高中物理选择性必修一同步练习 第3章2.波的描述

.波的描述基础巩固1.关于波速,下列说法正确的是()A.反映了质点振动的快慢B.反映了振动在介质中传播的快慢C.波速由介质和波源共同决定D.波速与波源的频率成正比答案:B解析:波速反映的是振动在介质中传播的快慢程度,它与质点的振动快慢无关,选项A错误,B正确;波速只由介质决定,而与频率和波长无关,选项C、D错误。2.用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示。绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是()A.a、b两点之间的距离为半个波长B.a、b两点振动开始时刻相差半个周期C.b点完成全振动次数比a点多一次D.b点完成全振动次数比a点少一次答案:D解析:由题图知a、b两点之间的距离为一个波长,a、b两点振动开始时刻相差一个周期,知选项A、B错误;由波是向右传播的,知选项C错误,D正确。3.男女生二重唱中,女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2,它们之间的关系是()A.f1>f2,λ1>λ2,v1>vB.f1<f2,λ1<λ2,v1<v2C.f1>f2,λ1<λ2,v1=vD.以上说法都不正确答案:C解析:由于两声音是同一种机械波且在相同介质中传播,因而波速相同,A、B错误;音调高即是频率高,即f1>f2,再由v=λf可知,v相同,f1>f2,得λ1<λ2,所以C正确,D错误。4.(多选)右图为某一时刻一列简谐波的图像,波的传播方向沿x轴正方向,下列说法正确的是()A.质点a、b的振幅相等B.该时刻质点b、e的速度相同C.该时刻质点c、d的加速度为零D.该时刻质点d正在向下运动答案:AD解析:该时刻a、b质点位移不同,但对简谐波来说,各质点的振幅都是相等的,A正确。该时刻质点b速度方向向上,而质点e速度方向向下,它们的速度不同,B错误。该时刻质点c位移为负的最大值,其回复力和加速度都为正的最大值,质点d的运动方向是向下的,位移为零,加速度为零,C错误,D正确。5.(多选)一列简谐横波在t=0时的波形如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin5πt(cm)。关于这列简谐波,下列说法正确的是()A.周期为4sB.振幅为20cmC.传播方向沿x轴正方向D.传播速度为10m/s答案:CD解析:ω=5πrad/s,周期为T=2πω=0.4s。由题图得,振幅A=10cm,波长λ=4m,故波速为v=λT=10m/s。P点在t=0时振动方向为y轴正方向,6.如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,实线为t1=0时的波形,此时P质点向y轴负方向运动,虚线为t2=0.01s时的波形。已知周期T>0.01s。(1)波沿x轴(选填“正”或“负”)方向传播。

(2)求波速的大小。答案:(1)正(2)100m/s解析:(1)由题意可知波沿x轴正方向传播。(2)由题意知,λ=8m,T>0.01st2-t1=18Tv=λT联立①②式,代入数据解得,v=100m/s。7.一简谐横波某时刻的波形如图所示,该波沿x轴正方向传播,质点P的横坐标x=0.32m,从此时刻开始计时。(1)若经过0.4s第一次出现相同波形,求波速。(2)若P点经0.4s第一次到达正向最大位移处,求波速。答案:(1)2m/s(2)0.3m/s解析:(1)依题意,周期T=0.4s,波长λ=0.8m,波速v=λT,代入数据,可解得v=2m/s(2)波沿x轴正方向传播,P点经0.4s第一次到达正向最大位移处,Δx=0.32m-0.2m=0.12m,波速v=Δxt=0.120能力提升1.平静湖面传播着一列水面波,在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动,测得两小木块每分钟都上下运动30次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰。这列水面波()A.频率是30Hz B.波长是3mC.波速是1m/s D.周期是0.1s答案:C解析:由题意知该波周期T=6030s=2s,频率f=1T=0.5Hz,A、D错误;32λ=3m,则波长λ=2m,B错误;波速v=λT=2.(多选)右图是一列波在t时刻的图像,图像上有a、b、c三个质点,下列说法正确的是()A.a、b两质点此时刻速度方向相同B.a、c两质点此时刻加速度方向相同C.c质点此时速度方向沿y轴负方向D.a质点此时速度方向沿y轴正方向答案:AB解析:a、b两质点在相邻的波峰与波谷之间,振动方向相同,选项A正确;a、c两质点都位于x轴下方,加速度方向均指向y轴正方向,选项B正确;由于波的传播方向不确定,故选项C、D错误。3.一列简谐横波在某时刻的波形如图所示,已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s,b、c间的距离为5m,以下说法正确的是()A.此列波的波长为2.5mB.此列波的频率为2HzC.此列波的波速为2.5m/sD.此列波的传播方向为沿x轴正方向传播答案:D解析:相邻两个波峰或者波谷之间的距离就是一个波长,则λ=5m,A项错;a和b之间的距离为半个波长,波从a传到b所用时间为半个周期即0.5s,所以周期为T=1s,频率f=1Hz,B项错;波速v=λT=5m/s,C项错;质点b的起振时刻比质点a延迟,说明波是从a向b传播,即沿x轴正方向传播,D4.(多选)如图所示,图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形,Q是平衡位置为x=4m处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则下列说法正确的是()甲乙A.该波的周期是0.10sB.该波的传播速度为40m/sC.该波沿x轴的正方向传播D.t=0.40s时,质点Q的速度方向向上答案:BD解析:由题图甲得到该波的波长为λ=8m,由题图乙得到该波的周期为T=0.2s,所以波速为v=λT=80.2m/s=40m/s,故A错误,B正确;t=0.1s时Q点处在平衡位置,且向下振动,根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播,故C错误;根据振动规律可知t=0.40s时5.下图中实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形,虚线是这列波在t2=0.5s时刻的波形,这列波的周期T符合:3T<t2-t1<4T。(1)若波速向右,波速多大?(2)若波速向左,波速多大?答案:(1)54m/s(2)58m/s解析:由题图知λ=8m,由题意知3T<t2-t1<4T。(1)当波向右传播时,波传播距离x=3λ+3m=(3×8+3)m=27mv=xt=270.(2)当波向左传播时,波传播距离x'=3λ+5m=(3×8+5)m=29mv=x't=2906.下图为一列简谐横波在t=0时刻的图像。此时质点P的运动方向沿y轴负方向,且当t=0.55s时,质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。(1)该简谐横波的波速v的大小和方向如何?(2)从t=0至t=1.2s,质点Q运动的路程s是多少?(3)当t=1.2s时,质点Q相对于平衡位置的位移x的大小是多少?答案:(1)2m/s,方向沿x轴负方向(2)120cm(3)2.5cm解析:(1)此波沿x轴负方向传播在t=0到t=0.55s这段时间里,质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处,则有2+34T=0.55解得T=0.2s由图像