人教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波课时作业含答案

作业7满分：50分一、单项选择题：每题4分，共24分。1．（24-25高二下·天津南开·阶段练习）关于机械波的描述，下列说法中正确的是（）A．机械波的传播速度即波源的振动速度B．机械波中各质点的振动方向总是与机械波的传播方向垂直C．机械波不仅能传递能量，参与振动的质点也以波速随波迁移D．机械波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关2．（24-25高二上·江西景德镇·期末）如图，一只小鸭A（视为质点）在平静的河道内靠近岸边戏水，在水面上引起一列稳定的水波，B为岸边的一点，P点为小鸭A和B点连线的中点，下列说法正确的是（）A．P处质点与B处质点的振动频率相同B．P处质点与B处质点的振动方向一定相反C．P处质点与B处质点同时同向开始振动D．一段时间后P处质点将运动到B点3．湖面上浮着甲乙两片树叶（可视为质点），某时刻一列水波开始在湖面上传播，波源、甲、乙在一条直线上，两片树叶位于波源的一侧。观察发现甲开始振动后每分钟全振动30次，且当甲位于波峰时，乙恰好位于波谷，两片树叶之间还有一个波峰。若已知两片树叶平衡位置距离为12m，则由以上数据可以确定水波的波速为（）A．10m/s B．8m/s C．6m/s D．4m/s4．（24-25高三下·湖南长沙·阶段练习）声波是一种典型的纵波，在纵波中各质点只在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移，故沿着波前进的方向，波中介质会出现疏密不同的部分，因此纵波也被称为“疏密波”（如图甲）。若把某时刻纵波中各质点偏离平衡位置的位移记录下来，画在坐标纸上，则可得到该时刻波的图像。若一列沿水平方向传播的纵波及该时刻对应的波的图像如图乙所示（只展示整个纵波的一部分，在纵波中密部中心处和疏部中心处的质点偏离平衡位置的位移为零），已知“质点”在图示时刻的位置在其平衡位置的右侧，且运动方向水平向右。则下列说法正确的是（）A．图乙中密部中心点到相邻的疏部中心点之间的距离为一个波长B．图乙中疏部中心处的质点振动速度为零C．图乙中波的传播方向沿水平方向向左D．“质点”的振动周期不等于该波的传播周期5．（2025·天津和平期末）研究绳波的产生和传播时，取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后上下抖动，绳上形成简谐波。一次演示时，位于坐标原点处的波源完成两次振幅相同、频率不同的全振动后停止振动。如图为时的波形，此时波恰好传到处的质点P。当时，质点P第一次出现在波谷位置。Q是平衡位置位于处的质点，则（）A．波源的起振方向向上B．第一次振动和第二次振动的频率之比为C．之后，Q向下振动时，P也一定向下振动D．从到时间内，质点Q通过的路程为30cm6．（24-25高二上·山东济宁·阶段练习）如图是某绳波形成过程示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4、…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知相邻编号的质点间距离为2cm，t=0时，质点1开始向上运动，t=0.2s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（）A．t=0.8s时，振动传到质点15处B．t=0.8s时，质点9处于上方最大位移处C．t=0.8s时，质点12正在向下运动D．t=0.8s时，质点12的加速度方向向上二、多项选择题：每题6分，共12分。7．（2025·浙江宁波联考）宁夏银川市自2025年1月以来地震频繁发生，手机“地震预警”是指在地震发生后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。地震监测站监测到一列地震横波，某时刻的波形图如图甲所示，已知点是平衡位置在处的质点，点的平衡位置坐标为，以此时刻做为计时起点。质点振动图像如图乙所示。则下列说法正确的是（）A．质点沿轴正方向运动B．地震横波的传播波速为C．时，质点的加速度沿轴正方向最大D．的时间内，质点所走的路程小于8．（24-25高二下·河南·期中）一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有A、B两点，在时刻A、B两点间形成如图甲所示的波形，在时刻A、B两点间形成如图乙所示的波形。已知A、B两点间的距离，下列说法正确的是（）A．若周期为0.8s，则波向右传播B．若周期为12s，则波向右传播C．若波速为，则波向右传播D．若波向左传播，则该波波速的最小值为三、非选择题：共14分。9．（6分）（2025·广东汕头·二模）如图（1）波浪机以恒定的振动周期在泳池较深的一端制造横波，小铭用频闪相机观察深水区的波形，发现照片中的波形始终没有变化。已知频闪相机每隔2s闪光一次，波浪机振动周期不小于频闪相机的闪光间隔。求：(1)波浪机的振动频率；(2)深水区的波长和波速大小；(3)小铭继续观察浅水区的波形，发现波长与水深有关，如图（2），波长发生了什么变化？这个变化可能是水深改变了波的什么物理量造成的？10．（8分）（24-25高二下·广西南宁·阶段练习）某均匀介质中，波源位于所在平面的O点，时刻，波源沿z轴（z轴正方向垂直于纸面向外）做简谐运动，振动方程为，形成在面上传播的简谐横波。经时间，在区域中第一次形成如图所示波面分布图（实线圆表示波峰，虚线圆表示相邻的波谷）。P点的坐标是，求：(1)波速v和时间；(2)从图示状态开始，平衡位置在P处的质点到达波谷的最短时间t。参考答案题号12345678答案DADCBCBDAD1.【答案】D【详解】机械波的传播速度与波源的振动速度是两个不同的概念，两者不相同，选项A错误；横波中各质点的振动方向总是与机械波的传播方向垂直，纵波中各质点的振动方向与机械波的传播方向平行，选项B错误；机械波能传递能量，但是参与振动的质点不会随波迁移，选项C错误；机械波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，选项D正确。2.【答案】A【详解】介质中质点的振动周期和频率都与波源相同，所以P处质点与B处质点的振动频率一样，故A正确；由于不确定P点与B点的距离与波长的关系，所以不能确定这两点的振动方向是相同还是相反，故B错误。P点接近波源，故P点先振动，故C错误；机械波在传播的过程中，质点在各自平衡位置振动，质点并不随波迁移，即P点不会随水波运动到B点，故D错误。3.【答案】D【详解】观察发现甲开始振动后每分钟全振动30次，则周期为，当甲位于波峰时，乙恰好位于波谷，两片树叶之间还有一个波峰，已知两片树叶平衡位置距离为12m，则有，解得波长为，则水波的波速为，故选D。4.【答案】C【详解】两相邻密部中心点之间的距离为一个波长，A错误。因为密部中心处的质点偏离平衡位置的位移为零，故疏部中心处的质点偏离平衡位置的位移也为零，对应振动速度最大，B错误。该时刻质点的位置在平衡位置的右侧且向右移动，所以它在远离平衡位置，由波的图像可知，该纵波传播方向沿水平方向向左，C正确。纵波在一个质点振动的周期内向外传递一个波长的距离，故纵波的传播周期和质点的振动周期相同，D错误。5.【答案】B【详解】如图为时的波形，此时波恰好传到处的质点P，根据波形平移法可知，质点P的起振方向向下，则波源的起振方向向下，故A错误；第一次振动和第二次振动对应的波长之比为根据，可得第一次振动和第二次振动的频率之比为，故B正确；因为对应第二次振动，P、Q之间的距离为半个波长，所以对应第二次振动，P、Q的振动方向相反，故C错误；当时，质点P第一次出现在波谷位置，可知对应第一次振动的周期满足，可得周期为，则第二次振动的周期为，则从到时间内，质点Q振动的时间为，该段时间内质点Q通过的路程为，故D错误。6.【答案】C【详解】t=0.2s时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，则振动周期T=4t=0.8s，相邻编号的质点间距离为2cm，则波长λ=4×4×2cm=0.32mt=0.8s时，波传播的距离等于一个波长，则振动传到质点17处，A错误；作出此时的波形图如图所示，由图可知，质点9处于平衡位置处，质点12处于平衡位置上方，加速度方向向下，运动方向向下，C正确，B、D错误。7.【答案】BD【详解】由图乙可知时刻质点Q沿y轴正方向运动，根据同侧法（质点的振动方向和波的传播方向在波的同一侧）判断地震横波沿x轴负方向传播，故时刻，根据同侧法可知质点P沿y轴负方向运动，故A错误；由图甲可知，解得波长，由图乙可知，则地震横波的传播波速为，故B正确；由图乙可知，时，质点在处，由公式可知，回复力沿y轴负方向且最大，则加速度也沿y轴负方向且最大，故C错误；振幅，周期，则一个周期内，质点运动的路程为，而时间，在时P点向下振动，则在经过一个周期后P的速度正在减小，在此后的时间内其路程小于，故0~5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm，故D正确。8.【答案】AD【详解】若波向右传播，可得，，解得，若波向左传播，可得，，解得，由于是整数，当时，，波向右传播，当时，，波向左传播，A正确，B错误；由图知波长，若波速为，则波传播的距离，根据波形的平移，波向左传播，C错误；由图可知，波向左传播的最小距离为1.5m，波速的最小值，D正确。9.【答案】(1)(2)(3)波长变化是由波速变化引起的，见解析【详解】（1）