高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述测试题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述测试题，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。


一、单项选择题
1．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则( )
A．此刻a的加速度最小
B．此刻b的速度最小
C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动
D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置
2．已知在某时刻的波的图像如图所示，且M点的振动方向向上，下列说法正确的是( )
A．A点振动落后于M点，波向右传播
B．A点振动落后于M点，波向左传播
C．B点振动落后于M点，波向右传播
D．B点振动落后于M点，波向左传播
3．如图所示为一列横波在某时刻的波形图，已知波向右传播．则下列叙述正确的是( )
A．经过一定的时间，C点将运动到E点处
B．M点和P点的振动情况时刻相同
C．O点比M点先到达最低位置
D．B、D两点的振动步调相反
4.
手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是( )
A．该简谐波是纵波
B．经一段时间后P点逐渐移至绳的右端
C．t＝eq \f(T,8)时，P在平衡位置上方
D．t＝eq \f(3T,8)时，P的速度方向竖直向上
5．一列简谐横波在x轴上传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，x＝2 m的质点P的振动图像如图乙所示，由此可以判断( )
A．该波的传播方向是沿x轴正方向
B．2 s末质点P到达x＝0 m位置
C．在t＝5 s时质点P的加速度为零
D．在0到5 s时间内质点P通过的路程是25 cm
6．平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50 Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP＝3.5 m、xQ＝－3 m．当S位移为负且向－y方向运动时，P、Q两质点的( )
A．位移方向相同、速度方向相反
B．位移方向相同、速度方向相同
C．位移方向相反、速度方向相反
D．位移方向相反、速度方向相同
7．如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时的波形图，虚线t＝0.6 s时的波形图，波的周期T>0.6 s，则( )
A．波的周期为2.4 s
B．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动
C．经过0.4 s，P点经过的路程为4 m
D．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置
8．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m．当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是( )
A．0.60 m B．0.30 m
C．0.20 m D．0.15 m
二、多项选择题
9．下列关于机械振动与机械波的说法，正确的是( )
A．机械波的频率与振源的振动频率无关
B．机械波的传播速度与振源的振动速度无关
C．质点振动的方向不一定垂直于波传播的方向
D．机械波在介质中传播的速度由振源的频率决定
10．简谐横波某时刻的波形如图所示．a为介质中的一个质点，由图像可知( )
A．质点a的加速度方向一定沿y轴负方向
B．质点a的速度方向一定沿y轴负方向
C．经过半个周期，质点a的位移一定为负值
D．经过半个周期，质点a通过的路程一定为2A
11．一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝eq \f(T,2)时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是( )
图(a)
图(b)
A．质点Q的振动图像与图(b)相同
B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大
C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
12．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0～6 m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时间间隔为1 s，则由照片判断下列选项正确的是( )
A．波的波长为4 m
B．波一定沿＋x方向传播
C．波速可能为15 m/s
D．波速可能为9 m/s
三、非选择题
13．一列横波沿直线传播，某时刻的波形如图所示，质点A与原点O相距2 m；此时刻A点速度方向如图所示，若A再经过0.2 s后将第一次达到最大位移，求这列波的波长、波速和频率．
14．某列波在t＝0时刻的波形如图中实线所示，虚线为t＝0.3 s(该波的周期T>0.3 s)时刻的波形图，已知t＝0时刻质点P向平衡位置方向运动，请判定波的传播方向并求出波速．
课时作业(十一) 波的描述
1．答案：C
2．解析：M点的振动方向向上，A到B半个波长的范围内的各质点振动方向相同，A点振动落后于M点，B点振动超前于M点，而波向左传播．故A、C、D错误，B正确．
答案：B
3．解析：质点不随波移动，A错误；此时M点和P点的振动方向相反，B错误；O点沿y轴正方向运动，而M点沿y轴负方向运动，故M点先到达最低位置，C错误；B、D两点的振动步调相反，D正确．
答案：D
4．解析：绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向和质点的振动方向在同一条直线上，故A错误；波的传播过程中介质中质点不随波的传播而迁移，故B错误；0～eq \f(T,4)内P由平衡位置振动到波峰，eq \f(T,4)～eq \f(T,2)内P由波峰回到平衡位置，可知t＝eq \f(T,8)时P在平衡位置上方、向上振动，t＝eq \f(3T,8)时P在平衡位置上方向下振动，故C正确，D错误．
答案：C
5．解析：由于t＝0时，质点P正向上运动，依据下坡上，故波沿着x轴负方向传播，选项A错误，波的传播过程中，介质中的质点不随波迁移，故选项B错误；由图乙可知5 s时，质点P正处于x轴上方最高点，因此加速度最大，方向向下，选项C错误；在5 s时间内，质点P的路程为5个振幅，即25 cm，故选项D正确．
答案：D
6．解析：由题意可知，此波的波长λ＝eq \f(v,f)＝eq \f(100,50) m＝2 m．xP＝3.5 m＝λ＋eq \f(3,4)λ，当波源S位移为负且向－y方向运动时，P质点位移为负，速度沿＋y方向；|xQ|＝3 m＝λ＋eq \f(λ,2)，故Q质点位移为正，速度沿＋y方向．故选项D正确．
答案：D
7．解析：由题图知λ＝8 m，从两时刻的波形图可以看出，在Δt＝0.6 s时间内，波传播的距离Δx1＝eq \f(3λ,4)＝6 m，Δt＝eq \f(3T,4)＝0.6 s，周期T＝0.8 s，A错误；波速v＝eq \f(λ,T)＝10 m/s，t＝0时刻P点在平衡位置向y轴负方向运动，经过0.9 s，即1eq \f(1,8)T，P点正向y轴负方向运动，B错误；经过0.4 s，即半个周期，P点经过的路程为2A＝0.4 m，C错误；经过0.5 s，波向x轴负方向平移Δx2＝vt＝5 m，可知Q点处于波峰，D正确．
答案：D
8．解析：可以画出PQ之间的最简单的波形，如图所示：
由于P、Q之间可以含有多个完整的波形，则：xPQ＝n＋eq \f(1,2)λ(n＝0,1,2……)
整理可以得到：λ＝eq \f(2xPQ,2n＋1)(n＝0,1,2……)
当n＝0时，λ＝0.3 m
当n＝1时，λ＝0.1 m，故选项B正确，A、C、D错误．
答案：B
9．答案：BC
10．解析：质点a做简谐运动，其回复力指向平衡位置，故其加速度一定沿y轴负方向，A正确；速度方向与波的传播方向有关，若波向右传播，则质点a向y轴正方向运动；若波向左传播，则质点a向y轴负方向运动，B错；经过半个周期后，质点a到达x轴下方的对称点，C正确；质点a半个周期通过的路程为2倍振幅，D正确．
答案：ACD
11．解析：波沿x轴正方向传播，在t＝eq \f(T,2)时刻，平衡位置在坐标原点的质点正在从平衡位置向y轴负方向振动，质点P正位于波峰，质点Q正位于平衡位置向y轴正方向振动．在t＝0时刻，平衡位置在坐标原点的质点正在从平衡位置向y轴正方向振动，质点P正位于波谷，质点Q正在平衡位置向y轴负方向振动，则质点Q的振动图像与图(b)不相同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示，故选项A错误，D正确．在t＝0时刻，质点P正位于波谷，质点P的速度为0，加速度最大；质点Q正在平衡位置，速率最大，加速度最小，故在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的小，质点P的加速度的大小比质点Q的大，故选项B错误，C正确．
答案：CD
12．解析：由图知，波长为λ＝4 m，故选项A正确；由于无法确定图中质点的振动方向，也就无法判断波的传播方向，故选项B错误；若波沿＋x方向传播，则得t＝1 s＝n＋eq \f(3,4)T，波速v＝eq \f(λ,T)，联立得v＝(4n＋3) m/s(n＝0,1,2，…)，当n＝3时，v＝15 m/s；同理得若波沿－x方向传播，v＝(4n＋1) m/s(n＝0,1,2，…)，当n＝2时，v＝9 m/s，故选项C、D正确．
答案：ACD
13．解析：由图知波长λ＝2×4 m＝8 m
由0.25T＝0.2 s得周期T＝0.8 s
v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(8,0.8) m/s＝10 m/s
f＝eq \f(1,T)＝1.25 Hz
答案：8 m 10 m/s 1.25 Hz
14．解析：由于在t＝0时刻质点P向平衡位置方向运动，因此根据振动方向与波的传播方向的“上坡下，下坡上”关系可知，波向x轴负方向传播，从图中可知，此波的波长为λ＝4 m，从实线到虚线经过的时间为0.3 s，因此周期满足的关系为n＋eq \f(3,4)T＝0.3 s，解得T＝eq \f(1.2,4n＋3) s(n＝0,1,2，…)，又因为T>0.3 s，因此只有n＝0满足，此时T＝0.4 s，根据波长、波速、周期的关系可知，波的传播速度为v＝eq \f(λ,T)＝10 m/s.
答案：x轴负方向 10 m/s