第3章　第1節(jié)　波的形成和描述

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)無關(guān),選項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A、D錯誤;由λ=vf知選項B答案C2.(多選)對公式v=λf的理解,以下說法正確的是()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,頻率不變,波速、波長改變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A錯誤,B正確;不同頻率的波在同一種介質(zhì)中傳播時,波長與頻率成反比,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C正確;v=λf適用于一切波,選項D錯誤。答案BC3.(多選)如圖甲、乙所示,有關(guān)兩個圖像的說法正確的是()A.甲為振動圖像 B.乙為振動圖像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時刻的波形,由圖像可知()A.質(zhì)點a此時的位移是零B.質(zhì)點b此時向-y方向運動C.質(zhì)點c、d的振幅相等D.質(zhì)點c此時的加速度方向為正解析質(zhì)點a此時的位移是最大值,故選項A錯誤;因波向右傳播,b質(zhì)點處在“下坡路”上,應(yīng)向上運動,故選項B錯誤;同一列簡諧波中的質(zhì)點的振幅都是一樣的,故選項C正確;質(zhì)點c此時位移為負(fù),加速度為正,選項D正確。答案CD5.(2020天津,4)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,周期為T,t=0時的波形如圖所示。t=T4時(A.質(zhì)點a速度方向沿y軸負(fù)方向B.質(zhì)點b沿x軸正方向遷移了1mC.質(zhì)點c的加速度為零D.質(zhì)點d的位移為-5cm解析經(jīng)過T4,質(zhì)點a運動到平衡位置速度方向沿y軸正方向,A錯誤;質(zhì)點b沿y軸方向做簡諧運動,并不沿x軸方向遷移,B錯誤;經(jīng)過T4,質(zhì)點c運動到平衡位置,加速度為零,C正確;經(jīng)過T4,質(zhì)點d運動到正向最大位移處,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個質(zhì)點的位置,若從該時刻開始經(jīng)過3個周期開始計時的振動圖像如圖乙所示的質(zhì)點是()A.a處質(zhì)點 B.b處質(zhì)點C.c處質(zhì)點 D.d處質(zhì)點解析從振動圖像乙可知,開始計時時質(zhì)點從平衡位置向y軸負(fù)方向運動,再結(jié)合甲給出的四個質(zhì)點和波形及傳播方向可知,乙所描述的是c質(zhì)點的運動,C正確。答案C7.一列簡諧橫波沿直線傳播,某時刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點相距6m,且這兩質(zhì)點之間的波峰只有一個,則該簡諧波可能的波長為()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)點處于平衡位置且相距6m,且兩質(zhì)點間波峰只有一個,故6m與波長λ的關(guān)系有三種可能:λ=6m,λ2=6m,32λ=6m,故波長的可能值為6m,12m,4m,選項答案C8.下圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波某時刻的波形,質(zhì)點P的振動周期為0.4s。則該波的波速為m/s,P點此時的振動方向為。

解析由題圖可知波長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點的運動狀態(tài)可知,P點沿y答案2.5m/s沿y軸正向9.一列簡諧波沿x軸正方向傳播,t=0時波形如圖甲所示,已知在0.6s末,A點恰第四次(圖中為第一次)出現(xiàn)波峰,請完成以下問題:(1)該簡諧波的波長、波速分別為多少?(2)經(jīng)過多長時間x=5m處的質(zhì)點P第一次出現(xiàn)波峰?(3)如果以該機(jī)械波傳到質(zhì)點P開始計時,請在圖乙中畫出P點的振動圖像,并標(biāo)明必要的橫、縱坐標(biāo)值,至少畫出一個周期的圖像。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,t=Δxv=5-0.510(3)由題圖甲可知,質(zhì)點起振的方向為經(jīng)平衡位置向下振動,振動圖像如圖所示。答案(1)2m10m/s(2)0.45s(3)見解析關(guān)鍵能力提升練10.圖示是一列簡諧波沿x軸正方向傳播的某時刻的波形。a是正向最大位移處,b恰好處于平衡位置,經(jīng)過Δt=T8時間,下列關(guān)于a、b兩個質(zhì)點所通過的路程的關(guān)系的說法中正確的是()A.sa=sb B.sa<sbC.sa>sb D.不能判斷兩者大小關(guān)系解析因各個質(zhì)點均做受迫振動,重復(fù)波源的振動,故振動頻率、周期、振幅相同,而a正處于正向最大位移處,速度為零,在時間Δt內(nèi),向平衡位置運動,速度由零逐漸增大,但達(dá)不到最大速度(到平衡位置時的速度);b正在從平衡位置向上運動,具有最大速度,在時間Δt內(nèi),它向正方向最大位移處運動,速度逐漸減小,但在時間Δt內(nèi)的平均速度比a質(zhì)點大。答案B11.質(zhì)點A做簡諧運動,其振動圖像和t=1.6s時刻的波的圖像如圖甲、乙所示,則下列說法正確的是()A.t=1.6s時質(zhì)點A向上運動,波沿x軸負(fù)方向傳播B.t=1.6s時質(zhì)點A向上運動,波沿x軸正方向傳播C.t=1.6s時質(zhì)點A向下運動,波沿x軸負(fù)方向傳播D.t=1.6s時質(zhì)點A向下運動,波沿x軸正方向傳播解析由振動圖像可得質(zhì)點A在t=1.6s時正向上運動,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(x=0)處質(zhì)點的振動圖像如圖所示,在下列四個選項中能夠正確表示t=0.15s時的波形的是()解析t=0時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時刻的波形向左平移0.6m即得到t=0.15s時的波形,選項A正確。答案A13.圖甲表示一列簡諧波在介質(zhì)中傳播時,某一質(zhì)點a的振動圖像,請你在圖乙中畫出這列簡諧波在t=0時刻的波形(質(zhì)點a畫在坐標(biāo)原點上,波沿x軸正方向傳播)。解析t=0時刻質(zhì)點a正處于平衡位置且沿y軸正方向運動,經(jīng)T4達(dá)正向最大位移處,由于沿x軸正方向為波傳播方向,由波動與振動方向關(guān)系的判斷方法,得出t=0答案見解析圖14.一列簡諧橫波沿x軸傳播,圖甲是t=1s時的波形,圖乙是該波中某振動質(zhì)點的位移隨時間變化的圖像(兩圖用同一時間起點)。(1)若該波沿x軸負(fù)方向傳播,圖乙可能是圖甲中的振動圖像;若該波沿x軸正方向傳播,則圖乙可能是圖甲中的振動圖像。

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