·t=×1.45×103×0.64
m=464
m.
【答案】 464
7.一列声波在空气中的波长为34
cm,传播速度为340
m/s,这列声波传入另一介质时,波长变为68
cm,则它在这种介质中的传播速度是多少?该声波在空气中与介质中的频率各是多少?
【解析】 在空气中fλ=v,f===1
000
Hz,在介质中fλ′=v′,v′=1
000×68×10-2
m/s=680
m/s.
【答案】 680
m/s 1
000
Hz 1
000
Hz
考向观摩
8.渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位.已知某超声波频率为1.0×105
Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图2-3-6所示.
图2-3-6
(1)从该时刻开始计时,画出x=7.5×10-3
m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期).
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4
s,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动).
【解析】 (1)该波的周期为T==1×10-5
s,由波动图象知,此时x=7.5×10-3
m处的质点位于负的最大位移处,所以,从该时刻开始计时,该质点的振动图象,如图所示.
(2)由波形图读出波长λ=15×10-3
m
由波速公式得
v=λf

鱼群与渔船的距离为x=vt

联立①②式,代入数据得x=3
000
m

【答案】 (1)图见解析
(2)3
000
m
创新探究
9.一辆火车在经过某直线路段时,司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,遂鸣笛,5
s后听到回声,听到回声后又行驶10
s司机第二次鸣笛,3
s后听到回声.已知声音在空气中的传播速度为340
m/s,此路段的最高限速为120
km/h,请你根据以上数据帮助司机计算一下,看火车是否超速行驶?
【解析】 设火车行驶的速度为v1,声速为v2,火车第一次鸣笛时离悬崖的距离为L.由题意,在火车第一次鸣笛到听到回声的过程中,有2L-v1t1=v2t1
当火车第二次鸣笛时,火车离悬崖的距离为L′=L-v1(t′+t1),
同理有2L′-v1t2=v2t2
将数据代入,整理得
v1=≈24.3
m/s
≈87.5
km/h<120
km/h
故火车没有超速行驶.
【答案】 见解析学生P79
课标基础
1.两列波相叠加产生了稳定的干涉现象,得到了干涉图样,以下关于干涉的说法中正确的是(  )
A.两列波的频率一定相同
B.振动加强区与振动减弱区总是相互间隔的
C.振动加强区与振动减弱区交替变化
D.振动加强区在空间的位置一直不变
【解析】 干涉现象中加强区和减弱区是相互间隔的,但加强区和减弱区在空间的位置是确定的,不随时间变化而变化.
【答案】 ABD
2.关于波的干涉,下列说法正确的是(  )
A.只有横波才能发生干涉,纵波不能发生干涉
B.只要是两列以上的波,在相遇的区域内都能产生稳定的干涉
C.不管是横波还是纵波,只要叠加的两列波的频率相等,振动情况相同,就能产生稳定的干涉现象
D.干涉是机械波特有的现象
【解析】 干涉是波特有的现象,任何波只要满足相干条件都能产生干涉现象.
【答案】 C
3.利用发波水槽得到的水面波形如图2-4-11a、b所示,则(  )
图2-4-11
A.图a、b均显示了波的干涉现象
B.图a、b均显示了波的衍射现象
C.图a显示了波的干涉现象,图b显示了波的衍射现象
D.图a显示了波的衍射现象,图b显示了波的干涉现象
【答案】 D
4.两列波相叠加发生了稳定的干涉现象,那么(  )
A.两列波的频率不一定相同
B.振动加强区域的各质点都在波峰上
C.振动加强的区域始终加强,振动减弱的区域始终减弱
D.振动加强的区域和振动减弱的区域不断周期性地交换位置
【解析】 两列波发生稳定的干涉的条件必须是两列波的频率相同且相位差恒定,故A错,且振动加强区始终加强,振动减弱的区域始终减弱,形成稳定的干涉图样,C对D错,振动加强区域的各质点,只是振幅最大,它们也在自己的平衡位置附近振动,并不是只在波峰上,B错.
【答案】 C
5.一波源在绳的左端产生波P,另一波源在同一根绳子的右端产生波Q,波速均为1
m/s.在t=0时,绳上的波形如图2-4-12甲所示,根据波的叠加原理,以下判断正确的是(  )
A.当t=2
s时,波形如乙图,t=4
s时,波形如丙图
B.当t=2
s时,波形如乙图,t=4
s时,波形如丁图
C.当t=2
s时,波形如丙图,t=4
s时,波形如乙图
D.当t=2
s时,波形如丙图,t=4
s时,波形如丁图
图2-4-12
【解析】 当t=2
s时,两列波分别向右、向左传播的距离Δx=vt=2
m,两列波都正在x=2
m到x=3
m区间,且它们在各处分别引起的位移大小相等,方向相反,合位移均为零,介质中各质点排列成一条直线,波形如图丙;当t=4
s时,两列波分别向右、向左传播的距离Δx=vt=4
m,Q在x=0到x=1
m区间,P在x=4
m到x=5
m区间,波形如丁图.
【答案】 D
能力提升
6.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为(  )
A.声波是纵波,光波是横波
B.声波振幅大,光波振幅小
C.声波波长较长,光波波长很短
D.声波波速较小,光波波速很大
【答案】 C
7.甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼,两船相距24
m.有一列水波在湖面上传播,使每只船每分钟上下浮动20次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有5个波峰.
(1)此水波的波长为多少?波速为多少?
(2)若此波在传播过程中遇到一根竖直的电线杆,是否会发生明显的衍射现象?
(3)若该波经过一跨度为30
m的桥洞,桥墩直径为3
m,桥墩处能否看到明显衍射?
(4)若该桥为一3
m宽的涵洞,洞后能否发生明显衍射?
【解析】 (1)由题意知:周期T=
s=3
s.
设波长为λ,则5λ+=24
m,λ=
m.
由v=得,v=
m/s=
m/s.
(2)由于λ=
m,大于竖立电线杆的直径,所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象.
(3)、(4)由于λ=
m>3
m,所以此波无论是通过直径为3
m的桥墩,还是通过宽为3
m的涵洞,都能发生明显衍射现象.
【答案】 (1)
m 
m/s (2)会 (3)能 (4)能
考向观摩
8.有两列简谐横波a、b在同一介质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5
m/s.在t=0时两列波的波峰正好在x=2.5
m处重合,如图2-4-13所示.
图2-4-13
(1)求两列波的周期Ta和Tb;
(2)求t=0时两列波的波峰重合处的所有位置;
(3)辨析题:分析和判断在t=0时是否存在两列波的波谷重合处.
某同学分析如下:既然两列波的波峰与波峰存在重合处,那么波谷与波谷重合处也一定存在.只要找到这两列波半波长的最小公倍数……即可得到波谷与波谷重合处的所有位置.
你认为该同学的分析正确吗?若正确,求出这些位置;若不正确,指出错误处并通过计算说明理由.
【解析】 (1)由图象可知:λa=2.5
m,λb=4
m,
根据波的公式v=
所以Ta==
s=1
s,Tb==
s=1.6
s.
(2)两列波波长的最小公倍数为s=20
m,t=0时,两列波的波峰重合处的所有位置为x=(2.5±20k)
m,k=0,1,2…
(3)该同学的分析不正确.
要找两列波的波谷与波谷重合处,必须从波峰重合处出发,找到这两列波半波长的奇数倍恰好相等的位置.设距离x=2.5
m为L处两列波的波谷与波谷相遇,并设l=(2m-1),L=(2n-1),式中m、n均为正整数.
只要找到相应的m、n即可
将λa=2.5
m,λb=4.0
m代入并整理,得
===.
由于上式中m、n在整数范围内无解,所以不存在波谷与波谷重合处.
【答案】 (1)1
s 1.6
s (2)x=(2.5±20k)
m k=0,1,2… (3)见解析
创新探究
9.两波相向而行,在某时刻的波形与位置如图2-4-14所示.已知波的传播速度为v,图中标尺每格长度为l.在图中画出又经过t=时的波形.
图2-4-14
【解析】 经过t=后,两列波正好是波峰与波谷相叠加.
【答案】 见解析学生P76
课标基础
1.2011年3月11日,在日本福岛近海,地震引发海啸,造成了重大的人员伤亡,海啸实际上是一种波浪运动,也可称为地震海浪,下列说法正确的是(  )
A.地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波
B.波源停止振动时,海啸和地震波的传播立即停止
C.地震波和海啸都只有纵波
D.地震波和海啸具有能量,随着传播将越来越强
【解析】 地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波,地震波和海啸既有横波成分也有纵波成分.波向前传播时,不仅传播了振动形式还传递了能量,但随着波的传播能量会逐渐减少,当波源停止振动时,波的传播并没有立即停止而是继续向前传播,故选A.
【答案】 A
2.科学探测表明,月球表面无大气层,也没有水,更没有任何生命存在的痕迹.在月球上,两宇航员面对面讲话也无法听到,这是因为(  )
A.月球太冷,声音传播太慢
B.月球上没有空气,声音无法传播
C.宇航员不适应月球,声音太轻
D.月球上太嘈杂,声音听不清楚
【解析】 声波是机械波,传播需要介质,故B选项正确.
【答案】 B
3.在机械波中有(  )
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.相邻质点间必有相互作用力
C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后一质点的振动必定落后于前一质点
D.各质点随波的传播而迁移
【解析】 机械波在传播时,介质中的各质点在波源的带动下都在各自的平衡位置附近振动,并没有随波的传播而发生迁移.在相邻质点间作用力下,前一质点带动后一质点振动,故A、B、C正确,D错误.
【答案】 ABC
4.一列横波正沿水平方向由西向东传播,则下列说法中正确的是(  )
A.波中各个质点都在由西向东运动
B.波中的各个质点一定沿水平方向振动
C.波中的各个质点一定沿竖直方向振动
D.以上说法都错误
【解析】 横波中各质点的振动方向与波的传播方向垂直,波在水平方向由西向东传播,质点振动方向与其垂直,不一定沿水平方向也不一定沿竖直方向,故A、B、C都错.
【答案】 D
5.沿绳传播的一列机械波,当波源突然停止振动时(  )
A.绳上各质点同时停止振动,横波立即消失
B.绳上各质点同时停止振动,纵波立即消失
C.离波源较近的各质点先停止振动,较远的各质点稍后停止振动
D.离波源较远的各质点先停止振动,较近的各质点稍后停止振动
【解析】 波动把能量从波源由近及远地传播出去,振动的各质点先后获得能量,因此只有C正确.
【答案】 C
能力提升
6.一列波在介质中向某一方向传播,图2-1-7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,下列说法中正确的是(  )
图2-1-7
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
7.如图2-1-8所示,是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的波形图,则质点P刚开始振动时的方向为(  )
图2-1-8
A.向上        
B.向下
C.向左
D.向右
【解析】 由于是波源带动了后面的质点依次振动,且后面的质点总是重复前面质点的振动状态,所以介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同.此时波刚传播至Q点,Q点此时的振动状态即与波源P开始振动时的状态相同.由波的传播特点可知Q点此时是向上运动的,所以波源P点刚开始振动时的方向也为向上.正确选项为A.
【答案】 A
考向观摩
8.一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形图如图2-1-9所示,a、b、c为三个质元,a正向上运动,由此可知(  )
图2-1-9
A.该波沿x轴正方向传播
B.c正向上运动
C.该时刻以后,b比c先到达平衡位置
D.该时刻以后,b比c先到达离平衡位置最远处
【解析】 由波传播的规律知质元的振动是由先振动的质元带动后振动的质元,由题图知a质元偏离平衡位置的位移,说明a质元左侧质元先于a质元振动,波是沿x轴正方向传播的,选项A正确.质元c和质元a之间有一波谷,质元c振动方向与质元a振动方向相反,质元c向下运动,故选项B错误.b质元正向着平衡位置运动,故b比c先到达平衡位置,选项C正确,c与b先到达偏离平衡位置的最远处,选项D是错误的.
【答案】 AC
创新探究
9.细绳的一端在外力作用下从t=0时刻开始做简谐运动,激发出一列简谐横波.在细绳上选取15个点,如图2-1-10所示,图(1)为t=0时刻各点所处的位置,图(2)为t=T/4时刻的波形图(T为波的周期).在图(3)中画出t=3T/4时刻的波形图.
图2-1-10
【解析】 机械波在传播过程中,介质的质点都在各自的平衡位置附近振动,振动时间依次滞后.从波形图上看出,t=T时刻第4个质点才开始振动,则在t=T时刻第10个质点刚开始振动,此时第4个质点已振动了的时间回到平衡位置,第1个质点到达下方最大位移处,新的波形图如答案图所示.
【答案】 学生P80
课标基础
1.假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300
Hz,在汽车向你驶来又擦身而过的过程中,下列说法正确的是(  )
A.当汽车向你驶来时,听到喇叭声音的频率大于300
Hz
B.当汽车向你驶来时,听到喇叭声音的频率小于300
Hz
C.当汽车和你擦身而过后,听到喇叭声音的频率大于300
Hz
D.当汽车和你擦身而过后,听到喇叭声音的频率小于300
Hz
【解析】 由多普勒效应知波源向观察者靠近时,观察者接收到的频率变大,音调变高;反之相反.
【答案】 AD
2.火车上有一个声源发出频率一定的乐音.当火车静止、观察者也静止时,观察者听到并记住了这个乐音的音调.以下情况中,观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是(  )
A.观察者静止,火车向他驶来
B.观察者静止,火车离他驶去
C.火车静止,观察者乘汽车向着火车运动
D.火车静止,观察者乘汽车远离火车运动
【解析】 当观察者与声源相向运动时,观察者接收到的声波的个数增多,所以观察者接收到的频率升高,听到乐音的音调比原来要高.当观察者与声源背向运动时,观察者接收的声波的个数减少,所以观察者接收到的频率降低,听到乐音的音调比原来降低了.综上所述,正确选项为B、D.
【答案】 BD
3.如图2-5-3表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰.
图2-5-3
(1)该图表示的是(  )
A.干涉现象   
B.衍射现象
C.反射现象
D.多普勒效应
(2)波源正在向哪处移动(  )
A.A    B.B    C.C    D.D
(3)观察到波的频率最低的位置是(  )
A.A处   B.B处   C.C处   D.D处
【解析】 波源的左边波长较小,说明波源正向左运动,因此A处的观察者观察到的频率偏高,B处的观察者观察到的频率偏低.
【答案】 (1)D (2)A (3)B
4.某人乘火车由甲地去乙地,途中此人乘坐的列车超过一列货运列车,超车后听到货运列车发出的笛声频率为f1;此人乘坐的列车以后又与迎面驶来的一列客车会车,听到客车驶近时的笛声频率为f2,已知我们生产的机车发出的笛声相同,则f1与f2的大小关系是f1________f2.
【解析】 设列车笛声频率为f0,此人乘的火车超过同方向行驶的货运列车时,两列火车是相互远离的,乘车人听到货运列车笛声的频率变小,则f1f0,所以f1【答案】 小于
能力提升
5.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时,它利用超声脉冲导航非常有效.这种超声脉冲是持续1
ms或不到1
ms的短促发射,且每秒重复发射几次.假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39
000
Hz,在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间,则下列判断正确的是(  )
A.墙壁接收到超声脉冲频率小于39
000
Hz
B.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率
C.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于39
000
Hz
D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39
000
Hz
【解析】 作为波源的蝙蝠向“观察者”墙壁飞扑时,两者之间相互靠近,墙接收到的超声脉冲的频率大于39
000
Hz,而蝙蝠接收从墙壁反射回来的超声脉冲时,墙壁就成了“波源”,这时观察者和波源之间相互靠近,故蝙蝠接收的从墙壁反射回来的频率要大于墙壁接收的频率.故正确选项为C.
【答案】 C
6.如图2-5-4所示,让小球P-边贴水面每秒振动5次,一边沿x轴正方向匀速移动,O点是它的初始位置.图示为观察到的某一时刻的水面波,图中的实线表示水面波的波峰位置,此时小球P处于波峰位置,激起的第一个波峰刚好传到40
cm处,那么水面波的传播速度及小球P匀速移动的速度分别是(  )
图2-5-4
A.0.05
m/s,0.025
m/s  
B.0.1
m/s,0.1
m/s
C.0.15
m/s,0.125
m/s
D.0.2
m/s,0.1
m/s
【解析】 由题图可知P振动的时间为2
s,波速v1=
m/s=0.2
m/s,P点移动速度v2=
m/s=0.1
m/s.
【答案】 D
考向观摩
7.生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆,这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现,无线电波也具有这种效应.图2-5-5中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波,并接收被车辆反射的无线电波.由于车辆的运动,接收的无线电波频率与发出时不同,利用频率差f接收-f发出就能计算出车辆的速度.已知发出和接收的频率间关系为f接收=(1+)f发出,式中c是真空中的光速,若f发出=2×109
Hz,f接收-f发出=400
Hz,可知被测车辆的速度大小为________m/s.
图2-5-5
【解析】 将f发出=2×109
Hz,f接收-f发出=400
Hz,c=3×108
m·s-1代入f接收=(1+)f发出,可得v车=30
m·s-1.
【答案】 30
创新探究
8.轮船在进港途中x-t图象如图2-5-6所示,则在港口所测到轮船上气笛发出声音的频率是图中的哪一个(  )
图2-5-6
【解析】 由x-t图象可知,轮船靠近港口时的速度v1>v3>v2,可知,f1>f3>f2,故A正确.
【答案】 A学生P77
课标基础
1.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图2-2-15所示.P为介质中的一个质点,从该时刻开始的一段极短时间内,P的速度v和加速度a的大小变化情况是(  )
图2-2-15
A.v变小,a变大     
B.v变小,a变小
C.v变大,a变大
D.v变大,a变小
【解析】 由图象可以看出,该时刻P质点的振动速度方向沿y轴正方向,
在此后的一段极短时间内,振动速度v的大小变大,而加速度大小变小,当质点P振动到平衡位置时,速度最大而加速度为零,故选D.
【答案】 D
2.一列横波沿绳子向右传播,某时刻形成如图2-2-16所示的凸凹形状,对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点,下列说法正确的是(  )
图2-2-16
A.它们的振幅相同
B.其中D、F速度方向相同
C.其中A、C速度方向相同
D.从此时算起,B比C先回到平衡位置
【解析】 简谐波中各个质点的振幅都相同,A正确;B、C、D三点速度方向相同,A、C位移大小相等,方向相同,速度方向相反,D、F两点速度方向相反,B、C错误;波向右传播,B离振源近,B比C先回到平衡位置,D对.
【答案】 AD
3.图中正确的波形图是(  )
【解析】 根据上下坡法,凡是在“上坡”区的必向下运动,在“下坡”区的必向上运动,故B、C正确.
【答案】 BC
4.如图2-2-17所示为一弹性绳3
s时的波形,有关这列波的说法以下正确的是(  )
图2-2-17
A.若波向右传播,则3
s时质点P的振动方向向下
B.若波向左传播,则3
s时质点P的振动方向向下
C.若波向右传播,则3
s时质点Q的起振方向向下
D.若波向左传播,则3
s时质点Q的起振方向向上
【解析】 若波向右传播,根据上下坡法,P点在3
s时处于下坡段,故向上振动,A错;若向左传播,P点处于上坡段,要向下振动,B项正确.
质点的起振方向跟波的最前沿质点的振动方向相同.当波向右传播时,P点是最前沿,3
s时该质点向上振,故Q点的起振方向向上,C项错;若波向左传播,M点是最前沿,3
s时该质点向上振,故Q点的起振方向向上,D项对.所以,正确选项为B、D.
【答案】 BD
5.如图2-2-18所示,一列简谐横波沿x轴传播,实线为t1=0时的波形图,此时P质点向y轴负方向运动,虚线为t2=0.01
s时的波形图.已知周期T>0.01
s.
(1)波沿x轴________(填“正”或“负”)方向传播;
(2)求波速.
图2-2-18
【解析】 ①根据“上坡下”判断,向正方向传播.
②由题意知,λ=8
m
t2-t1=T

v=

联立①②式,代入数据解得
v=100
m/s

【答案】 ①正 ②100
m/s
能力提升
6.一列简谐横波沿x轴负方向传播,波速v=4
m/s.已知坐标原点(x=0)处质点的振动图象如图2-2-19所示.在下列4幅图(如图所示)中能够正确表示t=0.15
s时波形的图是(  )
图2-2-19
【解析】 由题图可看出,t=0.15
s时质点位移为正,且此时刻该点正向y轴负方向振动,由此可断定只有A项正确.
【答案】 A
7.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图2-2-20中的实线所示,t=0.02
s时刻的波形如图中虚线所示.若该波的周期T大于0.02
s,则该波的传播速度可能是(  )
图2-2-20
A.2
m/s
B.3
m/s
C.4
m/s
D.5
m/s
【解析】 因波的周期T大于0.02
s,当简谐波沿x轴正方向传播时,=t=0.02
s,T=0.08
s,λ=0.08
m,则波速v==1
m/s;当简谐波沿x轴的负方向传播时,T=t=0.02
s,T=
s,λ=0.08
m则波速v==3
m/s,故正确答案为B.
【答案】 B
考向观摩
8.介质中坐标原点O处的波源在t=0时刻开始振动,产生的简谐波沿x轴正向传播,t0时刻传到L处,波形如图2-2-21所示.下列能描述x0处质点振动的图象是(  )
图2-2-21
【解析】 因波沿x轴正向传播,由“上下坡法”可知t=t0时L处的质点振动方向向下,可知x0处的起振方向向下,故A、B两项均错;还可判断x0处的质点振动方向也向下,故C项正确,D项错误.
【答案】 C
创新探究
9.一列向左传播的简谐波在某时刻的波形图如图2-2-22所示,已知波速为0.5
m/s,画出此时刻后7
s和前7
s的波形图.
图2-2-22
【解析】 由图得λ=2
m.T==4
s,沿传播方向传播7
s的距离,把该时刻波形图向波传播的反方向平移(去整存零),即得7
s前的瞬时波形,如图中①所示,同理,把该时刻波形向左平移,即得7
s后的波形图,如图中②所示.
【答案】 见解析