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    粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波本章复习与测试同步训练题

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    这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波本章复习与测试同步训练题,共9页。


    A.该时刻起质点K在1 s的时间内沿x轴移动0.2 m
    B.该时刻起再经0.5 s质点K的加速度为正方向最大
    C.如果图乙为质点K的振动图像,则波沿x轴负向传播
    D.如果图乙为质点L的振动图像,则波沿x轴负向传播
    2.(2022·江苏扬州市江都区育才中学一模)已知一列波某时刻波的图像和某一点的振动图像如图所示,则( )
    A.甲是波的图像,波速是2 000 m/s
    B.甲是振动图像,波速是2 000 m/s
    C.乙是波的图像,波速是5 000 m/s
    D.乙是振动图像,波速是5 000 m/s
    3.(多选)(2022·山东卷)一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示.当t=7 s时,简谐波的波动图像可能正确的是( )
    A B C D
    4.(2022·广东揭阳市第三中学高二期中)如图所示,实线是一列简谐横波在T1时刻的波形图,虚线是在T2=(T1+0.5) s时刻的波形图.下列说法正确的是( )
    A.当波向左传播时,波速的表达式为v=4(4n+1) m/s(n=0,1,2…)
    B.当波向左传播且3T<(T2-T1)<4T时,波速大小为60 m/s
    C.当波向右传播时,波速的表达式为v=4(4n+3) m/s(n=0,1,2…)
    D.若波速v=68 m/s,则波向左传播
    5.(2022·福建厦门英才学校高三期中)如图甲所示,一列简谐横波沿着x轴正方向传播,波源的平衡位置在坐标原点,自t=0时刻起开始振动,经过一段时间,波源第一次处于y轴正方向一侧的最高点,此时x=3 cm处的质点M恰好开始振动.已知波源离开平衡位置的位移y随时间t变化的关系如图乙所示.下列说法正确的是( )
    A.该简谐波的波长为12 cm
    B.在0~1.7 s时间内,质点M经过的路程为 0.8 cm
    C.t=3 s时,x=6 cm处的质点开始振动
    D.t=4.5 s时,质点M的加速度最大
    6.(多选)(2022·广东省清远英德中学高二练习)如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,a、b、c为介质中的三个质点,图乙表示该波x=6 m处a质点的振动图像,下列说法正确的是( )
    A.该波沿x轴负向传播
    B.t=15 s时,质点a处于波峰位置
    C.t=5 s时,质点b振动的速度方向与回复力方向相同
    D.质点c的位移随时间变化的关系式为y=10sin (t+)cm
    7.(多选)(2022·浙江杭州一模)一列简谐横波在t=0.8 s时的波形图如图甲所示,P是介质中的质点,图乙是质点Р的振动图像.已知该波在该介质中的传播速度为10 m/s,则( )
    A.该波沿x轴负方向传播
    B.再经过0.9 s,质点P通过的路程为30 cm
    C.t=0时刻质点P离开平衡位置的位移-5 cm
    D.质点P的平衡位置坐标为x=7 m
    8.(多选)(2022·黑龙江·大庆实验中学高三期中)如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波,实线是在t=0时刻的波形图,虚线是在t=0.2 s时刻的波形图.已知该波的波速是0.8 m/s,则下列说法正确的是( )
    A.这列波沿x轴负方向传播
    B.t=0时,x=4 cm处的质点速度沿y轴正方向
    C.0~0.2 s内,x=4 cm处的质点振动方向改变了3次
    D.t=0.2 s时,x=4 cm处的质点加速度方向沿y轴负方向
    9.(多选)(2022·广东深圳市高级中学高二阶段练习)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在xA=0和xB=0.6 m处的两个质点A、B的振动图像如图所示,则( )
    A.波由质点A传到质点B的时间可能是0.1 s
    B.波由质点A传到质点B的时间可能是0.3 s
    C.这列波的波速可能是1 m/s
    D.这列波的波速不可能是3 m/s
    10.(多选)(2022·湖南永顺县第一中学模拟)某列简谐横波在t1=0时刻的波形如图甲中实线所示,t2=3.0 s时刻的波形如图甲中虚线所示,若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图像,则正确的是( )
    A.这列波的周期为4 s
    B.波速为0.5 m/s
    C.图乙是质点b的振动图像
    D.从t1=0到t2=3.0 s这段时间内,质点a通过的路程为1.5 m
    11.如图所示,一列横波沿x轴传播,实线a为0时刻的波形曲线,虚线b为0.5 s时的波形曲线.
    (1)写出该波的波长和振幅;
    (2)假设该波向左传播且T>0.5 s,求波速为多大;
    (3)假设波速为18 m/s,通过计算说明波的传播方向;并求出在此波速下x=3 m处的质点从t=0时刻开始计时的振动方程(不写推导过程,用正弦表达).
    12.(2022·广东河源二中高三期中)一列简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距8 m的两质点,波先传到P点,当Q点振动一段时间后开始计时,P、Q两点的振动图像为如图所示的实、虚线.求:
    (1)波的传播速度大小v;
    (2)Q点的振动方程.
    13.(2022·江西赣州市第四中学高三期中)一简谐横波在某时刻(t=0)的波形图如图中的实线所示,图中的虚线是t=0.2 s时刻该波的波形,P是平衡位置在x=3 m处的质点.
    (1)若该波沿x轴正方向传播,求该波在0~0.2 s内传播的距离s;
    (2)若该波的波速大小v=35 m/s,求质点P在t=0.2 s时刻相对平衡位置的位移yP及其在0~0.2 s内通过的路程L.
    素养提升练(二) 波的图像与波的多解问题
    1.C [质点K只能沿y轴振动,不能沿x轴移动,故A错误;根据题意,由题图乙可知,该波的周期为T=2 s,假如波向左传播,质点K再经过0.5 s时,到达负方向最大位移处,此时,质点K的加速度为正方向最大;假如波向右传播,质点K再经过0.5 s时,到达正方向最大位移处,此时,质点K的加速度为负方向最大,故B错误;如果题图乙为质点K的振动图像,由题图乙可知,质点K在t=1 s时沿y轴负方向振动,结合题图甲可知,波沿x轴负向传播,故C正确;如果题图乙为质点L的振动图像,由题图乙可知,质点L在t=1 s时沿y轴负方向振动,则波沿x轴正向传播,故D错误.]
    2.D [题图甲的横坐标是长度,故题图甲为波的图像,题图乙的横坐标是时间,故其为振动图像,由甲图可知波长λ为10 m,由乙图可知周期T为2×10-3 s,根据波长与周期的关系有λ=vT,解得v=5 000 m/s,故选D.]
    3.AC [由O点的振动图像可知,周期为T=12 s,设原点处的质点的振动方程为y=A sin (t+φ),则10=20sin φ,解得φ=,在t=7 s时刻y7=20sin (×7+)=-10 cm≈-17.3 cm,因7 s=T+T,则在t=7 s时刻原点O处的质点在y轴负向向下振动,根据“同侧法”可判断若波向右传播,则波形为C所示;若波向左传播,则波形如A所示.]
    4.B [当波向左传播时v左== m/s=4(4n+3)m/s(n=0,1,2,…),故A错误;当波向左传播且3T<(T2-T1)<4T,若此时间内波传播距离为s,则有3λ<s<4λ,即n=3,有v左=4(4n+3)m/s=4×(4×3+3)m/s=60 m/s,故B正确;当波向右传播时v右== m/s=4(4n+1)m/s(n=0,1,2,…),故C错误;若波速v=68 m/s,则给定时间Δt内波传播距离x=v·Δt=68×0.5 m=34 m=(4+)λ,故波向右传播,故D错误.]
    5.C [波源第一次处于y轴正方向一侧的最高点,此时x=3 cm处的质点M恰好开始振动,由图乙知波传递到质点M经过的时间t=T=×2 s=1.5 s,波速v===2 cm/s,波长λ=vT=2 cm/s×2 s=4 cm,A错误;在0~1.7 s时间内,质点M振动的时间t′=t0-t=1.7 s-1.5 s=0.2 s=0.1T,质点M经过的路程s=|y|=2sin (t′)=2sin (×0.2 s)=2sin ,B错误;t=3 s时,波传递的距离x′=vt1=2 cm/s×3 s=6 cm,C正确;t=4.5 s时,质点M振动的时间t″=t2-t=4.5 s-1.5 s=3 s=T,由题图乙可知,此时质点M的状态与波源1 s时的状态相同,此时处于平衡位置,加速度最小,等于0,D错误.]
    6.BD [由题图乙可知,t=0时a质点正在向y轴负方向振动,可判断出,波沿x轴正方向传播,A错误;由题图乙可知,振动周期为4 s,所以t=15 s=(3+)T,t=15 s时质点a与t=3 s时的状态一样,由题图乙知,此时质点a处于波峰位置,B正确;根据t=5 s=(1+)T,所以t=5 s时,质点b的状态与t=1 s时的状态一致,由题图甲,t=0时质点b在y轴正半轴向y轴负方向振动,经过周期,质点b在y轴负半轴向y轴负方向振动(竖直向下),回复力指向平衡位置(竖直向上),C错误;波沿x轴正方向传播,质点c正在向y轴正方向振动,可知其函数关系式为y=-10sin (t+φ) cm=-10sin (t-π)=10sin (t+) cm,D正确.]
    7.AD [由题图乙可知0.8 s时P点振动方向向下,根据上下坡法,波沿x轴负方向传播,A正确;经过1个周期,质点经过的路程s=4A,经过0.5个周期,经过的路程s=2A,以上规律质点在任何位置开始都适用,经过个周期,经过的路程s=A或3A的规律只有在特殊位置(平衡位置、最大位移处)的质点才适用,此时P未处于特殊位置,t=0.9 s=T,路程不只为30 cm,B错误;由题图乙可知,0时刻质点P位于平衡位置,C错误;由y=A sin t(cm)=10sin t(cm),可得x=0处的质点从平衡位置到y=5 cm,经历的时间为t1=0.1 s,则质点P的平衡位置坐标为xP=v(t-t1)=10×(0.8-0.1)m=7 m,故D正确.]
    8.AC [从题图中可以看出波长是12 cm,已知波速为v=0.8 m/s,则周期为T== s=0.15 s,因为t=0.2 s=T,s=vt=0.8×0.2 m=0.16 m=λ=(1+)λ,根据波形平移法可知,该波沿x轴负方向传播,A正确;由于该波沿x轴负方向传播,t=0时刻,x=4 cm处的质点的速度沿y轴负方向,B错误;0~0.2 s内,x=4 cm处的质点振动了T,振动方向改变了3次,C正确;t=0.2 s时,x=4 cm处的质点位移沿y轴负方向,故加速度方向沿y轴正方向,D错误.]
    9.BD [由题意可得,波的周期为T=0.4 s,AB间的距离为xAB=nλ+λ,波由质点A传到质点B的时间为t===nT+T≥0.3 s,故A错误,B正确;由上述分析可得,波速为v=== m/s(n=0,1,2,…),当n=0时,波速最大,为2 m/s,当波速为1 m/s时,n不是整数,故C错误,D正确.]
    10.AB [由图乙可知,波的周期为4 s,A正确;由甲图可知,波长λ=2 m,根据波速公式v== m/s=0.5 m/s,B正确;在t1=0时刻,质点b正通过平衡位置,与乙图情况不符,所以乙图不可能是质点b的振动图像,C错误;从t1=0到t2=3.0 s这段时间为T,所以质点a通过的路程为s=×4A=15 cm=0.15 m,D错误.]
    11.解析:(1)根据图像可得波长和振幅分别为
    λ=4 m
    A=2 cm.
    (2)若该列波向左传播,则
    (+n)T=0.5 s(n=0,1,2…)
    又由题可知周期大于0.5 s,则
    n=0
    可得周期T=s
    由v=得波速v=6 m/s.
    (3)假设该列波向左传播,则由v=得
    v=(8n+6) m/s(n=0,1,2…)
    令v=18 m/s
    则n=1.5
    可见n取不到整数,故舍去.
    假设该列波向右传播,则
    (+n)T=0.5 s(n=0,1,2…)
    由v=得
    v=(8n+2) m/s(n=0,1,2…)
    令v=18 m/s
    则n=2
    所以该列波向右传播,且在此波速下,波的周期为T=s.
    由波形图可知,0时刻,x=3 m处质点处于平衡位置且向y轴负方向振动,所以振动方程为
    y=-A sin ωt(cm)
    其中ω=
    联立得y=-2sin 9πt (cm).
    答案:(1)4 m,2 cm (2)6 m/s (3)该列波向右传播,y=-2sin 9πt (cm)
    12.解析:(1)距离和波长的关系
    Δx=(n+)λ(n=0,1,2,…)
    周期T=6 s
    波速v=
    解得v= m/s (n=0,1,2,…).
    (2)圆频率ω=
    初相位φ0=-
    Q点的振动方程y=0.5sin (t-)m.
    答案:(1)v= m/s (n=0,1,2,…)
    (2)y=0.5sin (t-)m
    13.解析:(1)由题图可知,该波的波长λ=4 m,若该波沿x轴正方向传播,则该波在Δt时间内传播的最小距离
    x==1 m
    由周期性可知,该波在0~0.2 s内传播的距离
    s=(n+)λ=(4n+1) m(n=0,1,2,…).
    (2)若波速大小v=35 m/s,则该波的周期
    T== s
    因为Δt=0.2 s=1T
    所以波沿x轴负方向传播,在t=0时刻,质点P处于平衡位置并沿y轴正方向运动.
    在t=0.2 s时刻,质点P到达负方向的最大位移处,可知
    yP=-2 cm
    在0~0.2 s内,质点P通过的路程
    L=7A=14 cm.
    答案:(1)s=(n+)λ=(4n+1) m(n=0,1,2,…)
    (2)yP=-2 cm,L=14 cm
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    BD
    AD
    AC
    BD
    AB
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