四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：2.1机械波的形成和传播 达标作业（含解析）

2.1机械波的形成和传播
1．如图所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t
=
0时刻的波形，虚线是该波在t
=
0.20s时刻的波形，则此列波的周期可能为
A．0.10s
B．0.20s
C．0.40s
D．0.80s
2．图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=lm处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点。图乙为质点Q的振动图象。下列说法不正确的是（
）
A．该波的传播速度为40m/s
B．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
C．该波沿x轴负方向传播
D．t=0.10s时，质点Q的速度方向向下
3．如图所示，为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图。质点P正沿y轴正方向运动，此波的传播速度v＝4m/s。则（
）
A．此波沿x轴负方向传播
B．质点P的振动周期为1.0s
C．x＝2.0m处的质点在t＝0.25s时速度最大
D．x＝1.0m处的质点在0～1.0s内通过的路程为10cm
4．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播。某时刻波上质点P正通过平衡位置，经过一段时间，波向前传播了距离d，P点第一次到达波谷，则该横波的波长为
A．4d
B．
C．
D．
5．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点；当t＝0.6s时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点。下列说法正确的是
A．这列波的周期T＝0.4s
B．质点d在这段时间内通过的路程为20cm
C．当t＝0.6s时，质点e将要沿x轴正方向运动
D．当t＝0.6s时，质点a速度沿y轴负方向
6．如图所示，a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，t=0时刻从平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为4cm，周期为0.2s，在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05s开始振动．在t=0.55s时，x轴上距e点6m的某质点第二次到达最高点，则_________
A．该机械波的波长4m
B．该机械波在弹性介质中的传播速度为10m/s
C．图中相邻质点间距离为1m
D．当c点在平衡位置向上振动时，d点位于波谷
E.当b点经过的路程为12cm时，g点经过的路程为16cm
7．图甲是一列简谐横波在t＝0.01s时刻的波形图，图乙是质点P的振动图象，则下列说法正确的是(
　)
A．该波沿x轴负方向传播，波速大小为100m/s
B．在0.01s~0.025s内，质点R通过的路程为15cm
C．t＝0.005s时，1.5m处质点沿y轴的负方向运动
D．在0.01s~0.015s内，质点Q的加速度一直在减小
8．如图所示是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正确的是(　
　)
A．振动周期是4×10-2s
B．第2×10-2s内物体的位移是－10
cm
C．物体的振动频率为4
Hz
D．物体的振幅是20
cm
9．如图所示，甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，乙为介质中x＝2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象．质点Q的平衡位置位于x＝3.5m处，下列说法正确的是
（　　）
A．这列波的沿x轴正方向传播
B．这列波的传播速度是20m/s
C．在0.3s时间内，质点P向右移动了3
m
D．t＝0.25s时，x＝3.5m处的质点Q到达波峰位置
10．一简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时x=4m的质点刚开始振动，P、Q是波上的两个质点，图乙是波上某一质点的振动图象，下列说法正确的是___________(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错一个扣3分，最低得分为0分)
A．t=0时刻质点Q的速度比质点P的速度大
B．图乙表示质点P的振动图象
C．经过，质点Q通过的路程为100cm
D．t=0.5s时，x=11m处的质点第一到达波谷
E.
t=0.125s时，x=2.5m处的质点处在平衡位置
11．一列沿着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，振动周期为________s，振动频率为________HZ；从这一时刻起质点M在9
s内运动的路程为_______m，9
s末的位移为________m；图乙表示质点________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象；该波的波速为________m/s.
12．如下图，弹簧振子在竖直平面内上下振动激起水波．当振子振动加快时，水波传播的速度将_______(填“减小、增大、不变”)；当振子突然停止振动，水波将________(填：“立刻消失”或“继续向前传播”).
13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.1
s时刻的波形如图中虚线所示．波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点xp＝2.5
m处的一个质点．则以下说法正确的是___________
A．质点P的振幅为0.1
m
B．波的频率可能为7.5
Hz
C．波的传播速度可能为50
m/s
D．在t＝0.1
s时刻与P相距5
m处的质点一定沿x轴正方向运动
E．在t＝0.1
s时刻与P相距5
m处的质点可能是向上振动，也可能是向下振动
14．一列简谐横波，在t＝4.0
s时的波形如图甲所示，图乙是这列波中质点P的振动图象。关于该简谐波，下列说法正确的是_________
A．波速v＝0.25
m／s，向左传播
B．波速v＝0.50
m／s，向右传播
C．0到4.0
s时间内，质点P通过的路程是1.0m
D．0到4.0
s时间内，质点P通过的路程是0.32m
E.该列波的波长为50cm.
15．图甲是一列简谐横波在t0=0时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置在x1=1m、x2=12m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，下列说法正确的是_____
A．波速大小为6m/s
B．波沿x轴正方向传播
C．t1=11s时质点Q沿y轴负向运动
D．质点P、Q振动速度的方向不可能相同
E.
质点P简谐运动的表达式为y=0.10sin（πt+π/6）m
参考答案
1．D
【解析】
设波的周期为T．波沿x轴正方向传播，则t=（n+）T，得到（n=0，1，2，…）当n=0时，T=0.8s；由于n是整数，T不可能等于0.10s、0.20s、040s．故D正确，ABC错误．
2．B
【解析】
A、由图乙知该波的周期T=0.20s，由甲图知波长λ=8m，则波速为：；故A正确；
B、在t=0.10s时，由乙图知质点Q正向下运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，此时P点正向上运动，从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为，由于t=0.10s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是，故B错误，CD正确。
3．B
【解析】
根据图时时刻质点P向上振动可得：波沿x轴正方向传播，故A错误；由图可得：波长λ＝4m，故周期T＝s＝1s，故B正确；
x＝2.0m处的质点此时处于平衡位置向上振动，在t＝0.25s＝T/4时处于波峰，速度为零，故C错误；
t＝0时刻x＝1m处质点在波峰，在0～1.0s内振动时间t＝T，故通过的路程s＝4A＝20cm，故D错误。故选B。
4．A
【解析】
由波形图可知，t=0时刻P点在平衡位置向下振动，当P点第一次到达波谷时经过的时间为T/4，则波向前传播λ/4，即λ/4=d，解得λ=4d，故选A.
5．B
【解析】
A项：该波向右传播，介质中各质点的起振方向向上，波长是，0.6s的时间内传播的距离是，所以有，则得该波的周期
T=0.8s，故A错误；
B项：波从c传到d的时间为，所以质点d在这段时间内振动了，通过的路程为
S=2A=2×10cm=20cm，故B正确；
C项：简谐横波沿x轴正方向传播，质点e只上下振动，不沿x轴方向移动，故C错误；
D项：t＝0.6s时，由图象中的虚线可知，质点a处于“下坡路段”，所以速度方向沿y轴正方向，故D错误。
6．ACE
【解析】
根据题意可知波的周期为0.2s，t=0时刻e点从平衡位置开始向上做简谐运动，经过t=0.05s，e点第一到达最高点．t=0.55s时，x轴上距e点6.0m的某质点第一次到达最高点，则知该质点的振动比e点落后一个半周期，即，所以波长为
λ=4m，波速为
v=20m/s，故A正确，B错误；由波的周期为
T=0.2s，后一质点比前一质点迟，开始振动，可知相邻质点间的距离等于，即为1m，故C正确；因为c、d相差四分之一波长，所以当c点在平衡位置向上振动时，d点位于波峰，故D错误；g点比b点早振动四分之一周期，多振一个振幅，即当b点经过的路程为12cm时，g点经过的路程为16cm，故E正确．所以ACE正确，BD错误．
7．BC
【解析】
图乙是质点P的振动图象，根据图乙可知在0.01s时P向上振动，根据“同侧法”可知波沿+x方向传播，波长λ=2m．周期T=0.02s，故波速，故A错误；在0.01s～0.025s内，即质点R振动了，所以质点R通过的路程为s=×4A=×4×5cm=15cm，故B正确；t=0.01s时1.5m处质点处于负向最大位移，所以t=0.005s?时，1.5m处质点沿y轴的负方向运动，故C正确；该时刻质点Q向下振动，在0.01s～0.015s内，即从该时刻再经过T/4，质点Q的位移先减小后反向增大，则加速度先减小、后反向增大，故D错误．
8．AB
【解析】
A.根据图像可知完成一个完整振动的时间即振动周期为4×10-2s，A正确
B.第2×10-2s内，即在1×10-2s到2×10-2s内，物体从正向最大位移处，运动到平衡位置，所以位移为-10cm，B正确
C.物体的频率：，C错误
D.根据图像可知振幅为10cm，D错误
9．AD
【解析】
由乙图读出，t=0时刻P质点的速度向上，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播。故A正确。由图知：λ=4m，T=0.4s，则波速。故B错误。据波的传播特点可知，质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，故C错误；经过0.25s时，波向右传播，此时x=1m处的波峰恰好传到
x＝3.5m处，即此时质点Q到达波峰位置，故D正确。
10．BDE
【解析】
t=0时刻P点在平衡位置，速度最大，则质点Q的速度比质点P的速度小，选项A错误；t=0时刻P点在平衡位置向下振动，可知图乙表示质点P的振动图象，选项B正确；t=0时刻Q点的位置不在平衡位置（或者波峰波谷位置），则经过5T/4，质点Q通过的路程不等于5A=100cm,选项C错误；因波速，可知
x=11m处的质点第一到达波谷需要的时间为：，选项D正确；t=0.125s时，波向x轴正向传播，即t=0时刻O点的振动传到x=2.5m处，则此时该质点处在平衡位置，选项E正确.
11．
0.8m
4s
0.25Hz
7.2m
0m
L
0.5m/s
【解析】由波形图可知，质点N的振幅是0.8m，由振动图像可知，振动周期为4s，振动频率为1/4Hz=0.25HZ；9
s=2T，则从这一时刻起质点M在9
s内运动的路程为4A×2=9A=7.2m，9
s末质点M回到平衡位置向上振动，则位移为0m；t=0时刻质点L由平衡位置向上振动，则图乙表示质点L的振动图象；该波的波速为.
12．不变
继续向前传播
【解析】
[1][2]波的传播速度由介质决定，介质不变，则速度不变；振子停止振动时，波可以继续向前传播。
13．ACE
【解析】由图像可知P的振幅为0.1m，选项A正确；波沿x轴正方向传播，则
，周期为
，频率为
，（n=0.1.2.3…），所以波的频率可能为2.5Hz，12.5Hz…..不可能是7.5Hz,故B错误；波速为v=
=λf=4（10n+2.5）m/s=（40n+10）m/s，（n=0.1.2.3…）；波的传播速度可能为50m/s（n=1），故C正确；波沿x轴正方向传播，t=0.1s，P速度沿y轴正方向，与P相距5?m处的左侧的质点的速度沿y轴负方向；与P相距5?m处的右侧的质点的速度沿y轴正方向，故D错误，故E正确．故选ACE.
14．ADE
【解析】由甲图读出波长λ=0.5m，由乙图读出周期T=2s，则该波的波速，由图乙知，t=4.0s时刻质点经过平衡位置向上振动，由甲图P点向上振动可知，波沿x轴负方向传播，即向左传播，故A正确，B错误；t=4s=2T，则质点P通过的路程s=2×4A=2×4×0.04=0.32m，故C错误，D正确；由波形图可知，这列波的波长为50cm，选项E正确；故选ADE.
点睛：本题中根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法，要熟练掌握，要抓住振动图象与波动图象之间的联系．
15．ACE
【解析】从图中读出波长λ=12m；周期T=2s，则波速，选项A正确；根据振动图像可知，t=0时刻，质点Q向上振动，可知该波沿x轴负向传播，选项B错误；
时质点Q沿y轴负向运动，选项C正确；由波形图可知，在t=0时刻，质点PQ的振动方向就是相同的，均向上，选项D错误；质点P振动的初相位为，
，则简谐运动的表达式为，选项E正确；故选ACE.