人教版2022高一物理第一学期选修第一册机械波

2022学年高一第一学期物理人教版2022选修第一册第三

章机械波1.一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点4、枚CB.此刻b的速度最小C.若波沿X轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动D.若波沿X轴负方向传播，4比c先回到平衡位置.两波源I、II在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是()C.4、b两点振动始终加强D.4、b两点振动都不加强.一列沿X轴传播的简谐横波，?=0时刻的波形如图中实线所示，：0.2s时刻的波形如图中虚线所示，则()

A.该波白^周期可能为sB.该波一定向左传播A.该波白^周期可能为sB.该波一定向左传播C.该波一定向右传播D.该波传播的最大速度为m/s.在g平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s,振幅为A。m、n是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1$，则()—■■・ToMNHnlB在,二3s时，B在,二3s时，N的速度口从t=3s到t二|s，M3一定为2m/sC.从t=0到t=1s，M向右移动了2m的动能逐渐增大.一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2.0m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，t=0.9s时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是()A.波速为m/sB.经s质点P运动的路程为35cmC"=1.6s时，A4.5m处的质点Q第三次到达波谷D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率可能为5Hz.如图甲所示，两列横波在同一水平面上传播，两列横波的波源沿竖直方向振动。横波1的波源B点的振动图像如图乙所示；横波2的波源。点的振动图像如图丙所示。两列波的波速都为20cm/s。两列波在P点相遇，P与b、C两点的距离均为40cm，贝P点振幅为()㈠公cmcmB.㈠公cmcmB.-10cm.下列现象属于机械波的是()A.风吹过麦田时形成的滚滚麦浪B.船驶过平静的湖面，湖面上形成的水波C.团体操中演员们此起彼伏形成的人浪D.在船摇晃时，船上的乘客也左右摇晃.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s，已知:0时，波刚好传播到％=40m处，如图所示。在％=400m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是()A.波源开始振动时方向沿y轴正方向.从t=0开始经S,%=40m处的质点运动的路程为m仁接收器在t=2s时才能接收到此波D.从t=0开始经s，%=40m处的质点运动的路程为30m.一列横波在某一时刻的波形图如图所示，已知波向左传播，则下列叙述正确的是()A.经过一定时间，石点将运动到。点处点和P点的振动情况相同点比M点先到达最低位置D.b、d两点的加速度相同.从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波，分别沿%轴正、负方向传播，在某一时刻到达4B点，如图中实线、虚线所示。两列波的波速均为10m/s。求

（1）质点P、O开始振动的时刻之差;（2）再经过半个周期后，两列波在％=1m和％=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的X坐标。.如图（a）所示，相距d=20m的波源4B，在t=0时同时开始振动，波源A只振动了半个周期，其振动图像如图（b）所示；波源B连续振动，其振动图像如图（C）其振动图像如图（C）所示。两列简谐横波的传播速度都为v=1.0m/s。求:（1）0~22s内，波源A右侧1m处的质点C经过的路程;rf-MtnX图㈤（2）0〜16s内，从波源A发出的半个波传播过程中遇到波峰的个数。12.如图（a）,在%y平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源5（0,4）和15（0,-2）。两波源的振动图线分别如图（b）和图（C）所示。两列波的波速2均为m/s。两列波从波源传播到点A（8，-2）的路程差为m，两列波引起点B（4,1）处质点的振动相互（填“加强”或“减弱”），点C（0,0.5）处质点的振动相互（填“加强”或“减弱”）。

.两振动情况相同的波源S、S的振动频率f=680Hz，在同一均匀介质中的12传播速度v=340m/s。介质中一点P到波源S的距离为m,两列波在P点引1起的振动总是加强的，则P点到波源S的距离为m；若两波源振2动情况始终相反，相遇时(选填“能”或“不能”)形成干涉图样。.两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿十%和T轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴。某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点。下列判断正确的是()A.质点a的振幅为2aC.图示时刻质点A.质点a的振幅为2aC.图示时刻质点c的位移为0D.图示时刻质点d的振动方向沿-y轴.如图所示，两种不同材料的弹性细绳在。处连接，m、O和N是该绳上的三个点，OM间距离为m，ON间距离为m。O点上下振动，则形成以O

点为波源向左和向右传播的简谐横波i和n,其中波n的波速为m/s。t=0时刻。点处在波谷位置，观察发现5s后此波谷传到M点，此时。点正通过平衡位置向上运动，0M间还有一个波谷。则（）,VA.波IA.波I的波长为4mC.t=3s时，N点恰好处于波谷D.当M点处于波峰时，N点也一定处于波峰.一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x=1m和x=7m处质点的振动图12像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（）17.一简谐横波沿17.一简谐横波沿x轴正方向传播在t二|时刻,该波的波形图如图（a）所示，像。下列说法正确的是（）所示，像。下列说法正确的是（）Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图B.在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大C.在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示E.在t=0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大18.一列简谐横波沿X轴正方向传播，在t=0和/=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期r〉0.20s。下列说法正确的是（）1y/cmA.波速为m/sB.波长为mx=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷x=0.08m的质点在t=0.12s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为m/s，则它在该介质中的波长为m19.图（a）为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图（b）为平衡位置在x=0.5m处的质点P的振动图像，M是平衡位置在x=2m处的质点。下列说法正确的是（）

B.波速为m/s〜2s时间内，质点M向y轴正方向运动D.当%=9s时，质点M恰好回到平衡位置且向y轴负方向振动E.%=1.5m处的质点与质点P的振动步调有时相同有时相反参考答案.答案：C解析：此时〃的位移最大，由加速度储二—幺可知，此时〃的加速度最大，mA项错误；此时b位于平衡位置，其速度最大，B项错误；若波沿x轴正方向传播，由平移法知题图所示时刻b向y轴正方向运动，C项正确；若波沿X轴负方向传播，此时C向y轴正方向运动，故c比〃先回到平衡位置，D项错误。.答案：D解析：从题图中可以看出，两列波的波长不同，而在同一介质中波速相同，根据v=XJ，可知两列波频率不同，只有两列波频率相同才会发生干涉现象，所以两列波相遇不会产生干涉现象，ABC错误，D正确。.答案：A解析：若波沿X轴负方向传播，则有:(n+1)7,T=上=3s(n=0,1,2，当4n+14n+1n=0时，T=0.8s，故A正确；同理，若波沿X轴正方向传播，T=Ss(n=0,1,2,...)，当波沿X轴负方向传播时，波速4n+3v=1="5m/s(n=0,1,2,...)，当波向X轴正方向传播时，波速v=1=四产)m/s(n=0,1,2,...)，由此可得出，波速可能是m/s，但不是最大的波速，故D错误，综上分析，故BC错误。4.答案:D解析：由题图分析得，3入+nX=2m，解得波长X=上m(n=0,1,2,...)，周期为43+4nTOC\o"1-5"\h\zT上=，s>1s，所以〃=0，则"4s，故A错误；N的速度与波传播速度v3+4n3不同，在”』s时，N的速度不一定等于2m/s,故B错误；波传播过程中3质点M不向前移动，M点只上下振动，故C错误；从：1s到”2s，即从331T到1T，M点正从波峰向平衡位置运动，动能逐浙增大，故D正确。2.答案：C解析：简谐横波向右传播，由波形平移法知，各点的起振方向为竖直向上，:0.9s时，。点第三次到达波峰，即有(2+4)T=0.9s，得T=0.4s，波长为入=2m，所以波速v5m/s，故A错误；t=1.4s相当于个周期，每个周T期路程为4A=20cm，所以经过s质点P运动的路程为s=3,5x4A=70cm，故B错误；经过=-2s=0,5s，波传到Q，经过2.75T，即再经过s后Q第v5三次到达波谷，所以t=1.6s时，a4.5m处的质点Q第三次到达波谷，故C正确；要发生干涉现象，另外一列波的频率与该波一定相同，即f=-=2.5Hz，故D错误。>T.答案：D解析：由题图知，两列波的周期都是T=1s，由v上得，波长TX=vT=0,2x1m=0,2m。因PC=PB=40cm，而t=0时刻两波的振动方向相反，则两列波的波峰和波谷同时传到P点，P点是振动减弱的点，振幅等于两波振幅之差，即为A=40cm-30cm=10cm故ABC错误，D正确。.答案：B解析：当物体的某一部分发生振动时，其余各部分由于质点的相互作用也会相继振动起来，物体本身没有相应的移动，所以麦浪的运动不是波，故A错误；水波是由于水之间相互带动而传播的，故属于波，故B正确；人浪是由于演员有节奏的起立和下蹲形成的，没有振动形式的传播和带动，故C错误；乘客左右摇晃为机械振动，不是机械波，故D错误。.答案：B解析：本题易错之处是不知道质点的起振方向和波源初始时刻的振动方向一致。;0时，波刚好传播到％=40m处，由质点振动的滞后性可以断定，a40m处的质点的起振方向是沿》轴负向的，这显然也是波源初始时刻的振动方向，选项A错误。由T=-=0.1s,f=-=10Hz则从t=0开始经s，vTx=40m处的质点振动了/=3T，通过的路程为s=3x4A=0.6m，选项B正确，22D错误；此波传到接收器所需时间为At4=坦壁s=1,8s，选项C错误。v200.答案：C解析：本题易错之处是不清楚波的传播方向与质点振动方向的关系。质点不会随着波迁移，故A错误；M点和P点只是目前偏离平衡位置的距离一致，其间距不是波长的整数倍，振动情况不一样，故B错误；波向左传播，因此P点运动方向为y轴负方向，M点运动方向为y轴正方向，故P点比M点先到最低位置，故C正确；回复力始终指向平衡位置，B、d两点的加速度大小相等，方向相反，故D错误。.答案：（1）s（2）见解析解析：解：（1）由题中条件得，两列波的周期T和波长九分别为T=-=0.2sfX=vT=2m式中f和V分别是波的频率和传播速度的大小。设两列波开始到达4B点的时刻为,。由题图可得，质点P、O开始振动的时刻t、t之差TOC\o"1-5"\h\z0PO++i1.75X、/+2X、t—t―（t）—（t）―0.05sPO0V0V（2）由题图可知，在图示时刻距O点一个波长（即％=2m）处的质点位于平衡位置，且两列波都使该质点向y轴正方向运动；经过4周期，两列波都使该质点向上运动到最大位移处；因此，x=2m处的质点合振动振幅极大。类似分析可知，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的X坐标为x=nm,n=2,3,4同样，由题图可知，在图示时刻距O点5波长（即x=2.5m）处的质点位于4振幅最大的位置，向x轴正向传播的波使该质点向y轴正方向运动，向x轴负向传播的波使该质点向y轴负方向运动，该质点实际上没有运动；因此，x=2.5m处的质点合振动振幅极小。类似分析可知，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极小的质点的x坐标为x=（n+1）m,n=1,2,3,42.答案：（1）128cm（2）6解析：解：（1）设波源A产生的波传到C的时间为t，有0,x1t=acg-=1s0v波源B的振动传播到C点的时间t1匕C=19s0v则波源A引起的质点C振动的路程为s=2A=8cm1119s之后的3s,波源B引起的质点C振动的路程为3s=—x4A=120cm222所以，在0~22S内质点C经过的路程s=s+s=128cm12(2)16S内两列波相遇后相对运动的长度为Al=l+1—d=2vt-d=12mABB波的波长为入=vT=2mBB波源A发出的波传播过程中遇到波峰的个数为n=Al-二6kB.答案：2；减弱；加强解析：点波源5(0,4)的振动形式传播到点A(8，-2)的路程为L=10m，点波源

11S(0,-2)的振动形式传播到点A(8，-2)的路程为L=8m，两列波从波源传播到22点A(8，-2)的路程差为AL=L-L=2m。由于两列波的波源到点B(4,1)的路程相12等，路程差为零，且t=0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点B时振动方向相反，引起点B处质点的振动相互减弱；由振动图线可知，波动周期为T=2s，波长k=vT=2m。由于两列波的波源到点C(0,0.5)的路程分别为m和m，路程差为1m，而t=0时两列波的波源的振动方向相反，所以两列波到达点C时振动方向相同，引起点C处质点的振动相互加强。.答案：(0.3+0.5n)(n=0,1,2,3,...)；能因为在。点引起的振动总是解析：根据题意可知，波长为k=vT=f因为在。点引起的振动总是加强的，所以P到两波源的距离差等于波长的整数倍，所以P到波源S的2距离As=0.3m+八(0.3+0.5n)m,n=0,1,2,3，…；因为两列波的频率相同，所以可以形成稳定的干涉图样。.答案：CD解析：由题意知，两列波频率相等、波长相等，实线表示P波的波峰，Q波的波谷，虚线表示P波的波谷，Q波的波峰，故a、c两点为减弱点，b点为加强点，由于振幅均为4所以a、c两点始终静止不动，则选项AB错误，C正确；题图所示的时刻d点处P波向下运动，Q波向下运动，所以质点d沿着)轴负方向振动，则选项D正确。.答案:BD解析：根据题述5s后0点的波谷传播到M点，此时。点正通过平衡位置向上运动，0M之间还有一个波谷，知0M之间为5个波长，由5入二7.0m44解得九二28m，即波I的波长为28m，选项A错误；波I的波速为55v-m/s=1.4m/s，由九-vT，可得波源振动周期T-4s，根据波传播中各个质5点的振动周期都等于波源振动周期，知N点的振动周期为4s，选项B正确；/-0时，0点处在波谷，波H的速度为m/s，在/-3s时该波谷传播到距离0点3m处，又周期为T-4s，故波H的波长X-4m，此时N点处于2波峰，选项C错误；根据波传播的双向性和波I、波H的波速关系，可知当M点处于波峰时，N点也一定处于波峰，选项D正确。16.答案：BC解析：由两质点的振动图像可知，/-0时刻，1-1m处的质点处在平衡位1置向下运动，1-7m处的质点位于波峰处，该波的传播周期为T-4s。若该2简谐横波沿X轴正方向传播，则两质点间的距离为（n+1"二6m（n=0、1、2、...）4贝心二2m（n二0、1、2、），由波速的公式得v二&二—m/s（n二0、1、2、）,n=04n+1T4n+1时，v=6m/s;n=1时，v=1.2m/s;n=2时，v=2m/s,C正确。若该简谐横波3沿X轴负方向传播，则两质点间的距离为（n+3"=6m（n=0、1、2、）,贝U4入二三m（n二0、1、2、），由波速的公式得v二4二"m/s（n二0、1、2、）,n=04n+3T4n+3时，v=2m/s;n=1时，v=6m/s,B正确，AD错误。7.答案：CDE解析：uT时刻，题图（b）表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，2而题图（a）中质点Q在uT时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在