山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：2.1波的形成和描述 跟踪训练（含解析）

2.1波的形成和描述跟踪训练
1．一列横波在时刻的波形如图甲所示，M、N是介质中的两个质点，图乙是质点M的振动图象，则（　　）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的波速为0.2m/s
C．质点M与N的位移总相同
D．质点M与N的速率总相同
2．如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形，已知此时质点
A
正向上运动，
如图中箭头所示。由此可以判定此横波（
）
A．向左传播，且此时质点
B
速度减小
B．向左传播，且此时质点
C
加速度增大
C．向右传播，且此时质点
D
动能增大
D．向右传播，且此时质点
E
回复力减小
3．如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则
A．f1＝2f2，v1＝v2
B．f1＝f2，v1＝2v2
C．f1＝f2，v1＝0.5v2
D．f1＝0.5f2，v1＝v2
4．两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波（如图甲所示），在相遇的某一时刻（如图乙所示），两列波“消失”。则此时介质中x、y两点的运动情况是（　　）
A．x
向上，y
向上
B．x
向下，y
向上
C．x、y
都静止
D．x、y
都向下
5．如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是
(
)
A．该波沿x轴正方向传播，波速为
B．质点a经过4s振动的路程为
C．此时刻质点a的速度沿y轴正方向
D．质点a在t=2s时速度为零
6．在均匀介质中，一列沿x轴正方向传播的横波，其波源O起振方向如图甲所示，四位同学画出该波在1.5个周期末的波形图如图所示，其中正确的是________
A．
B．
C．D．
7．振源S在坐标原点沿y轴方向上下振动，频率为10Hz。如图所示，时刻向右传播的简谐横波恰好到达处，向左传播的简谐横波图中未画出，则以下说法正确的是（　　）
A．时，处的质点振动方向向上
B．时，处的质点处在波谷位置
C．时，处的质点位移为零
D．时，处的质点通过的路程为36cm
8．如图，沿波的传播方向上有间距均为
1m
的六个质点
a、b，c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，一列横波以1m/s
的速度水平向右传播，r=0
时到达质点
a，a
开始由平衡位置向上运动，t=1s
时，质点
a
第一次到达最高点，
则在
4s＜t＜5s
这段时间内（
）
A．质点
c
的加速度逐渐增大
B．质点
a
的速度逐渐增大
C．质点
d
向下运动
D．质点
f
保持静止
9．某列简谐横波在t1＝0时刻的波形如图甲中实线所示，t2＝3.0s时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图象，则正确的是________
A．这列波的周期为4s
B．波速为0.5m/s
C．图乙是质点b的振动图象
D．从t1＝0到t2＝3.0s这段时间内，质点a通过的路程为1.5m
E.t3＝9.5s时刻质点c沿y轴正方向运动
10．图甲为一列简谐波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图象，则（　　）
A．在时，质点的速度方向为轴正方向
B．质点在t=0.075s时位移为cm
C．从到，该波沿轴正方向传播了
D．从到，质点通过的路程为
11．有一音叉的频率为440Hz，声音在空气中传播的速度为340m/s，音叉振动时在空气中产生的声波波长为______m。这列声波传入声速为1500m/s的水中后，它的波长为_____m。
12．甲、乙两列波均向右传播，在相遇处各自的波形图如图所示，已知两列波为同一性质的波，在同种介质中传播，则两列波的频率之比为__________，10m处质点的速度方向__________（填“向上”或“向下”）。
13．一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图象如图乙所示．质点N的振幅是________m，图乙表示质点是________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象，该波的波速为________m/s.
14．一列横波沿直线由A沿传播到B。如图所示，分别是A、B两质点的振动图像。已知A、B之间的距离，该波长大于8m。求这列波的波速。
参考答案
1．D
【解析】
A．由M点的振动图象可知，质点M的在平衡位置向上运动，结合时的波形图可知，利用同侧法，可知该波的传播方向为沿着x轴的负方向，所以A错误；
B．由题图可知
，
得该波的波速为
所以B错误；
CD．由图甲可知，M和N两点之间距离为，即两点反相，位移可能相同可能相反，但是两点的速率总是相同的，所以D正确，C错误。
故选D。
2．B
【解析】
由题意，此时质点A正向上运动，波形将向左平移，所以此横波向左传播。此时质点B、C的振动方向向下，D、E方向向上，B向平衡位置运动，速度增大，C向波谷运动，位移增大，加速度增大。故选B正确，ACD错误。
3．B
【解析】
同一波源的频率相等，所以有，从图中可得，故根据公式可得，故B正确，ACD错误
4．B
【解析】
根据同侧法可知在处，向右传播的波和向左传播的波在处振动方向均向下；在处，向右传播的波和向左传播的波在处振动方向均向上，ACD错误，B正确。
故选B。
5．D
【解析】
A．由图乙知：质点b在该时刻的振动方向沿y轴正方向，由微平移法可知波向x轴负方向传播，由甲图知：波长为
λ=8m，由乙图知：周期为
T=8s，所以波速为
故A错误；
B．质点a振动4s，是经过了半个周期，质点运动过的路程为振幅的2倍，即为1m，故B错误；
C．此时刻b的振动方向是向y轴正方向，a、b间相隔半个波长，振动步调完全相反，所以此时刻质点a的速度沿-y方向，故C错误；
D．在t=2s时，质点b在正的最大位移处，a、b两质点的振动步调完全相反，所以质点a在负的最大位移处，此时a的速度为零，故D正确。
故选D。
6．C
【解析】
由题意可知，波的起振方向向下，波源O经过1.5个周期位于平衡位置且向上振动，根据同侧法可知，只有C项正确，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．CD
【解析】
A．由题可知
，
可得波的波速为
周期为
时，即波传播了，此时处的质点振动方向向下，所以A错误；
B．时，即波传播了，时，向左传播的波传到处的质点，质点开始向下振动，再过0.075s，处的质点振动，即此时此处质点处于波峰位置，所以B错误；
C．时，即波传播了，则处的质点处于平衡位置，所以质点位移为零，所以C正确；
D．时，即波传播了，波从时刻传到处的质点需要0.075s，则质点振动了0.225s，通过的路程为
所以D正确。
故选CD。
8．ACD
【解析】
由图得知，该波的周期为T=4s，则波长λ=vT=4m．波由a传到c的时间为，也就是第4s末质点c才刚开始振动，所以，在4s＜t＜5s这段时间内，质点c从平衡位置向上运动，加速度逐渐增大，故A正确；在4秒＜t＜5秒这段时间内，质点a从平衡位置向上运动，速度逐渐减小．故B错误；波由a传到d的时间为3s，d起振方向向上，则在4秒＜t＜5秒这段时间内，d点从波峰向平衡位置运动，即向下运动．故C正确；波从a传到f点需要5s时间，所以在4秒＜t＜5秒这段时间内，f还没有振动．故D正确．
9．ABE
【解析】
A．由图乙可知，波的振动周期为4s，故A正确；
B．由甲图可知，波长λ=2m，根据波速公式
故B正确；
C．在t1=0时刻，质点b正通过平衡位置，与乙图情况不符，所以乙图不可能是质点b的振动图线，故C错误；
D．从t1=0
s到t2=3.0
s这段时间内为，所以质点a通过的路程为s=×4A=15cm=0.15m，故D错误；
E．因为t3＝9.5s＝2T，2T后质点c回到最低点，由于，所以t3=9.5s时刻质点c在平衡位置以上沿y轴正向运动，故E正确。
故选ABE。
10．AB
【解析】
A．由振动图象知，t=0.10s时，Q处于平衡位置向下振动，根据上下坡法知，波沿x轴负方向传播，当t=0.25s时，即在t=0.10s开始经过，质点P在平衡位置以下向上振动，即速度方向沿y轴正方向，故A正确；
B．根据乙图可知，质点Q简谐运动的表达式为
y=10sin10πt（cm）
质点在t=0.075s时位移为cm，故B正确；
C．根据图象可以看出波波沿x轴负方向传播，故C错误
D．由于P点不是在波峰或波谷，或平衡位置，经过0.15s，即经过，质点经历的路程不等于3A，即30cm，故D错误。
故选AB。
11．0.77
m
3.4
m
【解析】
[1]根据
代入数据可得
[2]声波传入水中，频率不变，根据
代入数据可得
12．2：3
向上
【解析】
[1]根据波形图知两列波的波长分别为24m、16m，故两列波的波长之比为
在同种介质中，同一性质的波传播速度相等，由
可知两列波的频率之比为
[2]根据“上坡下，下坡上”，两列波都使10m的质点向上振动，故合速度方向向上。
13．0.8；
L；
0.5；
【解析】
由甲图知，质点N的振幅是A=0.8m．由乙图判断可知t=0时刻质点处于平衡位置且向上振动，在甲图上，由于波沿x轴正方向传播，运用波形平移法可知L点处于平衡位置且向上振动，所以乙图是L的振动图象．由甲图得到波长2m，由乙图得到周期4s，故波速：
；
14．7m/s或3m/s
【解析】
由振动图像可知，质点的振动周期为
时，质点A经平衡位置向下运动，质点B处于波谷。
设该波波长为
则有
所以，该波波长为
当时，，波速
当时，，
波速
当时，，
故时不再符合题意。