高中物理 滚动检测2 机械波 鲁科版选修3-4

【创新设计】-高中物理滚动检测2机械波鲁科版选修3-4一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分)1．关于机械波的波长，下列说法正确的是 ()．A．平衡位置相距一个波长的两个质点运动情况总相同B．运动情况总是相同的两个质点相距一个波长C．在横波中，两个相邻的波峰间的距离等于一个波长D．在横波中，波峰到相邻的波谷之间的距离等于半个波长解析平衡位置相距一个波长的两个质点位移总是相同，所以加速度和速度也总是相同，A项对；运动情况总是相同的两个质点可能相距一个波长，也可能相距多个波长，B项错；在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于一个波长，C项对；在横波中，从波峰到相邻的波谷的连线要大于半个波长，应该说它们的平衡位置间的距离等于半个波长，D项错．答案AC2．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是 ()．A．有振动就一定有波B．波是质点由近及远的移动过程C．波是传递波源振动能量的一种方式D．波源停止振动，则波也立即停止传播解析有振动，还有要介质才能形成波，故选项A错误；质点在平衡位置附近振动，并不随波移动，故选项B错误；波源停止振动，波可以继续传播，故选项D错误．答案C3．下列对波速的理解正确的是 ()．A．波速表示振动在介质中传播的快慢B．波速跟波源振动的快慢无关C．波速表示介质质点振动的快慢D．波速表示介质质点迁移的快慢解析机械波是机械振动在介质中的传播，机械振动在介质中传播的快慢用波速表示，它的大小由介质本身决定，与介质质点的振动速度是两个不同的概念．介质中的质点在平衡位置时速度最大，在最大位移处速度为零．质点并不随波迁移，在波的传播过程中传播的是振动形式及能量．故选项C、D错误，选项A、B正确．答案AB4．关于振动图象和波的图象，下列说法中正确的是 ()．A．振动图象研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化，而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布B．振动图象的形状不随时间变化，而波的图象的形状随时间而变化C．简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线D．简谐运动图象实质是振动质点所经过的路径形状，波的图象是同一时刻各个质点的连线形状解析解题的关键是理解振动图象和波的图象的意义和区别．振动图象和波动图象都是用数学方法来描述物理现象，简谐运动图象和简谐波图象都是正弦(或余弦)曲线，故C项正确、D项错误；但它们各自表达的物理意义又不同，振动图象表示的是一个振动质点离开平衡位置的位移与时间的函数关系，而从波的图象(不论横波还是纵波)上能找出这一时刻各个质点所在的空间位置，即空间的分布，故A项正确．因振动图象表示一个质点在各个时刻的位移情况，故不随时间变化，而波的图象表示的是某一时刻各质点在空间的分布，不同时刻，这些质点因振动而所处的位置会有所不同，故波动图象的形状会随时间而变化，B项正确．答案ABC5．在O点有一波源，t＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波．t1＝4s时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；t2＝7s时，距离O点为4m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2mB．该横波的周期为4sC．该横波的波速为1m/sD．距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末解析设波传播速度v，周期T，则有4＝eq\f(3,v)＋eq\f(T,4)，7＝eq\f(4,v)＋eq\f(3,4)T，解得v＝1m/s，T＝4s.答案BC图16.一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ.若在x＝0处质点的振动图象如图1所示，则该波在t＝eq\f(T,2)时刻的波形曲线为 ()．图1解析由x＝0处质点的振动图象知，当t＝eq\f(T,2)时，该质点向y轴负方向运动，由波的传播方向和质点振动方向关系知，A图为t＝eq\f(T,2)时刻的波形图线．答案A7．如图2所示是一列向右传播的机械波在某个时刻的波形，由图象可知 ()．A．质点b此时位移为零图2B．质点b此时向－y方向运动图2C．质点d的振幅是2cmD．质点a再经过eq\f(T,2)通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移是4cm解析由波形知，质点b在平衡位置，所以其位移此时为0，选项A正确；因波向右传播，波源在左侧，在质点b的左侧选一参考点b′，由图知b′在b上方，所以质点b此时向＋y方向运动，选项B错误；简谐波传播过程中，介质各质点振幅相同，所以质点d的振幅是2cm，选项C正确；再过eq\f(T,2)的时间，质点a将运动到负向最大位移处，故选项D错误．答案AC8.如图3所示是某一时刻的横波的波动图象，已知这列波的频率是4Hz，则 ()．图3A．若波是向右传播的，则质点A在这一时刻的速度方向是沿y轴负方向的图3B．波的传播速度大小是0.64m/sC．从图示时刻起，再经过0.5s质点A回到原位置D．介质中质点B在图示时刻的速度为零解析若波沿x轴正向传播，则质点A该时刻的速度方向沿y轴正方向，所以A错误．波速v＝λf＝16×0.01×4m/s＝0.64m/s，所以B正确．经过0.5s，质点A完成两次全振动，所以C正确．答案BCD9.一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图4中a、b所示，则()．A．该波的振幅可能是20cmB．该波的波长可能是8.4m图4C．该波的波速可能是10.5m/s图4D．该波由a传播到b可能历时7s解析由图知振幅A＝10cm；eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ＝10.5，则不论n取任何非负整数都不可能得到波长等于8.4m；由图可以看出T＝4s，v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(42,44n＋3)m/s＝eq\f(10.5,4n＋3)m/s，显然波速不可能是10.5m/s；由图象分析可知，经历时间可能为t＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(3,4)))T，所以可能为7s．综上所述，选项D正确．答案D图510.(·广东高考)如图5所示是一列沿x轴传播的横波，t＝0时刻的图象用实线表示，经0.2s其图象用虚线表示，下列说法正确的是()．图5A．若波向右传播，则最大周期是2sB．若波向左传播，则最小频率是4.5HzC．若波向右传播，则最小波速是9m/sD．若波速是19m/s，则波向右传播解析若波向右传播，Δx＝0.2＋nλ＝2n＋0.2＝2n＋eq\f(1,10)λ，则Δt＝eq\f(T,10)＋nT＝0.2s，则Tmax＝2s，vmin＝1m/s，A正确、C错误．若波向左传播，Δt＝eq\f(9T,10)＋nT，Tmax＝eq\f(1,4.5)，fmin＝4.5Hz，B正确．若波速v＝19m/s，Δx＝vΔt＝19×0.2m＝3.8m＝λ＋eq\f(9,10)λ，波向左传播，D错误．答案AB二、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(14分)机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波．(1)关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是________．A．在横波中二者方向有时相同B．在横波中二者方向一定不同C．在纵波中二者方向有时相同D．在纵波中二者方向一定不同图6(2)如图6所示，若一列横波在x轴上传播，a点是波传播方向上的某一质点，则质点a的振动方向一定图6上下振动吗？解析(1)在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故A错、B对，在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故C对、D错，选B、C.(2)不一定．因为此波为横波，可知质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，此波在x轴上传播，可知质点a的振动方向应在过a点且垂直于x轴的平面内，即质点a的振动方向可沿此平面的任意方向，不一定是上下方向的振动．答案(1)BC(2)不一定12．(16分)一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图7所示，波速为v＝0.06m/s，质点P、Q的坐标分别为xP＝0.96m，xQ＝0.36m，求：图7(1)质点P开始振动时，振动方向如何；(2)从图示时刻经多长时间，质点P第一次到达波谷；(3)质点P到达波峰时，质点Q在何处．解析(1)在波的传播方向上，各质点起振方向都相同，与此时刻x＝0.30m处质点R的振动方向相同，沿y轴负方向．(2)法一由波的图象可得波长λ＝0.24m，P点第一次到达波谷的时间即为P点前方距P点最近的波谷传播到P点所用的时间Δt＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(0.96－0.24,0.06)s＝12s.法二可从“振动形式传播”的角度分析，由图象知，波长λ＝0.24m，故波的周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.24,0.06)s＝4s，R的振动形式传到P点所用的时间