粵教版 (2019)選擇性必修 第一冊第二節(jié) 機械波的描述綜合訓(xùn)練題

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課時跟蹤檢測（十四）機械波的描述組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1.簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，以下說法正確的是(　　)A．若波沿x軸正方向傳播，則P質(zhì)點此時刻速度沿x軸正方向B．若波沿x軸正方向傳播，則P質(zhì)點此時刻加速度沿y軸正方向C．再過個周期，質(zhì)點P的位移為負值D．經(jīng)過一個周期，質(zhì)點P通過的路程為4A解析：選D　橫波中，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向應(yīng)垂直，故A錯；質(zhì)點加速度的方向一定指向平衡位置，故B錯；由于不知道波的傳播方向，則無法判斷個周期后質(zhì)點P的位置，故C錯；經(jīng)過一個周期，質(zhì)點P通過的路程為s＝4A，故D正確。2.如圖為一列簡諧波在t＝0時刻的圖像，已知質(zhì)點P將比質(zhì)點Q后回到平衡位置，則下列說法中正確的是(　　)A．波一定沿x軸正方向傳播B．質(zhì)點Q與質(zhì)點R的運動方向相反C．質(zhì)點P的速度正在增大D．質(zhì)點R的加速度正在減小解析：選A　因P點比Q點后回到平衡位置，可知P點向＋y方向振動，Q點向－y方向振動，可判斷波向＋x方向傳播，即P點遠離平衡位置，速度正在減小，Q點靠近平衡位置，速度正在增大；R點與Q點均向－y方向運動，R點正遠離平衡位置，位移增大，加速度增大。故A正確。3.(多選)關(guān)于如圖所示的波形圖，下列說法中正確的是(　　)A．此列波的振幅是0.1 mB．x＝15 cm處質(zhì)點的位移是0.1 mC．若質(zhì)點A的速度沿y軸正方向，則質(zhì)點B的速度也沿y軸正方向D．質(zhì)點A的加速度沿y軸負方向，而質(zhì)點B、C的加速度沿y軸正方向解析：選ACD　從波的圖像上可以直接讀出振幅為0.1 m，x＝15 cm處質(zhì)點離開平衡位置的位移為－0.1 m，A正確，B錯誤；各質(zhì)點加速度的方向總是指向平衡位置，大小為a＝－，D正確；由于A、B兩質(zhì)點在此時刻都在同一“坡”上，根據(jù)“上下坡”法可以判斷C正確。4．下表給出30 ℃時，聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度。當聲波由空氣進入銅中時，下列說法正確的是(　　)介質(zhì)空氣純水鹽水橡膠軟木銅鐵波速(m/s)3321 4901 53130～504803 8004 900 A.頻率增大，波長不變   B．頻率不變，波長增大C．頻率和波長都不變   D．頻率和波長都變大解析：選B　波在傳播過程中頻率不變，一列波從空氣進入銅中時，頻率f不變，波速v增大，則由公式v＝λf知波長增大。故選項B正確。5．一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖中的實線所示，t＝0.02 s時刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T大于0.02 s，則該波的傳播速度可能是(　　)A．2 m/s   B．3 m/sC．4 m/s   D．5 m/s解析：選B　若波向右傳播，則波傳播的距離x1＝0.02 m，則波速v1＝＝ m/s＝1 m/s；若波向左傳播，則波傳播的距離x2＝0.06 m，則波速v2＝＝ m/s＝3 m/s，故正確選項為B。6．平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌?橫波)，在波的傳播方向上有相距3 m的甲、乙兩小木塊隨波上下運動。測得兩小木塊每分鐘都上下振動30次。甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰，這列水面波(　　)A．頻率是30 Hz   B．波長是3 mC．波速是1 m/s   D．周期是0.1 s解析：選C　由題意知甲、乙兩小木塊間的距離x＝3 m＝λ，故波長λ＝2 m。又知兩小木塊都是每分鐘振動30次，故周期T＝2 s，頻率f＝0.5 Hz，則波速v＝＝1 m/s，故選項C正確。7．一列波源在x＝0處的簡諧波，沿x軸正方向傳播，周期為0.02 s，t0時刻的波形如圖所示。此時x＝12 cm處的質(zhì)點P恰好開始振動。則(　　)A．質(zhì)點P開始振動時的方向沿y軸正方向B．波源開始振動時的方向沿y軸負方向C．此后一個周期內(nèi)，質(zhì)點P通過的路程為8 cmD．這列波的波速為400 m/s解析：選B　根據(jù)質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向的關(guān)系知，質(zhì)點P處于上坡，向下振動，A錯誤；波傳到質(zhì)點P時向下振動，故波源開始振動時的方向沿y軸負方向，B正確；一個周期內(nèi)質(zhì)點P通過的路程為4A＝4×5 cm＝20 cm，故C錯誤；波速v＝＝ m/s＝4 m/s，故D錯誤。8.一列簡諧橫波在x軸上傳播，波的振動周期為0.4 s。已知t＝0時刻的波形圖如圖所示，圖中M處的質(zhì)點此時正經(jīng)過平衡位置沿y軸正方向運動，畫出t＝0.1 s時的波形圖。解析：經(jīng)過0.1 s，各質(zhì)點振動了T，根據(jù)特殊點法可以判斷，P質(zhì)點回到平衡位置，M質(zhì)點運動到波峰。波形圖如圖所示。答案：見解析圖 組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．(多選)在均勻介質(zhì)中坐標原點O處有一波源做簡諧運動，其表達式為y＝5sinm，它在介質(zhì)中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻波剛好傳播到x＝12 m處，波形圖像如圖所示，則(　　)A．此后再經(jīng)6 s該波傳播到x＝24 m處B．M點在此后第3 s末的振動方向沿y軸正方向C．波源開始振動時的運動方向沿y軸負方向D．此后M點第一次到達y＝－3 m處所需時間是2 s解析：選AB　由波源振動表達式可知ω＝，而ω＝，所以T＝4 s，由波形圖知λ＝8 m，波速v＝＝2 m/s，Δx＝v·Δt＝12 m，故A項正確；經(jīng)過Δt′＝3 s，波向前傳播的距離為Δx′＝v·Δt′＝6 m，畫出這一時刻的波形圖如圖中虛線所示，由圖可知，M點振動方向沿y軸正方向，B項正確；在波的傳播過程中，各質(zhì)點的起振方向都與波源的起振方向相同，可得波源起振方向沿y軸正方向，C項錯誤；此時M點在y＝3 m處且沿y軸負方向振動，第一次到達y＝－3 m處所用時間小于，故D項錯誤。10.(多選)如圖所示，S是x軸上的上、下振動的波源，振動頻率為10 Hz。激起的橫波沿x軸左右傳播，波速為20 m/s。質(zhì)點A、B到S的距離分別為xA＝36.8 m，xB＝17.2 m，且都已經(jīng)開始振動。若此時刻波源S正通過平衡位置向上振動，則該時刻(　　)A．B位于x軸上方，運動方向向下B．B位于x軸下方，運動方向向上C．A位于x軸上方，運動方向向上D．A位于x軸下方，運動方向向下解析：選AD　由v＝λf，可得λ＝＝ m＝2 m，xB＝17.2 m＝8 λ，去整8λ，留λ，B的振動狀態(tài)應(yīng)與跟波源S相距λ的B′相同(如圖所示)，由此可判斷B點在x軸上方，運動方向向下；xA＝36.8 m＝18λ，去整18λ，留λ。由于λ<λ<λ，所以A點在x軸下方，運動方向向下，故A、D正確。11.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時刻的波形如圖所示，介質(zhì)中質(zhì)點P、Q分別位于x＝2 m、x＝4 m處，從t＝0時刻開始計時，t＝15 s時質(zhì)點Q剛好第4次到達波峰。(1)求波速；(2)寫出質(zhì)點P做簡諧運動的表達式(不要求推導(dǎo)過程)。解析：(1)設(shè)簡諧橫波的波速為v，波長為λ，周期為T，由圖像知，λ＝4 m。由題意知t＝3T＋T　①又v＝　②聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得v＝1 m/s，T＝4 s。(2)質(zhì)點P做簡諧運動的表達式為y＝0.2sin(0.5πt)m。答案：(1)1 m/s　(2)y＝0.2sin(0.5πt)m12．一列簡諧橫波在x軸上傳播，波速為50 m/s，已知t＝0時刻的波形圖如圖(a)所示，圖中M處的質(zhì)點此時正經(jīng)過平衡位置沿y軸的正方向運動。將t＝0.5 s時的波形圖像畫在圖(b)上(至少要畫出一個波長)。解析：不論是用平移法還是特殊點法作波形圖，都必須先求出Δt＝t－0＝0.5 s與周期T的倍數(shù)關(guān)系，T＝＝ s＝0.4 s，＝＝1。“舍整(數(shù))、留分(數(shù))”，只要考慮后的波形即可。根據(jù)M點的振動方向可知此波是沿x軸負方向傳播。若用平移法，內(nèi)波沿x軸負方向傳播；若用特殊點法，內(nèi)特殊點在垂直于x軸的方向上運動路程等于振幅A。答案：如圖所示