通江县永安中学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 课时作业（含解析）

2.1机械波的形成和传播
1．下列关于波长的说法正确的是(
).
A．在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的相邻两质点间的距离
B．波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离
C．一个周期内质点移动的距离
D．一个正弦波形的曲线长
2．下列关于机械波的说法正确的是（
）
A．物体做机械振动，一定产生机械波
B．如果有机械波，一定有机械振动
C．如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止
D．机械波是机械振动在介质中的传播过程，它传播的是振动形式
3．如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形，图中已标出D质点此时的运动方向，下列说法正确的是（
）
A．波向右传播
B．质点E此时运动方向与D相同
C．此时A点的运动方向向下
D．质点C比质点B先回到平衡位置
4．机械横波在某时刻的波形图如图实线所示,已知波的传播速度大小为1m/s.经过一段Δt后,波形变成图中虚线所示,则Δt的可能值为(
).
A．2s
B．1s
C．4s
D．3s
5．下列关于波的说法中正确的是(
)
A．机械波中各质点振动的频率与波源的振动频率相同
B．在机械波传播的过程中,机械能一定守恒
C．有机械波一定有振动,有振动不一定有机械波
D．声波是纵波
6．机械波在介质中传播时,下列说法中正确的是(
).
A．各质点都在各自的平衡位置附近振动
B．前一质点的振动带动相邻后一质点的振动,后一质点的振动必定落后于前一质点
C．相邻质点间没有相互作用力
D．各质点也随波的传播而迁移
7．如图1所示是一列简谐波在t=0时刻的波形图，质点P刚开始振动，如图2所示是介质中的另一质点Q的振动图象，则下列说法正确的是__________。
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是24
m/s
C．质点Q平衡位置的坐标为xQ=36
m
D．从t=0时刻开始，经过2.5
s质点Q处在波峰
E.
当质点Q处在波峰时，质点P也处在波峰
8．一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时波的图象如图所示，此刻A、B两质点的位移相同，此后A和B分别经过最短时间0.2
s和0.8
s回到平衡位置，则该简谐横波(
)
A．沿x轴正方向传播，波速为2
m/s
B．沿x轴负方向传播，波速为2
m/s
C．当t＝1.6
s时，B回到平衡位置
D．当t＝3.2
s时，A回到平衡位置
9．如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x＝0与x＝75m处的A、B两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示。则这列波的(　　)
A．A点处波长是10cm，B点处波长是5cm
B．周期一定都是2×10－2s
C．t＝0.0125s时刻，两质点的振动速度方向相反
D．传播速度可能是1000m/s
10．某横波在介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻，波源O点开始振动方向为y轴正方向运动，t=0.2s，O点第一次到达正方向最大位移处，某时刻x=0至x=6m之间形成的波形如图所示，下列说法正确的是(
)
A．该横波的波速为5m/s
B．质点M与质点N都运动起来后，它们的运动方向总相反
C．图示波形图可能是t=1.2s时刻的
D．在t=2.6s时刻，质点M处于平衡位置，运动路程为2.6m
11．一列简谐横波，A为振源，在B点刚开始振动时的图象如图所示。图中数据单位都是m，已知波的传播速度为10m/s，从振源A开始振动到形成如图所示波形，经过时间为___________s，从M点开始运动到如图所示时刻，M通过的路程为___________m。
12．（1）沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，两质点M、N的横坐标分别为x1=1.5m和x2=2.5m，t=0时刻质点M的运动方向沿y轴的负方向。若从t=0时刻开始，经0.25s质点N第一次到达平衡位置，则_________（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对三个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．该列波沿x轴负方向传播
B．该列波的周期为1s
C．该列波的波速为2m/s
D．1s末，质点M的运动方向沿y轴的负方向
E．0-1s内，质点N的路程等于8cm
13．一列沿x轴传播的横波在t＝0.05s时刻的波形图如图甲所示，P、Q为两质点，质点P在振动图象如图乙所示，下列说法中正确的是_____（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1个扣3分，最低得分为0分）
A．该波的波速为20m/s
B．该波沿x轴负方向传播
C．t＝0.1s时刻质点Q的运动方向沿y轴正方向
D．t＝0.2s时刻质点Q的速度大于质点P的速度
E．t＝0.3s时刻质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离
14．一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形图如图甲所示，此时质点N位于x轴上x=2.0m处，图甲中的某质点的振动图象如图乙所示。关于该波下列说法正确的是（_____）
A、该波的波速为0.5m/s
B、质点N振幅是0
C、图乙表示的是质点N的振动图象
D、该波在传播过程中遇到一辆静止的轿车时会发衍射现象
E、此时质点N沿y轴负方向振动
15．如图所示是一列简谐波在t=0时刻的波形图，介质中x=4
m处质点沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=5sin5πtcm，关于这列波，下列说法正确的是_____________。
A．波长为4m；
B．波速为10m/s；
C．波沿x轴正方向传播；
D．再经过半个周期，x=4m处质点沿波的传播方向移动2m
E.
再经过3/4个周期，x=4m处质点位于波谷。
参考答案
1．A
【解析】
相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离等于波长。故A正确。相邻的波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离等于波长。故B错误。振动在一个周期内传播的距离等于一个波长，不是一个周期内质点移动的距离。故C错误。一个正弦波形的曲线长度大于波长。故D错误。
2．B
【解析】
机械波的产生条件是机械振动在介质中的传播,二者条件同时具备,所以物体做机械振动，如果没有介质，则不会产生机械波，故A错误；如果有机械波，说明符合产生机械波的条件即一定有机械振动，故B正确；机械波传播是振动形式，当波源停止振动后，波会在介质中继续传播不会停止，故C错误；在机械波形成的过程中,介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动,并不随波一起迁移,传播的是振动形式和能量,故D错误；故选B
3．D
【解析】A、由图中质点D的运动方向沿y轴负方向，则波向左传播，故A错误；
B、根据波形的平移法可知：质点D、F与E此时的速度方向相反，故B错误；
C、根据波形的平移法可知A点向上运动，故C错误；
D、图示时间质点B沿y轴正方向运动，它回到平衡位置的最短时间大于，而质点C经过回到平衡位置，则质点C比B先回到平衡位置，故D正确。
点睛：根据质点D的运动方向，可判断出波的传播方向，根据质点C和质点B的位置和速度方向分析它们回到平衡位置的先后，在相邻的两个波峰与波谷间的各个质点的振动方向相同。
4．BD
【解析】
由图读出波长λ=4m。若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为x=（n+）λ=（4n+1）m，n=0，1，2，…波速为，时间
，时间可能是1s；若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为x=（n+）λ=（4n+3）m，n=0，1，2，…波速为，时间，时间可能是3s。故选BD。
5．ACD
【解析】
机械波中各质点都在振源的带动下做受迫振动，则各个质点的振动频率与波源的振动频率相同，选项A正确；机械波传播的过程中，存在阻力，机械能不断减小，故B错误；机械振动在介质中才能形成机械波，则有机械波一定有振动源，有振动源不一定有机械波，故C正确；声波是纵波，选项D正确.
6．AB
【解析】
机械波在介质中传播时，各质点都在各自的平衡位置附近振动，但不随波的传播而迁移，选项A正确，D错误；前一质点的振动带动相邻后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点，选项B正确；相邻质点间存在相互作用力，选项C错误.
7．ACD
【解析】
由题图2可知，质点Q刚开始振动时方向沿y轴负方向，结合题图1可知质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动，所以这列波沿x轴正方向传播，选项A正确；根据题图1可知波长λ=24
m，根据题图2可知周期为T=2
s，则v==12
m/s，选项B错误；质点P开始振动后经过Δt=1
s质点Q开始振动，于是PQ间的距离xPQ=v·Δt=12
m，所以质点Q平衡位置的坐标为xQ=36
m，选项C正确；距Q点最近的波峰到Q点的距离为x=30
m，所以有t==(2.5＋2n)
s，n=0、1、2、3……则t=2.5
s时质点Q第一次出现在波峰，选项D正确；P、Q间的距离等于半个波长，所以当质点Q处在波峰时，质点P处在波谷，选项E错误。
8．BD
【解析】
A、B项：根据分析可知，A点先回到图示位置，说明A正向上振动，B正向下振动，则根据波形的平移法可知沿x轴负方向传播，根据图象可知，波长，，波速，故A错误，B正确；
C项：由题可知B经过0.8s回到平衡位置，由振动的对称性可知，时，B质点不在平衡位置，故C错误。
D项：由题可知A经过0.2s回到平衡位置，再经过，质点A在平衡位置，故D正确。
9．BCD
【解析】
由图可得：周期T=0.02s；根据质点A、B的振动，若波向右传播，则两质点平衡位置间距离△x＝75m＝(n+)λ；波长，波速，n∈N；当n=3时，v=1000m/s；若波向左传播，则两质点平衡位置间距离△x＝75m＝(n′+)λ′，n′∈N；波长，若波向左传播，波速，n′∈N；t=0.0125s=1.25×10-2s，故由图可得：在t=0.0125s时刻，质点A向下振动，质点B向上振动；故选项BCD正确，A错误.
10．AC
【解析】
根据O点从平衡位置开始向正方向运动，第一次运动到正方向最大位移处的时间t=0.2s可得：周期T=0.8s；由图可得：波长λ=4m，故波速，故A正确；M、N平衡位置间的距离为，故运动情况不总是相反的，故B错误；1.2s=1T，此时振源O回到平衡位置向下振动，可知图示波形图可能是t=1.2s时刻的，选项C正确；波从振源O传到M点需要的时间为0.6s，则t=2.6s时刻质点M振动了2.0s=2T，此时质点M处于平衡位置向下振动，运动路程为10A=2.0m，故D错误；
11．
1.6；
0.8；
【解析】波由A点传到B点的时间＝1.6s；由图可知，
M、B两点相距两个波长，即此时M点已振动了两个周期，M点通过的路程为0.8
m。
12．ACE
【解析】t=0时刻质点M的运动方向沿y轴的负方向，依据波的平移法，可知，该列波沿x轴负方向传播，故A正确；该列波沿x轴负方向传播，则N点振动的方向向上，从t=0时刻开始，经0.25s质点N第一次到达平衡位置，可知该波在0.25s内传播的距离：x=3-2.5=0.5m
所以波速：
；由图可知，该波的波长为4m，则：
．故B错误，C正确；1s的时间等于半个周期，则M点在半个周期后运动的方向与开始时相反，为沿y轴正方向．故D错误；由图可知，该波的振幅A=4cm，质点在半个周期为的路程等于2倍的振幅，所以0～1s内，质点N的路程等于8cm．故E正确．故选ACE．
13．ACD
【解析】A、由甲图读出该波的波长为λ=4m，由乙图周期为：T=0.2s，则波速为，故A正确；
B、由乙图读出t=0.05s时刻质点P的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正向，故B错误；
C、从t=0.05s到t=0.10s，经历的时间，
时刻质点Q回到平衡位置，质点Q的运动方向沿y轴正方向，故C正确；
D、从t=0.05s到t=0.20s，经历的时间，
时刻质点Q回到平衡位置，质点Q的运动方向沿y轴负方向，速度最大，质点P处在正最大位移处，速度为0，所以t＝0.2s时刻质点Q的速度大于质点P的速度，故D正确；
E、从t=0.05s到t=0.30s，经历的时间，
时刻质点Q回到平衡位置，质点P处在负最大位移处，故E错误；
故选ACD。
14．ADE
【解析】由两图象可知波长λ=2m，振幅A=0.8m，周期T=4s，由，故A正确，B错误。由振动图象可知t=0时该质点向上振动；此波沿着x轴正方向传播，由波形平移可知由t=0时波的图象可知N点此时向下振动，所以图乙不是质点N的振动图象，故C错误。根据生活常识知车的尺度与波长接近，所以可以发生明显衍射现象，所以D正确。波沿x轴正向传播，则此时质点N沿y轴负方向振动，选项E正确；故选ADE.
点睛：本题的关键理解和把握振动图象和波动图象的区别和联系，找出两种图象之间对应关系；波传播方向和质点的振动方向用波形平移法判断．
15．ABE
【解析】由图读出波长为
λ=4m，故A正确；由x=4m处质点沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=5sin5πt
cm，可知ω=5πrad/s，则周期为：
，所以波速为：
，故B正确；由表达式y=5sin5πt
cm，可知t=0时刻x=4m处质点沿y轴正方向运动，则根据波形的平移法可知，波沿x轴负方向传播，故C错误；简谐波传播过程中，介质中质点不向前移动，只在自己平衡位置附近振动，故D错误；t=0时刻x=4m处质点沿y轴正方向运动，则再经过3/4个周期的时间，x=4m处质点位于波谷，故E正确。所以ABE正确，CD错误。