物理（人教版选修34）练习周末培优练3机械波

周末培优练(三)机械波1．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在某一时刻的波形曲线如图所示，由图可知()A．各质点振动的周期为4sB．该简谐横波的波长为4C．此时刻质点A的速度为0D．此时刻质点B的加速度为0解析：由波形图不能读出波的周期，故选项A错误；由图象可知波长λ＝4m，故选项B正确；由图象可知，此时A位于平衡位置，速度达最大，故选项C错误；由图象可知，此时B答案：B2．一列机械波在某时刻的波形如图所示，已知波沿x轴正方向传播，波速是12m/s，A．这列波的波长是10B．这列波的周期是8sC．x＝6D．x＝5cm处质点向解析：根据波的图象知，波长是8cm，故选项A错误．由v＝eq\f(λ,T)得T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.08,12)s＝eq\f(1,150)s，故选项B错误．这列波的振幅为5cm，各个点振幅都是5cm，故选项C错误．因为波向x轴正方向传播，根据“上下坡”法知，x＝5cm质点向y轴的负方向振动，故选项D正确．答案：D3．一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a处于平衡位置且正向上运动，由此可知()A．该波沿x轴正方向传播B．a的振幅为零C．b正向上运动D．该时刻以后，c比b先到平衡位置解析：由a点振动方向知波沿x轴负方向传播，选项A错误；各质点均作简谐运动，振幅不为0，选项B错误；由传播方向知b向下运动，选项C错误；b向下运动，c向上运动，c比b先回到平衡位置，选项D正确．答案：D4．已知一列波在某介质中向某一方向传播，如图所示，并且此时振动还只发生在MN之间，并知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下列说法正确的是()A．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间TB．波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间TC．波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间eq\f(T,4)D．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间eq\f(T,4)解析：因为此时Q点向下振动，又因为此时Q点右方邻近的点在Q下方，说明波向左传播，所以N是波源，振动从N点传播到M点，经过一个周期，又从波源N起振开始计时，需经eq\f(3,4)T，P点才开始起振，故P质点已振动了eq\f(1,4)T，选项C正确．答案：C5．(多选)如图所示，O是波源，a、b、c、d是波传播方向上各质点的平衡位置，且Oa＝ab＝bc＝cd＝3m，开始各质点均静止在平衡位置，t＝0时刻波源O开始向上做简谐运动，振幅是0.1m，波沿Ox方向传播，波长是8m，当O点振动了一段时间、A．a质点的速度方向向上B．b质点的加速度为零C．c质点达到最大位移处D．d质点的速度为零但加速度不为零解析：波源O向上振动，经过路程0.5m时，运动时间eq\f(5,4)T，波传播距离eq\f(5,4)λ＝10m，此时各质点位置如图所示，由图可知选项A、B正确，选项C、D错误．答案：AB6．如图所示，是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期(T)，质点5开始运动．下列判断正确的是()A．t＝eq\f(T,4)时质点5的运动方向向下B．t＝eq\f(T,2)时质点8的加速度方向向上C．t＝eq\f(3T,4)时质点12的运动方向向上D．t＝T时质点16开始运动解析：本题考查简谐横波图象，要求学生根据题意画出不同时刻的波形图．根据t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动，则此时质点5的运动方向向上，选项A错误；在t＝eq\f(T,2)时质点9开始向上运动，质点8的加速度方向应向下，选项B错误；在t＝eq\f(3T,4)时质点13开始运动，质点12的运动方向向上，选项C正确；在t＝T时质点17开始运动，选项D错误．答案：C7．(多选)一列沿x轴传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，此时图中p质点的振动速度方向向下．则下列说法正确的是()A．当质点p位于波谷时，质点a一定到达波峰位置B．当质点p位于波谷时，质点b一定到达平衡位置C．当质点p位于波谷时，质点b一定在x轴的上方D．当质点p位于波谷时，质点b一定在x轴的下方解析：由图可知，p、a两点相距半个波长距离，p、b相距eq\f(5,6)个波长的距离．当p位于波谷时，a到达波峰位置，b位于x轴下方．选项A、D正确，选项B、C错误．答案：AD8．一列简谐波在t＝0时刻的波形图如图所示，经过0.1s，平衡位置位于x＝2m的点M第一次到达波峰，A．波速可能为20B．波的传播方向一定沿x正方向C．波的频率f＝2.5HzD．N点的速度不可能正在增大解析：若波沿x轴正方向传播，根据经过0.1s，当x＝0的状态传到x＝2m的点M时，M第一次到达波峰，则v＝eq\f(Δx,t)＝eq\f(2,0.1)m/s＝20m/s，故选项A正确．根据题意可知，波可以沿x轴正方向也可以沿负方向传播，故选项B错误；由图象读出波长λ＝16m，若波沿x轴负方向传播，根据经过0.1s，当x＝16m的状态传到x＝2m的点M时，M第一次到达波峰，则v′＝eq\f(Δx′,Δt)＝eq\f(16－2,0.1)m/s＝140m/s，此时f＝eq\f(v,λ)＝eq\f(140,16)Hz＝8.75Hz，故选项C错误；N点此时可能由负的最大位移处向平衡位置运动，速度增大，故选项D错误．答案：A9．振源O起振方向沿－y方向，振幅为10cm，从振源O起振时开始计时，经t＝0.7s，x轴上0至5mA．在0.7s内，x轴上3mB．此波的周期可能是eq\f(7,15)sC．此列波的波速为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，介质中各个质点的起振方向均沿－y方向，而图示时刻x＝5m处质点沿＋y方向振动，可知0至5m范围第一次出现图示简谐波时，x＝5m处并不是波的最前列，在x＝5m处质点的右边还有半个波长的波形图，即波此刻恰好传到x＝7m处，所以波速为v＝eq\f(x,t)＝eq\f(7,0.7)m/s＝10m/s.由图知，波长为λ＝4m，则周期为T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4,10)s＝0.4s.由以上分析知，在0.7s内，x轴上3m处的质点振动了一个周期，通过路程为s＝4A＝4×10答案：D10．(2017·全国卷Ⅲ)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图．已知该简谐波的周期大于0.5s．关于该简谐波，下列说法正确的是()A．波长为2B．波速为6C．t＝1s时，x＝1D．t＝2s时，x＝2解析：A错：由简谐波的波动图像可知，波长为4B对：t＝0.5s时波向x轴正方向传播的距离为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))，当n＝0时，T＝eq\f(2,3)s，符合题意；当n＝1时，T＝eq\f(2,7)s＜0.5s，不符合题意，则波速v＝eq\f(λ,T)＝6m/s.C错：t＝0时x＝1m时处的质点处于波峰，因t＝1s时n＝eq\f(t,T)＝eq\f(1,\f(2,3))＝1.5，则此时x＝1m处的质点处于波谷．D对：t＝0时x＝2m处的质点经过平衡位置向上振动，因t＝2s时n＝eq\f(t,T)＝eq\f(2,\f(2,3))＝3，则此时x＝2m处的质点经过平衡位置向上振动．答案：BD11．如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，图象中x轴的正方向表示波的传播方向，y轴表示质点相对平衡位置的位移．已知波速为v＝32m/s，(1)波长λ是多少？(2)周期T是多少？(3)画出eq\f(T,2)后的波形图，并用文字说明：B、D两点的振动如何？解析：(1)由波形图可以看出，波长λ＝8(2)根据v＝eq\f(λ,T)可得T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(8,32)s＝0.25s(3)波向前传播半个波长后，质点A、C分别在正最大位移和负最大位移处，速度为零；质点B在平衡位置，沿y轴正方向运动；质点D在平衡位置，沿y轴负方向运动．波形图如图所示．答案：(1)8m(2)0.25s(312．一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时波形如图甲所示，已知在0.6s末，A点恰第四次(图中为第一次)出现在波峰，求：(1)该简谐波的波长、波速分别为多少？(2)x＝5m处的质点P(3)如果从该机械波传到质点P开始计时，请在图乙中画出P点振动图象，并标