2015年高中物理选修3-4课时精练：第十二章 机械波

1、.05课后课时精练1. 下列说法中正确的是()A介质中质点的振动速度等于波的传播速度B介质中质点的振动方向一定垂直于波的传播方向C介质中质点的振动频率等于波源的振动频率D振幅越大，则波传播的速度越快E振幅越大，则波传播的速度越慢F在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长G振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短解析：波速由介质决定与质点的振动速度无关，A错；对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向共线，B错；波速与振幅无关，D、E错；波长为波在一个周期内传播的距离，与质点的路程无关，F错。答案：CG2. 一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6 s，N点开始

2、振动，则该波的振幅A和频率f为()AA1 m，f5 HzBA0.5 m，f5 HzCA1 m，f2.5 HzDA0.5 m，f2.5 Hz解析：由题中图象可以直接读出该波的振幅A0.5 m；经0.6 s，N点开始振动，说明波在0.6 s内向前传播了6 m，所以波的传播速度为v10 m/s，由图象知波长为4 m，所以周期为T0.4 s，f Hz2.5 Hz，故D正确，A、B、C错误。答案：D3. 一振动周期为T、振幅为A、位于x0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动。该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失。一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说

3、法正确的是()A振幅一定为AB周期一定为TC速度的最大值一定为vD开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E若P点与波源距离svT，则质点P的位移与波源的相同解析：机械波是将波源的振动形式和能量向外传递的过程，对简谐波而言，介质中各振动质点的振幅和周期都与波源的相同，A、B正确；质点P的振动速度不是波的传播速度v，C错误；质点P开始振动的方向与波源开始振动的方向相同，与它们的距离无关，D错误；若P点与波源距离svT，相差波长整数倍的质点振动情况都相同，故E正确。答案：ABE4. 如图所示是一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波形图象。如果此列波的波速为2.4 m/s，则在传播过程中位于

4、x轴上0.3 m0.6 m之间的某质点P，从这一时刻起在1 s内所通过的路程为()A2.56 m B2.4 mC0.16 m D0.02 m解析：由波形图知1.2 m，则T0.5 s，因1 s时间为2个周期，所以路程s2×4A8×2 cm16 cm0.16 m，C项正确。答案：C5. 如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，t0时，该波传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处，在t0.6 s时，质点A第二次出现在正的最大位移处，则()A该波的周期为0.3 sB该波的波速等于5 m/sCt0.6 s时，质点C在平衡位置处且向上运动Dt0.6 s时，质点C在平衡位置处且向下

5、运动解析：在t0.6 s内，质点A振动时间为T，即T0.6 s，T0.4 s，A错；由图象知：2 m，则v m/s5 m/s，B对；在t0.6 s内，质点振动T，波恰好传播，即t0时刻O点的振动形式恰好传到C点，t0时，O恰好在平衡位置处向上运动，因此C重复其运动，C对D错。答案：BC6. 一列简谐横波沿直线传播的速度是2 m/s，在传播方向上有A、B两点，从波刚好传到某质点时开始计时，已知5 s内A点完成了6次全振动，B点完成了10次全振动，则此波向什么方向传播？波长为多少？A、B两点间的距离为多大？解析：由AB各自完成的振动次数知：波从B到A传播。从B到A相差4个全振动的次数可知：从B传到

6、A的时间是波的4个周期，周期为T0.5 s，则AB间的距离为xvt2×4×0.5 m4 m，波长为1 m。答案：波从B到A传播波长为1 mAB间的距离为4 m7. 如图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D为绳上等距离间隔的点，相邻点间隔为50 cm，现用手拉着绳子的端点A使其上下振动，若A点开始向上运动，经0.1秒第一次达到最大位移(最大位移为20 cm)，C点恰好开始振动，则(1)绳子形成的向右传播的横波速度为多大？(2)从A开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？(3)画出当M点开始起振时的波形图象。解析：(1)传播速度v10 m/s。(2

7、)波由波源传到J所需时间t10.45 s波刚传到J点时，J向上运动，到负的最大位移需时t2T0.3 s，所以总时间为tt1t20.75 s。(3)如图答案：(1)10 m/s(2)0.75 s(3)见解析图8. M、N为介质中波的传播方向上的两点，间距s1.5 m，它们的振动图象如图所示，这列波的波速的可能值为()A15 m/sB7.5 m/sC5 m/sD3 m/s解析：因为M、N两点振动时情况恰好相反，所以它们的间距等于的奇数倍。设波长为，则sn，所以(n0,1,2，)。由振动图象知，波的周期为T0.2 s，因此波速的一般表达式为v m/s m/s(n0,1,2，)。当n0时，v m/s1

8、5 m/s；当n1时，v5 m/s；当n2时，v3 m/s。答案：ACD9. 图甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处的质点，Q是平衡位置为x4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则()At0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大Bt0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cm解析：由乙图知，周期T0.2 s，且在t0.1 s，Q点在平衡位置沿y轴负方向运动，可以推断波沿x轴负方向传播，所以C错；从t0.10 s到t0.15 s，t

9、0.05 s，质点Q从图甲所示的位置振动到达负的最大位移处，又加速度方向与位移方向相反，大小与位移的大小成正比，所以此时Q的加速度达到正向最大，而P点从图甲所示位置运动时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中，速度沿y轴负方向，所以A、B都对；振动的质点在t1T内，质点运动的路程为4A；t，质点运动的路程为2A；但t，质点运动的路程不一定是1A；t，质点运动的路程也不一定是3A。本题中从t0.10 s到t0.25 s，t0.15 s，P点的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在时间内的路程不是30 cm，故D错。答案：AB10. 在O点有一波源，t0时刻开始向上振动，形成向右传播的一

10、列横波。t14 s时，距离O点为3 m的A点第一次达到波峰；t27 s时，距离O点为4 m的B点第一次达到波谷。则以下说法正确的是()A该横波的波长为2 mB该横波的周期为4 sC该横波的波速为1 m/sD距离O点为5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末解析：由题意可知，A点从开始振动到第一次到达波峰的时间为，故波传到A点的时间为t14 s，由波的传播公式xvt得3 mv×(4 s)；同理，B点从开始振动到第一次到达波谷的时间为，故波传到B点的时间为t27 s，由波的传播公式xvt得4 mv×(7 s)；联立解得：T4 s，v1 m/s，故选项B、C正确。波长vT1

11、 m/s×4 s4 m。距离O点为5 m的质点第一次向上振动的时刻为5 s，D选项错误。答案：BC11. 一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2 m，振幅为A。当坐标为x0处质元的位移为A且向y轴负方向运动时，坐标为x0.4 m处质元的位移为A。当坐标为x0.2 m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x0.4 m处质元的位移和运动方向分别为()AA、沿y轴正方向BA、沿y轴负方向CA、沿y轴正方向 DA、沿y轴负方向解析：1.2 m，坐标为x0.4 m处的质元距坐标原点为，若波沿x轴正方向传播，其波形如图所示。此时x0.2 m处质元在平衡位置且向y轴负方向运动，x0.4 m处质元

12、也向y轴负方向运动；当x0.2 m处质元在平衡位置且向y轴正方向运动时，需经t，此时x0.4 m处质元应在平衡位置之下yA，沿y轴正方向。若波沿x轴负方向传播，其波形如图所示。位移为A处的质元距O点大于，故只有C正确。答案：C12. 一列横波在x轴上传播，t10和t20.005 s时的波形如图中的实线和虚线所示。(1)设周期大于(t2t1)，求波速；(2)设周期小于(t2t1)，并且波速为6000 m/s，求波的传播方向。解析：当波传播时间小于周期时，波沿传播方向前进的距离小于一个波长，当波传播时间大于周期时，波沿传播方向前进的距离大于一个波长。这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离。(1)因tt2t1T，所以波传播的距离可以直接由题图读出。若波向右传播，则在0.005 s内