第3章機(jī)械波第1節(jié)波的形成和描述課后篇鞏固提升必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.一列波從空氣傳入水中,保持不變的物理量是()A.波速 B.波長(zhǎng)C.頻率 D.以上都不變解析波的頻率由波源決定,與介質(zhì)無(wú)關(guān),選項(xiàng)C正確;波速由介質(zhì)決定,波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),波速v發(fā)生變化,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;由λ=vf知選項(xiàng)B答案C2.(多選)對(duì)公式v=λf的理解,以下說(shuō)法正確的是()A.由v=λf可知,波速與頻率成正比B.波速v由介質(zhì)決定,頻率f由波源決定C.當(dāng)波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不變,波速、波長(zhǎng)改變D.v=λf適用于橫波,不適用于縱波解析波速只與介質(zhì)有關(guān),頻率由波源決定,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;不同頻率的波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí),波長(zhǎng)與頻率成反比,同一列波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率不變,選項(xiàng)C正確;v=λf適用于一切波,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC3.(多選)如圖甲、乙所示,有關(guān)兩個(gè)圖像的說(shuō)法正確的是()A.甲為振動(dòng)圖像 B.乙為振動(dòng)圖像C.甲為波的圖像 D.乙為波的圖像答案BC4.(多選)如圖所示,畫出了一列沿x軸正方向傳播的橫波在某個(gè)時(shí)刻的波形,由圖像可知()A.質(zhì)點(diǎn)a此時(shí)的位移是零B.質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)向-y方向運(yùn)動(dòng)C.質(zhì)點(diǎn)c、d的振幅相等D.質(zhì)點(diǎn)c此時(shí)的加速度方向?yàn)檎馕鲑|(zhì)點(diǎn)a此時(shí)的位移是最大值,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因波向右傳播,b質(zhì)點(diǎn)處在“下坡路”上,應(yīng)向上運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;同一列簡(jiǎn)諧波中的質(zhì)點(diǎn)的振幅都是一樣的,故選項(xiàng)C正確;質(zhì)點(diǎn)c此時(shí)位移為負(fù),加速度為正,選項(xiàng)D正確。答案CD5.(2020天津,4)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,周期為T,t=0時(shí)的波形如圖所示。t=T4時(shí)(A.質(zhì)點(diǎn)a速度方向沿y軸負(fù)方向B.質(zhì)點(diǎn)b沿x軸正方向遷移了1mC.質(zhì)點(diǎn)c的加速度為零D.質(zhì)點(diǎn)d的位移為-5cm解析經(jīng)過(guò)T4,質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到平衡位置速度方向沿y軸正方向,A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)b沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),并不沿x軸方向遷移,B錯(cuò)誤;經(jīng)過(guò)T4,質(zhì)點(diǎn)c運(yùn)動(dòng)到平衡位置,加速度為零,C正確;經(jīng)過(guò)T4,質(zhì)點(diǎn)d運(yùn)動(dòng)到正向最大位移處,位移為5答案C6.一列沿x軸正方向傳播的橫波在某時(shí)刻的波形如圖甲所示,a、b、c、d為介質(zhì)中沿波的傳播方向上4個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置,若從該時(shí)刻開(kāi)始經(jīng)過(guò)3個(gè)周期開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖乙所示的質(zhì)點(diǎn)是()A.a處質(zhì)點(diǎn) B.b處質(zhì)點(diǎn)C.c處質(zhì)點(diǎn) D.d處質(zhì)點(diǎn)解析從振動(dòng)圖像乙可知,開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),再結(jié)合甲給出的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)和波形及傳播方向可知,乙所描述的是c質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),C正確。答案C7.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播,某時(shí)刻該列波上正好經(jīng)過(guò)平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)相距6m,且這兩質(zhì)點(diǎn)之間的波峰只有一個(gè),則該簡(jiǎn)諧波可能的波長(zhǎng)為()A.4m、6m和8m B.6m、8m和12mC.4m、6m和12m D.4m、8m和12m解析由于該波上兩質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置且相距6m,且兩質(zhì)點(diǎn)間波峰只有一個(gè),故6m與波長(zhǎng)λ的關(guān)系有三種可能:λ=6m,λ2=6m,32λ=6m,故波長(zhǎng)的可能值為6m,12m,4m,選項(xiàng)答案C8.下圖為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形,質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為0.4s。則該波的波速為m/s,P點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向?yàn)椤?/p>

解析由題圖可知波長(zhǎng)λ=1.0m,則波速v=λT=2.5m/s。將波形沿正x軸方向平移少許,比較P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可知,P點(diǎn)沿y答案2.5m/s沿y軸正向9.一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)波形如圖甲所示,已知在0.6s末,A點(diǎn)恰第四次(圖中為第一次)出現(xiàn)波峰,請(qǐng)完成以下問(wèn)題:(1)該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)、波速分別為多少?(2)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間x=5m處的質(zhì)點(diǎn)P第一次出現(xiàn)波峰?(3)如果以該機(jī)械波傳到質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始計(jì)時(shí),請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出P點(diǎn)的振動(dòng)圖像,并標(biāo)明必要的橫、縱坐標(biāo)值,至少畫出一個(gè)周期的圖像。解析(1)由題圖可知λ=2m,T=0.63s=0.v=λT=10m/s(2)波峰傳到P點(diǎn),t=Δxv=5-0.510(3)由題圖甲可知,質(zhì)點(diǎn)起振的方向?yàn)榻?jīng)平衡位置向下振動(dòng),振動(dòng)圖像如圖所示。答案(1)2m10m/s(2)0.45s(3)見(jiàn)解析關(guān)鍵能力提升練10.圖示是一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播的某時(shí)刻的波形。a是正向最大位移處,b恰好處于平衡位置,經(jīng)過(guò)Δt=T8時(shí)間,下列關(guān)于a、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)所通過(guò)的路程的關(guān)系的說(shuō)法中正確的是()A.sa=sb B.sa<sbC.sa>sb D.不能判斷兩者大小關(guān)系解析因各個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng),重復(fù)波源的振動(dòng),故振動(dòng)頻率、周期、振幅相同,而a正處于正向最大位移處,速度為零,在時(shí)間Δt內(nèi),向平衡位置運(yùn)動(dòng),速度由零逐漸增大,但達(dá)不到最大速度(到平衡位置時(shí)的速度);b正在從平衡位置向上運(yùn)動(dòng),具有最大速度,在時(shí)間Δt內(nèi),它向正方向最大位移處運(yùn)動(dòng),速度逐漸減小,但在時(shí)間Δt內(nèi)的平均速度比a質(zhì)點(diǎn)大。答案B11.質(zhì)點(diǎn)A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖像和t=1.6s時(shí)刻的波的圖像如圖甲、乙所示,則下列說(shuō)法正確的是()A.t=1.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng),波沿x軸負(fù)方向傳播B.t=1.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng),波沿x軸正方向傳播C.t=1.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A向下運(yùn)動(dòng),波沿x軸負(fù)方向傳播D.t=1.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A向下運(yùn)動(dòng),波沿x軸正方向傳播解析由振動(dòng)圖像可得質(zhì)點(diǎn)A在t=1.6s時(shí)正向上運(yùn)動(dòng),再結(jié)合波的圖像可以看出,波沿x軸正方向傳播,故B正確。答案B12.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,波速為v=4m/s。已知坐標(biāo)原點(diǎn)(x=0)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示,在下列四個(gè)選項(xiàng)中能夠正確表示t=0.15s時(shí)的波形的是()解析t=0時(shí)刻波的圖像如圖所示,0.15s內(nèi)波形平移距離x=vt=0.60m,將t=0時(shí)刻的波形向左平移0.6m即得到t=0.15s時(shí)的波形,選項(xiàng)A正確。答案A13.圖甲表示一列簡(jiǎn)諧波在介質(zhì)中傳播時(shí),某一質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)圖像,請(qǐng)你在圖乙中畫出這列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形(質(zhì)點(diǎn)a畫在坐標(biāo)原點(diǎn)上,波沿x軸正方向傳播)。解析t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a正處于平衡位置且沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)T4達(dá)正向最大位移處,由于沿x軸正方向?yàn)椴▊鞑シ较?由波動(dòng)與振動(dòng)方向關(guān)系的判斷方法,得出t=0答案見(jiàn)解析圖14.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,圖甲是t=1s時(shí)的波形,圖乙是該波中某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的圖像(兩圖用同一時(shí)間起點(diǎn))。(1)若該波沿x軸負(fù)方向傳播,圖乙可能是圖甲中的振動(dòng)圖像;若該波沿x軸正方向傳播,則圖乙可能是圖甲中的振動(dòng)圖像。

A.x=0處的質(zhì)點(diǎn)B.x=1m處的質(zhì)點(diǎn)C.x=2m處的質(zhì)點(diǎn)D.x=3m處的質(zhì)點(diǎn)(2)設(shè)該波沿x軸負(fù)方向傳播,畫出x=3m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。解析(1)當(dāng)t=1s時(shí),由圖乙可知,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,正要沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。由于該波