物理（人教版選修34）練習(xí)周末培優(yōu)練3機(jī)械波

周末培優(yōu)練(三)機(jī)械波1．一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在某一時(shí)刻的波形曲線如圖所示，由圖可知()A．各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為4sB．該簡諧橫波的波長為4C．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的速度為0D．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B的加速度為0解析：由波形圖不能讀出波的周期，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖象可知波長λ＝4m，故選項(xiàng)B正確；由圖象可知，此時(shí)A位于平衡位置，速度達(dá)最大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由圖象可知，此時(shí)B答案：B2．一列機(jī)械波在某時(shí)刻的波形如圖所示，已知波沿x軸正方向傳播，波速是12m/s，A．這列波的波長是10B．這列波的周期是8sC．x＝6D．x＝5cm處質(zhì)點(diǎn)向解析：根據(jù)波的圖象知，波長是8cm，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由v＝eq\f(λ,T)得T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.08,12)s＝eq\f(1,150)s，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．這列波的振幅為5cm，各個(gè)點(diǎn)振幅都是5cm，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．因?yàn)椴ㄏ騲軸正方向傳播，根據(jù)“上下坡”法知，x＝5cm質(zhì)點(diǎn)向y軸的負(fù)方向振動(dòng)，故選項(xiàng)D正確．答案：D3．一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示，a、b、c為三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，a處于平衡位置且正向上運(yùn)動(dòng)，由此可知()A．該波沿x軸正方向傳播B．a(chǎn)的振幅為零C．b正向上運(yùn)動(dòng)D．該時(shí)刻以后，c比b先到平衡位置解析：由a點(diǎn)振動(dòng)方向知波沿x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；各質(zhì)點(diǎn)均作簡諧運(yùn)動(dòng)，振幅不為0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由傳播方向知b向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；b向下運(yùn)動(dòng)，c向上運(yùn)動(dòng)，c比b先回到平衡位置，選項(xiàng)D正確．答案：D4．已知一列波在某介質(zhì)中向某一方向傳播，如圖所示，并且此時(shí)振動(dòng)還只發(fā)生在MN之間，并知此波的周期為T，Q質(zhì)點(diǎn)速度方向在波形圖中是向下的，下列說法正確的是()A．波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間TB．波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間TC．波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間eq\f(T,4)D．波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間eq\f(T,4)解析：因?yàn)榇藭r(shí)Q點(diǎn)向下振動(dòng)，又因?yàn)榇藭r(shí)Q點(diǎn)右方鄰近的點(diǎn)在Q下方，說明波向左傳播，所以N是波源，振動(dòng)從N點(diǎn)傳播到M點(diǎn)，經(jīng)過一個(gè)周期，又從波源N起振開始計(jì)時(shí)，需經(jīng)eq\f(3,4)T，P點(diǎn)才開始起振，故P質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)了eq\f(1,4)T，選項(xiàng)C正確．答案：C5．(多選)如圖所示，O是波源，a、b、c、d是波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，且Oa＝ab＝bc＝cd＝3m，開始各質(zhì)點(diǎn)均靜止在平衡位置，t＝0時(shí)刻波源O開始向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，振幅是0.1m，波沿Ox方向傳播，波長是8m，當(dāng)O點(diǎn)振動(dòng)了一段時(shí)間、A．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)的速度方向向上B．b質(zhì)點(diǎn)的加速度為零C．c質(zhì)點(diǎn)達(dá)到最大位移處D．d質(zhì)點(diǎn)的速度為零但加速度不為零解析：波源O向上振動(dòng)，經(jīng)過路程0.5m時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間eq\f(5,4)T，波傳播距離eq\f(5,4)λ＝10m，此時(shí)各質(zhì)點(diǎn)位置如圖所示，由圖可知選項(xiàng)A、B正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：AB6．如圖所示，是某繩波形成過程的示意圖，1、2、3、4……為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn)，繩處于水平方向．質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2、3、4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端．t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過四分之一周期(T)，質(zhì)點(diǎn)5開始運(yùn)動(dòng)．下列判斷正確的是()A．t＝eq\f(T,4)時(shí)質(zhì)點(diǎn)5的運(yùn)動(dòng)方向向下B．t＝eq\f(T,2)時(shí)質(zhì)點(diǎn)8的加速度方向向上C．t＝eq\f(3T,4)時(shí)質(zhì)點(diǎn)12的運(yùn)動(dòng)方向向上D．t＝T時(shí)質(zhì)點(diǎn)16開始運(yùn)動(dòng)解析：本題考查簡諧橫波圖象，要求學(xué)生根據(jù)題意畫出不同時(shí)刻的波形圖．根據(jù)t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)5開始運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)5的運(yùn)動(dòng)方向向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t＝eq\f(T,2)時(shí)質(zhì)點(diǎn)9開始向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)8的加速度方向應(yīng)向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在t＝eq\f(3T,4)時(shí)質(zhì)點(diǎn)13開始運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)12的運(yùn)動(dòng)方向向上，選項(xiàng)C正確；在t＝T時(shí)質(zhì)點(diǎn)17開始運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C7．(多選)一列沿x軸傳播的簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)圖中p質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向向下．則下列說法正確的是()A．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)p位于波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a一定到達(dá)波峰位置B．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)p位于波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b一定到達(dá)平衡位置C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)p位于波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b一定在x軸的上方D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)p位于波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b一定在x軸的下方解析：由圖可知，p、a兩點(diǎn)相距半個(gè)波長距離，p、b相距eq\f(5,6)個(gè)波長的距離．當(dāng)p位于波谷時(shí)，a到達(dá)波峰位置，b位于x軸下方．選項(xiàng)A、D正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤．答案：AD8．一列簡諧波在t＝0時(shí)刻的波形圖如圖所示，經(jīng)過0.1s，平衡位置位于x＝2m的點(diǎn)M第一次到達(dá)波峰，A．波速可能為20B．波的傳播方向一定沿x正方向C．波的頻率f＝2.5HzD．N點(diǎn)的速度不可能正在增大解析：若波沿x軸正方向傳播，根據(jù)經(jīng)過0.1s，當(dāng)x＝0的狀態(tài)傳到x＝2m的點(diǎn)M時(shí)，M第一次到達(dá)波峰，則v＝eq\f(Δx,t)＝eq\f(2,0.1)m/s＝20m/s，故選項(xiàng)A正確．根據(jù)題意可知，波可以沿x軸正方向也可以沿負(fù)方向傳播，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由圖象讀出波長λ＝16m，若波沿x軸負(fù)方向傳播，根據(jù)經(jīng)過0.1s，當(dāng)x＝16m的狀態(tài)傳到x＝2m的點(diǎn)M時(shí)，M第一次到達(dá)波峰，則v′＝eq\f(Δx′,Δt)＝eq\f(16－2,0.1)m/s＝140m/s，此時(shí)f＝eq\f(v,λ)＝eq\f(140,16)Hz＝8.75Hz，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；N點(diǎn)此時(shí)可能由負(fù)的最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度增大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：A9．振源O起振方向沿－y方向，振幅為10cm，從振源O起振時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)t＝0.7s，x軸上0至5mA．在0.7s內(nèi)，x軸上3mB．此波的周期可能是eq\f(7,15)sC．此列波的波速為eq\f(50,7)m/sD．此波的周期一定是0.4s解析：振源O起振方向沿－y方向，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向均沿－y方向，而圖示時(shí)刻x＝5m處質(zhì)點(diǎn)沿＋y方向振動(dòng)，可知0至5m范圍第一次出現(xiàn)圖示簡諧波時(shí)，x＝5m處并不是波的最前列，在x＝5m處質(zhì)點(diǎn)的右邊還有半個(gè)波長的波形圖，即波此刻恰好傳到x＝7m處，所以波速為v＝eq\f(x,t)＝eq\f(7,0.7)m/s＝10m/s.由圖知，波長為λ＝4m，則周期為T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4,10)s＝0.4s.由以上分析知，在0.7s內(nèi)，x軸上3m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了一個(gè)周期，通過路程為s＝4A＝4×10答案：D10．(2017·全國卷Ⅲ)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t＝0時(shí)的波形圖，虛線為t＝0.5s時(shí)的波形圖．已知該簡諧波的周期大于0.5s．關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是()A．波長為2B．波速為6C．t＝1s時(shí)，x＝1D．t＝2s時(shí)，x＝2解析：A錯(cuò)：由簡諧波的波動(dòng)圖像可知，波長為4B對：t＝0.5s時(shí)波向x軸正方向傳播的距離為x＝(n＋eq\f(3,4))λ(n＝0,1,2,3…)，即t＝(n＋eq\f(3,4))T＝0.5s(n＝0,1,2,3…)，又T＞0.5s，解之得T＝eq\f(0.5,n＋\f(3,4))，當(dāng)n＝0時(shí)，T＝eq\f(2,3)s，符合題意；當(dāng)n＝1時(shí)，T＝eq\f(2,7)s＜0.5s，不符合題意，則波速v＝eq\f(λ,T)＝6m/s.C錯(cuò)：t＝0時(shí)x＝1m時(shí)處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰，因t＝1s時(shí)n＝eq\f(t,T)＝eq\f(1,\f(2,3))＝1.5，則此時(shí)x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波谷．D對：t＝0時(shí)x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向上振動(dòng)，因t＝2s時(shí)n＝eq\f(t,T)＝eq\f(2,\f(2,3))＝3，則此時(shí)x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向上振動(dòng)．答案：BD11．如圖所示是一列橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖象中x軸的正方向表示波的傳播方向，y軸表示質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移．已知波速為v＝32m/s，(1)波長λ是多少？(2)周期T是多少？(3)畫出eq\f(T,2)后的波形圖，并用文字說明：B、D兩點(diǎn)的振動(dòng)如何？解析：(1)由波形圖可以看出，波長λ＝8(2)根據(jù)v＝eq\f(λ,T)可得T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(8,32)s＝0.25s(3)波向前傳播半個(gè)波長后，質(zhì)點(diǎn)A、C分別在正最大位移和負(fù)最大位移處，速度為零；質(zhì)點(diǎn)B在平衡位置，沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)D在平衡位置，沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)．波形圖如圖所示．答案：(1)8m(2)0.25s(312．一列簡諧波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)波形如圖甲所示，已知在0.6s末，A點(diǎn)恰第四次(圖中為第一次)出現(xiàn)在波峰，求：(1)該簡諧波的波長、波速分別為多少？(2)x＝5m處的質(zhì)點(diǎn)P(3)如果從該機(jī)械波傳到質(zhì)點(diǎn)P開始計(jì)時(shí)，請?jiān)趫D乙中畫出P點(diǎn)振動(dòng)圖象，并標(biāo)