【名师一号】2021年人教版物理双基限时练-选修3-4：第十二章《机械波》习题123

双基限时练(九)习题课1．下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点连续振动时运动方向的是()ABCD解析处在波峰或波谷处的质点肯定向平衡位置处运动，因此，A、D错误，利用“上下坡法”可判C正确，D错误．答案C2.(多选题)一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的凹凸外形，对此绳上A、B、C、D、E、F6个质点有()A．它们的振幅相同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．从今时算起，B比C先回到平衡位置解析各质点先后达到波峰或波谷处，振幅相同，选项A正确．由于各质点均要“跟随”前边质点振动，在波向右传播时，质点D向上振动，质点F向下振动，二者虽然速度大小相同，但方向不同，B错．同样理由，知A向下运动，C向上运动，二者速度方向相反，C错．从今时起，B和C均向上振动，明显B先达波峰，先回到平衡位置，选项D正确．答案AD3．(多选题)一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开头做简谐振动．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振动的说法正确的是()A．振幅肯定为AB．周期肯定为TC．速度的最大值肯定为vD．开头振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离解析机械波在传播过程中，把波源的信息传播出去了，即把波源的振动周期、振幅、开头振动的方向等信息都传播出去，各质点的振动周期、振幅、开头振动的方向均与波源相同，故D错误，A、B正确．波的传播速度和质点的振动速度是两回事，故C错误．答案AB4．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开头的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化状况是()A．v变小a变大 B．v变小a变小C．v变大a变大 D．v变大a变小解析本题考查简谐振动及波的规律，从波动图象中依据同侧原理可以推断此时P点正向平衡位置运动，做加速度渐渐减小的加速运动，故D项正确．答案D5．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开头振动，则该波的振幅A和频率f为()A．A＝1mf＝5Hz B．A＝0.5mf＝5HzC．A＝1mf＝2.5Hz D．A＝0.5mf＝2.5Hz解析由图象可以直接读出该波的振幅A＝0.5m；经0.6s，N点开头振动，说明波在0.6s内向前传播了6m，所以波的传播速度为v＝eq\f(x,t)＝eq\f(6m,0.6s)＝10m/s，由图象知波长为4m，所以周期为T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4m,10m/s)＝0.4s，f＝eq\f(1,T)＝2.5Hz，故D正确，A、B、C错误．答案D6．下表给出30℃介质空气纯水盐水橡胶软木铜铁波速(m/s)3321490153130～5048038004900A.频率增大，波长不变 B．频率不变，波长增大C．频率和波长都不变 D．频率和波长都变大解析波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入水中时，频率f不变，波速v增大，则由公式v＝fλ知波长增大．答案B7．如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波．若在这两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()A．f1＝2f2v1＝v2 B．f1＝f2v1＝0.5vC．f1＝f2v1＝2v2 D．f1＝0.5f2v1＝v解析因两列波的波源都是S，所以它们的周期和频率都相同，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)，则v1＝2v2，C对．答案C8．如图①所示为一列简谐横波在t＝20s时的波形图，图②是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是()①②A．v＝25cm/s向左传播 B．v＝50cm/s向左传播C．v＝25cm/s向右传播 D．v＝50cm/s向右传播解析由振动图线(题图②)知周期T＝2s，由波形图线(题图①)知波长为100cm，由v＝eq\f(λ,T)得v＝50cm/s，A、C错误；由题图②知2s末P点向上运动，那么，20s末P点仍旧向上运动，因而波向左传播，B正确．答案B9．如图所示，已知一列横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1时刻和t2时刻的图象，已知t2＝t1＋eq\f(1,8)s，振动周期为0.5s，则波的传播方向与传播距离是()A．沿x轴正方向6mB．沿x轴负方向6mC．沿x轴正方向2mD．沿x轴负方向2m解析振动周期T＝0.5s，又由于t2＝t1＋eq\f(1,8)s，所以波由t1到t2经过了eq\f(T,4)，由图可知波长为8m，则波在这段时间内的传播距离L＝λ×eq\f(1,4)＝8×eq\f(1,4)m＝2m．波的传播方向可以选一个特殊点，例如x＝2m处的质点，由平衡位置经过eq\f(T,4)到波峰，即此质点由平衡位置向上运动，则波沿x轴正方向传播．答案C10．图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T>0.6s，则()A．波的周期为2.4sB．在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动C．经过0.4s，P点经过的路程为4mD．在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置解析本题考查波形图象及图象上某点的振动状况，由题意知eq\f(3,4)T＝0.6s，T＝0.8s，A错；t＝0.9s时，P点沿y轴负向运动，B错；经过0.4s，P点经过的路程为2A＝0.4m，C错；Q点先向下运动经t＝0.5s恰到达波峰位置，D正确．答案D11．水面上有A、B两只小船，一列水波沿A、B方向传播，船每分钟上下摇摆20次，水波的速度是4m/s，当A船位于波峰时，B恰好位于波谷位置，A、B两船间还有4个波峰，A、B两船间水平距离为多少？解析解此题时要留意波传播的周期与介质质点的振动周期相同，故T＝3s，另外，A船与B船间距为波长的多少倍？这一点要依据题意简洁画出A、B间的波形图，以便列式．由题意可得波传播的周期为T＝eq\f(60,20)s＝3s据v＝eq\f(λ,T)，得波长λ＝vT＝4×3m＝12m可见A、B间水平距离为s＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4＋\f(1,2)))λ＝54m答案54m12．一列横波沿AB方向传播，波的频率为5Hz，振幅为2cm，A、B两点间距离为6m，振动方向总是相反，在某时刻两质点同处于平衡位置，它们之间还有一个波峰．求波从A点传到B点时间内，A处质点通过的路程．解析波形曲线为图中1时，AB＝eq\f(λ1,2)，得λ1＝2AB＝12m，则波速为v1＝λ1f＝60m故波从A传到B所需时间：t1＝eq\f(AB,v1)＝eq\f(6,60)s＝0.1s.所以A通过的路程为s1＝eq\f(t1,T)4A＝eq\f(0.1,0.2)×4×2cm＝4cm.同理，当波形曲线为图中2时，AB＝eq\f(3λ2,2)，λ2＝eq\f(2,3)AB＝4m，波速v2＝λ2f＝20mA通过的路程为s2＝eq\f(AB,Tv2)4A＝12cm.答案4cm或12cm13．如图所示的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经0.2s后，其波形如图中虚线所示．设该波的周期T大于0.2s，求：(1)由图中读出波的振幅和波长；(2)假如波向右传播，波速是多大，波的周期是多大．解析(1)振幅A＝10cm，波长λ＝0.24m(2)若波向右传播，eq\f(3,4)T＋