物理3.3 机械波案例分析巩固练习

3.3机械波案例分析同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则（　　）

A．该波沿x轴正方向的传播，传播速度为40m/s

B．该波沿x轴负方向的传播，传播速度为40m/s

C．该波沿x轴正方向的传播，传播速度为20m/s

D．该波沿x轴负方向的传播，传播速度为20m/s

2．如图所示，甲、乙、丙、丁为用频闪照相机连续拍摄的四张在x轴上0～6cm区间段简谐波的照片．已知波沿x轴传播，照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期，第一张照片与第四张照片间隔为1s，则由照片可知 (　　)

A．波的波长为6m

B．波一定是沿＋x方向传播

C．波速一定是4m/s

D．波可能是沿－x方向传播，且波速是9m/s

3．质点A做简谐运动，其振动图象和t＝1.6s时刻的波的图象如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．质点A向上运动，波向左传播 B．质点A向上运动，波向右传播

C．质点A向下运动，波向左传播 D．质点A向下运动，波向右传播

4．有一列向左传播的横波，某一时刻的波形如图所示，可知这一时刻P点的运动方向是（　　）

A．y的正向 B．y的负向 C．x的负向 D．沿曲线向左上方

5．如下图所示．甲为沿x 轴传播的一列简谐横波在t=0 时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P 的振动图象，则下列判断正确的是（ ）

A．该波的传播速率为4 cm/s

B．该波的传播方向沿x 轴正方向

C．经过0．5 s 时间，质点P 沿波的传播方向向前传播2 m

D．平衡位置x=1．5 m 处的质点在t="0s" 到t=2．25s 时间内的路程为

6．一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a．b所示，则（       ）

A．该波的振幅一定是20cm

B．该波的波长可能是14m

C．该波的波速可能是10.5m/s

D．该波由a传播到b可能历时7s

7．一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形如图所示，质点 P 的x坐标为3m。已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4s。下列说法错误的是（　　）

A．波速为4m/s

B．波的频率为 1.25Hz

C．x 坐标为 22m 的质点在 t=0.2s 时恰好位于波峰

D．当质点 P 位于波峰时，x 坐标为 17m 的质点恰好位于波谷

8．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t=2.0s时的波形图，图乙为x=2m处的质点P的振动图像，质点Q为平衡位置x=3.5m的质点。下列说法正确的是（　　）

A．波的传播周期是2s

B．波沿x轴负方向传播

C．t=2.0s时刻后经过0.5s，质点P通过的路程等于5cm

D．t=3.5s时刻，质点Q经过平衡位置

9．一列波长大于 1m 的横波沿着 x 轴正方向传播，处在 x1=1m 和 x2=2m 的两质点 A、B 的振动图像如图所示。由此可知（　　）

A．波长为m

B．波速为 1m/s

C．3s 末 A、B 两质点的位移相同

D．1s 末 A 质点的振动速度大于 B 质点的振动速度

10．一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播，处在x1=1m和x2=2m的两质点A、B的振动图像如图所示。则该波（　　）

A．波长为4m

B．波速为m/s

C．A、B两质点的运动方向始终相同

D．9s末A点的振动速度大于B点的振动速度

11．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图，已知t2-t1＝1.0s，由图判断下列哪一个波速是不可能的（　　）

A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．10m/s

12．一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过1.0s它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过0.2s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是（　　）

A．波沿x轴正方向传播，波速为5m/s

B．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反

C．若某时刻质点M到达波谷处，则质点P一定到达波峰处

D．从图示位置开始计时，在2.0s时刻，质点P在y轴上的坐标为10cm

13．如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t1=0时的波形图，此时质点P向y轴负方向运动，虚线为t2=0.1s时的波形图，已知周期T>0.1s。则（　　）

A．简谐波传播的速度为15m/s

B．简谐波沿x轴正方向传播

C．t=0.2s时质点P再次回到初始位置

D．0~0.3s内质点P通过的路程为0.3m

14．图（a）为一列简谐横波在t=0.20s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A．从t=0时刻开始计时P点的振动方程为

B．从t=0时刻开始计时，P、Q两点在t=0.25s时位移相同

C．在t=2.0s时刻，设波已经传播过x=100m处，那么在t=2.8s时，x=32.5m的R点在处于平衡位置上方在向下振动

D．从t=0.20s到t=0.225s，质点P通过的路程为

15．如图所示，S为上下振动的振源，其频率为100Hz，所产生的横波向左右传播，波速为80m/s。已知P、Q两点与振源相距分别为PS=17.4m，QS=16.2m，当S通过平衡位置向上运动时，则（　　）

A．Q在波峰，P在波谷

B．P在波峰，Q在波谷

C．P、Q都在波峰

D．P通过平衡位置向上振动，Q通过平衡位置向下振动

二、填空题（共4题）

16．一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好第一次回到平衡位置，则C点在t=0时的振动方向为________，该波的波速为___________。

17．如图，一列简谐横波平行于轴传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点，在0到时间内运动方向不变。则这列波的波速为____________，传播方向沿轴_________（填“正方向”或“负方向”）。

18．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的波形图如图所示。已知这列波在P点出现两次波峰的最短时间为0.4s，这列波的波速是________m/s；再经________s质点R第二次到达波峰。

19．从坐标原点O产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，t=0时刻波的图像如图所示，此时波刚好传播到M点，x=1m的质点P的位移为10cm，再经，质点P第一次回到平衡位置，质点N坐标x=-81m（图中未画出），则__________________．

A．波源的振动周期为1.2s

B．波源的起振方向向下

C．波速为8m/s

D．若观察者从M点以2m/s的速度沿x轴正方向移动，则观察者接受到波的频率变大

E．从t=0时刻起，当质点N第一次到达波峰位置时，质点P通过的路程为5.2m

三、综合题（共4题）

20．如图甲所示，在某介质中波源A、B相距d＝20m，t＝0时两者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度都为v＝1.0m/s，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示

(1)定性画出t＝14.3s时A波所达位置一定区域内的实际波形；

(2)求时间t＝16s内从A发出的半波前进过程中所遇到的波峰个数。

21．如图所示,实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t'=0.06s时刻的波形．已知在t=0时刻,x=1.5m处的质点向y轴正方向运动．

①判断该波的传播方向并求出该波的最小频率;

②若3T<0.06s<4T,求该波的波速．

22．如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t=0.06s时刻的波形图．已知在t=0时刻，x=1.5m处的质点向y轴正方向运动．

①判断该波的传播方向

②若3T＜0.06s＜4T，求该波的波速大小．

23．（1）如图所示为一皮带传动装置，请在图中标出皮带上质点的线速度方向和质点的加速度方向。

（2）一列机械波向左传播，画出这一时刻点的位移；点的速度方向。

参考答案：

1．B

2．D

3．B

4．B

5．D

6．C

7．A

8．D

9．A

10．B

11．D

12．C

13．B

14．C

15．B

16．     向上     1m/s

17．     10     负方向

18．     10     1.1

19．ABE

20．(1)　(2)6个

21．（2）12.5 Hz   （2）75 m/s

22．①x轴正方向 ；②75m/s

23．

（1）线速度的方向沿着圆周的切线方向，向心加速度的方向指向圆心，如图所示：

（2）机械波向左传播，则波谷要向左移动，所以该时刻质点B正在向下振动，如图所示：