【名師一號(hào)】2021年人教版物理雙基限時(shí)練-選修3-4：第十二章《機(jī)械波》習(xí)題123

雙基限時(shí)練(九)習(xí)題課1．下列選項(xiàng)為一列橫波在某介質(zhì)中傳播時(shí)某一時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播方向向右，能正確描述各質(zhì)點(diǎn)連續(xù)振動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向的是()ABCD解析處在波峰或波谷處的質(zhì)點(diǎn)肯定向平衡位置處運(yùn)動(dòng)，因此，A、D錯(cuò)誤，利用“上下坡法”可判C正確，D錯(cuò)誤．答案C2.(多選題)一列橫波沿繩子向右傳播，某時(shí)刻繩子形成如圖所示的凹凸外形，對(duì)此繩上A、B、C、D、E、F6個(gè)質(zhì)點(diǎn)有()A．它們的振幅相同B．其中D和F的速度方向相同C．其中A和C的速度方向相同D．從今時(shí)算起，B比C先回到平衡位置解析各質(zhì)點(diǎn)先后達(dá)到波峰或波谷處，振幅相同，選項(xiàng)A正確．由于各質(zhì)點(diǎn)均要“跟隨”前邊質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，在波向右傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)D向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)F向下振動(dòng)，二者雖然速度大小相同，但方向不同，B錯(cuò)．同樣理由，知A向下運(yùn)動(dòng)，C向上運(yùn)動(dòng)，二者速度方向相反，C錯(cuò)．從今時(shí)起，B和C均向上振動(dòng)，明顯B先達(dá)波峰，先回到平衡位置，選項(xiàng)D正確．答案AD3．(多選題)一振動(dòng)周期為T(mén)、振幅為A、位于x＝0點(diǎn)的波源從平衡位置沿y軸正向開(kāi)頭做簡(jiǎn)諧振動(dòng)．該波源產(chǎn)生的一維簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，波速為v，傳播過(guò)程中無(wú)能量損失．一段時(shí)間后，該振動(dòng)傳播至某質(zhì)點(diǎn)P，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的說(shuō)法正確的是()A．振幅肯定為AB．周期肯定為T(mén)C．速度的最大值肯定為vD．開(kāi)頭振動(dòng)的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離解析機(jī)械波在傳播過(guò)程中，把波源的信息傳播出去了，即把波源的振動(dòng)周期、振幅、開(kāi)頭振動(dòng)的方向等信息都傳播出去，各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期、振幅、開(kāi)頭振動(dòng)的方向均與波源相同，故D錯(cuò)誤，A、B正確．波的傳播速度和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是兩回事，故C錯(cuò)誤．答案AB4．一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的波形如圖所示．P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從該時(shí)刻開(kāi)頭的一段極短時(shí)間內(nèi)，P的速度v和加速度a的大小變化狀況是()A．v變小a變大 B．v變小a變小C．v變大a變大 D．v變大a變小解析本題考查簡(jiǎn)諧振動(dòng)及波的規(guī)律，從波動(dòng)圖象中依據(jù)同側(cè)原理可以推斷此時(shí)P點(diǎn)正向平衡位置運(yùn)動(dòng)，做加速度漸漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，故D項(xiàng)正確．答案D5．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，傳到M點(diǎn)時(shí)波形如圖所示，再經(jīng)0.6s，N點(diǎn)開(kāi)頭振動(dòng)，則該波的振幅A和頻率f為()A．A＝1mf＝5Hz B．A＝0.5mf＝5HzC．A＝1mf＝2.5Hz D．A＝0.5mf＝2.5Hz解析由圖象可以直接讀出該波的振幅A＝0.5m；經(jīng)0.6s，N點(diǎn)開(kāi)頭振動(dòng)，說(shuō)明波在0.6s內(nèi)向前傳播了6m，所以波的傳播速度為v＝eq\f(x,t)＝eq\f(6m,0.6s)＝10m/s，由圖象知波長(zhǎng)為4m，所以周期為T(mén)＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4m,10m/s)＝0.4s，f＝eq\f(1,T)＝2.5Hz，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案D6．下表給出30℃介質(zhì)空氣純水鹽水橡膠軟木銅鐵波速(m/s)3321490153130～5048038004900A.頻率增大，波長(zhǎng)不變 B．頻率不變，波長(zhǎng)增大C．頻率和波長(zhǎng)都不變 D．頻率和波長(zhǎng)都變大解析波在傳播過(guò)程中頻率不變，一列波從空氣進(jìn)入水中時(shí)，頻率f不變，波速v增大，則由公式v＝fλ知波長(zhǎng)增大．答案B7．如圖所示，位于介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機(jī)械波．若在這兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則()A．f1＝2f2v1＝v2 B．f1＝f2v1＝0.5vC．f1＝f2v1＝2v2 D．f1＝0.5f2v1＝v解析因兩列波的波源都是S，所以它們的周期和頻率都相同，即T1＝T2，f1＝f2，由波速公式v＝eq\f(x,t)得v1＝eq\f(L,\f(3,2)T)＝eq\f(2L,3T)，v2＝eq\f(L,3T)，則v1＝2v2，C對(duì)．答案C8．如圖①所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝20s時(shí)的波形圖，圖②是這列波中P點(diǎn)的振動(dòng)圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是()①②A．v＝25cm/s向左傳播 B．v＝50cm/s向左傳播C．v＝25cm/s向右傳播 D．v＝50cm/s向右傳播解析由振動(dòng)圖線(題圖②)知周期T＝2s，由波形圖線(題圖①)知波長(zhǎng)為100cm，由v＝eq\f(λ,T)得v＝50cm/s，A、C錯(cuò)誤；由題圖②知2s末P點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，那么，20s末P點(diǎn)仍舊向上運(yùn)動(dòng)，因而波向左傳播，B正確．答案B9．如圖所示，已知一列橫波沿x軸傳播，實(shí)線和虛線分別是t1時(shí)刻和t2時(shí)刻的圖象，已知t2＝t1＋eq\f(1,8)s，振動(dòng)周期為0.5s，則波的傳播方向與傳播距離是()A．沿x軸正方向6mB．沿x軸負(fù)方向6mC．沿x軸正方向2mD．沿x軸負(fù)方向2m解析振動(dòng)周期T＝0.5s，又由于t2＝t1＋eq\f(1,8)s，所以波由t1到t2經(jīng)過(guò)了eq\f(T,4)，由圖可知波長(zhǎng)為8m，則波在這段時(shí)間內(nèi)的傳播距離L＝λ×eq\f(1,4)＝8×eq\f(1,4)m＝2m．波的傳播方向可以選一個(gè)特殊點(diǎn)，例如x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)，由平衡位置經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)到波峰，即此質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，則波沿x軸正方向傳播．答案C10．圖示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，實(shí)線為t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線為t＝0.6s時(shí)的波形圖，波的周期T>0.6s，則()A．波的周期為2.4sB．在t＝0.9s時(shí)，P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)C．經(jīng)過(guò)0.4s，P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為4mD．在t＝0.5s時(shí)，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置解析本題考查波形圖象及圖象上某點(diǎn)的振動(dòng)狀況，由題意知eq\f(3,4)T＝0.6s，T＝0.8s，A錯(cuò)；t＝0.9s時(shí)，P點(diǎn)沿y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)；經(jīng)過(guò)0.4s，P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為2A＝0.4m，C錯(cuò)；Q點(diǎn)先向下運(yùn)動(dòng)經(jīng)t＝0.5s恰到達(dá)波峰位置，D正確．答案D11．水面上有A、B兩只小船，一列水波沿A、B方向傳播，船每分鐘上下?lián)u擺20次，水波的速度是4m/s，當(dāng)A船位于波峰時(shí)，B恰好位于波谷位置，A、B兩船間還有4個(gè)波峰，A、B兩船間水平距離為多少？解析解此題時(shí)要留意波傳播的周期與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期相同，故T＝3s，另外，A船與B船間距為波長(zhǎng)的多少倍？這一點(diǎn)要依據(jù)題意簡(jiǎn)潔畫(huà)出A、B間的波形圖，以便列式．由題意可得波傳播的周期為T(mén)＝eq\f(60,20)s＝3s據(jù)v＝eq\f(λ,T)，得波長(zhǎng)λ＝vT＝4×3m＝12m可見(jiàn)A、B間水平距離為s＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4＋\f(1,2)))λ＝54m答案54m12．一列橫波沿AB方向傳播，波的頻率為5Hz，振幅為2cm，A、B兩點(diǎn)間距離為6m，振動(dòng)方向總是相反，在某時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)同處于平衡位置，它們之間還有一個(gè)波峰．求波從A點(diǎn)傳到B點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，A處質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程．解析波形曲線為圖中1時(shí)，AB＝eq\f(λ1,2)，得λ1＝2AB＝12m，則波速為v1＝λ1f＝60m故波從A傳到B所需時(shí)間：t1＝eq\f(AB,v1)＝eq\f(6,60)s＝0.1s.所以A通過(guò)的路程為s1＝eq\f(t1,T)4A＝eq\f(0.1,0.2)×4×2cm＝4cm.同理，當(dāng)波形曲線為圖中2時(shí)，AB＝eq\f(3λ2,2)，λ2＝eq\f(2,3)AB＝4m，波速v2＝λ2f＝20mA通過(guò)的路程為s2＝eq\f(AB,Tv2)4A＝12cm.答案4cm或12cm13．如圖所示的實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形曲線，經(jīng)0.2s后，其波形如圖中虛線所示．設(shè)該波的周期T大于0.2s，求：(1)由圖中讀出波的振幅和波長(zhǎng)；(2)假如波向右傳播，波速是多大，波的周期是多大．解析(1)振幅A＝10cm，波長(zhǎng)λ＝0.24m(2)若波向右傳播，eq\f(3,4)T＋