3.3机械波案例分析-课后练习（含答案）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页3.3机械波案例分析一、选择题（共14题）1．如图所示，一列简谱横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.2m，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．0.10mB．0.20mC．0.30mD．0.40m2．一简谐横波沿x轴正向传播，图甲是t=0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，0时刻该点的位移为-0.1m，2s时在平衡位置处，则波的传播速度为（）A．m/s B．m/s C．0.8m/s D．1.5m/s3．UFC甩绳，又叫体能训练绳。训练目的是追求速度耐力和爆发力的均衡。如图甲所示，当挥舞甩绳时，由于方向、节奏、方式和波形不同，会让全身各个部位都做出对抗反应。训练方法分双手同抖和两臂交替抖两种。若抖动10m长的甩绳一端A，每秒做3次全振动，绳上形成的波视为简谐横波，某时刻的横波如图乙所示。则下列说法错误的是（）A．绳上横波的波长是200cmB．只增加上下振动的幅度，可以增大绳波的波长C．绳上C点开始振动的方向向下D．绳上横波的波速是6m/s4．一列简谐波在t=0.2s时波的图像如图甲所示，x=0处的质点的振动图像如图乙所示，由此可知（）A．波沿x轴负方向传播，波速v=10m/sB．波沿轴正方向传播，波速v=10m/sC．t=0.2s时刻，质点c向y轴负方向运动D．t=0.3s时刻，质点b的位移y=10cm5．图（甲）为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图（乙）为介质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置在x=0.5m的质点，下列说法正确的是（）A．波的传播方向向右，波速为0.5m/sB．0~2s时间内，P运动的路程为1mC．t=3s时，P点的位移为4cmD．当t=7s时，P恰好回到平衡位置，且向y轴正方向运动6．如图是一列简谐横波在t=0时的波形图，若波的传播速度为2m/s，此时质点P向上振动。下列说法正确的是（）A．质点P的振动周期为0.25sB．经过任意时间，质点Q和P的振动情况总是相同的C．经过t=0.4s，质点P向右移动0.8mD．经过t=0.4s，质点P仍在平衡位置，它通过的路程为0.2m7．一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则（）A．波的周期为2sB．x=0处的质点在t=s时速度值最大C．x=0处的质点在t=s时速度为0D．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动8．一机械波沿x正方向传播。若A、B两质点某时刻速度相同且位置如图所示，则AB之间两种可能的波形是（）A．B．C．D．9．一列简谐波在时刻的全部波形如图所示，质点A、P、B、C对应x坐标分别为1m、1.5m、3m、4m。从此时开始，质点C首次到达波峰的时间比质点P首次到达波峰早了0.5s。下列说法正确的是（）A．波源的起振方向沿y轴向下B．波沿x轴正方向传播C．波源振动的频率为2.5HzD．之后的0.4s内质点P运动的路程为10cm10．一列简谐横波在某介质中沿直线由a点向b点传播，a、b两点的平衡位置相距2.5m，下图中实线表示a点的振动图像，虚线表示b点的振动图像，下列说法不正确的是（）A．质点a的振动方程为B．此波的传播速度可能为1.2m/sC．此波的传播速度可能为6m/sD．在0.1~0.15s内，质点b向y轴负方向运动，做加速度逐渐变大的减速运动11．一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是（）A．2m/s B．3m/s C．4m./s D．5m/s12．一列简谐横波，某时刻的图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是．A．这列波沿x轴正向传播B．这列波的波速是25m/sC．质点P将比质点Q先回到平衡位置D．经过△t=0.4s，A质点通过的路程为4mE．经过△t=0.8s，A质点通过的位移为013．一列简谐横波沿x轴正方向传播，该横波的周期，时刻的波形图如图所示，a、b、c可是处于平衡位置的质点，下列说法正确的是________。A．时刻a质点的振动方向沿y轴负方向B．时刻b、c两质点的速度相同C．该横波的传播速度为2cm/sD．再经过1.5s质点a通过的路程是6cmE．时刻，b、c两质点的加速度相同14．如图甲所示，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的、、、、质点，相邻两质点间距离为1m，时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并分别产生向左和向右传播的机械波，O质点振动图像如图乙所示。当O质点第一次到达正方向最大位移时，P质点刚开始振动，则（）A．、P两点的振动步调始终相同B．若O质点振动加快，波的传播速度变大C．当波在绳中传播时，绳中所有质点沿x轴移动的速度大小相等且保持不变D．当Q点振动第一次到达负向最大位移时，质点通过的路程为20cm二、填空题15．一列横波在向右传播过程中，a和b两个质点在某一时刻处于如图所示的位置，其中b在平衡位置，a在最大位移处，在波的传播方向上，a、b两质点相距35cm，且大于一个波长而小于两个波长，则该波波长可能为________。16．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5s时的波形图．已知该简谐波的周期大于0.5s．关于该简谐波，下列说法正确的是_______A．波长为2mB．波速为6m/sC．频率为1.5HzD．t=1s时，x=1m处的质点正在向上运动E．t=2s时，x=2m处的质点处于波峰位置17．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波传播到x=5m的M点的波形图，图乙是质点N（x=3）从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于x=10m处的质点，下列说法正确的是__________．A．这列波的波长是4mB．这列波的传播速度是1.25m/sC．M点以后的各质点开始振动时方向都沿+y方向D．质点Q经过8s时，第一次到达波峰E.在0~16s内，质点Q经过的路程为1.0m18．一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图如图所示，任何一个质点在1s内通过的路程都为18cm。x=6m处质点的振动方程为________；经过___________s，x=30m处的质点第一次出现在波谷位置。三、综合题19．如图所示是一列简谐横波上A、B两点的振动图象，A、B两质点相距d＝8m．求这列波可能的波长λ和波速v．并画出AB两点在t=0时的波形图（至少画出一个波长），最后总结如何根据振动图像画出波形图．20．一列向右传播的简谐横波在时刻的波形如图所示，此时A点恰好开始振动，波速大小，质点C的横坐标为0.18m，质点P的横坐标为1.86m。求：(1)这列简谐横波的频率；(2)从开始计时，质点C的振动方程；(3)从开始计时，再经多长时间P点第一次到达波峰位置？在这段时间内质点A通过的路程。21．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图．求:(1)该简谐波的周期；(2)该简谐波的波速．22．下图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向．参考答案：1．D【详解】依题意，有解得当n=0时，，由于n取整数，其他值不可能。故D正确；ABC错误。故选D。2．A【详解】由图甲所示波形图可知，波长，由图乙所示质点振动图像可知，t=0时刻质点的位相为，t=2s时质点的位相为2π，两时刻位相差为则解得波的周期波速故A正确，BCD错误。故选A。3．B【详解】A．横波如图乙所示，，波长是200cm，故A正确，不符合题意；B．振动的幅度即振幅与波长无关，故B错误，符合题意；C．C点开始振动的方向与B点开始振动方向相同，根据平移法可知，C点开始振动的方向向下，故C正确，不符合题意；D．每秒做3次全振动，，横波的波速是故D正确，不符合题意；故选B。4．A【详解】AB．当t=0.2s时刻波的图像如图甲所示，由x=0处的质点的振动图像读出t=0.2s时刻x=0质点的运动方向沿y轴正方向，则由波动图象，根据逆向描述法，可判断出，波沿x轴负方向传播，而根据公式A正确，B错误；C．由上可知，波向x轴负方向传播，因此当t=0.2s时刻，质点C的振动方向向上，即向y轴正方向运动，C错误；D．由周期T=0.4s，在t=0.2s时刻，质点b向下振动，而当t=0.3s时刻，质点b处于波谷位置，因此质点b的位移为y=-10cm，D错误。故选A。5．C【详解】A．由图乙可知，在t=2s时，平衡位置在x=1.5m处的质点向下振动，故结合波形图利用“逆向波形法”可知，波的传播方向向左；由图甲知波长由图乙知周期则该列波波速为故A错误；B．由于2s=0.5T故0~2s时间内，P运动的路程为2A=8cm故B错误；C．波向左传播，由图甲可知，t=2s时，P质点正通过平衡位置向上运动。由于t=3s时与t=2s时的时间间隔为则P点恰好振动到最高点，即波峰位置，此时的位移为4cm，故C正确；D．当t=7s时与t=2s时的时间间隔为所以P振动到最高点，即波峰位置，故D错误。故选C。6．B【详解】A．由图像可知，波长，根据周期公式得A错误；B．P和Q相差一个波长，所以振动情况总相同。B正确；C．波在传播过程中质点不会随波逐流，所以C错误；D．经过t=0.4s即两个周期，质点通过的路程为8个振幅，即s=40cm=0.4mD错误。故选B。7．D【详解】A．由波的图象知波长λ=4m，所以周期故A错误；BC．质点运动时越接近平衡位置速度越大，时，x=0处的质点已运动到x轴下方，振动速度既不为零也不是最大值，故BC错误；D．由题知波沿x轴正方向传播，根据上下坡法，可知此时x=0处的质点向y轴负向运动，故D正确。故选D。8．D【详解】因为波沿x正方向传播，且A、B两质点速度相同，则两质点位移大小相等，根据同侧法确定，ABC项中A、B质点速度方向不同，故ABC错误，D项正确；故选D。9．D【详解】AB．图中质点C比质点P首次到达波峰早了0.5s，所以C点应向上振动，P点应向下振动，波源的起振方向沿y轴向上，沿x轴负方向传播，故AB错误；C．如图所示，C比P超前运动个周期，即T=0.5s质点振动周期为0.8s，波源振动的频率为1.25Hz，故C错误；D．质点振动周期为0.8s，之后的0.4s内质点P运动2个振幅，路程为10cm，故D正确。故选D。10．B【详解】A．由图知，该波的周期为振幅当时解得则质点a的振动方程为故A正确；BC．当时而对质点b，当t＝0.05s时结合波的周期性可知：波从a传到b的时间为则波速为由于n是整数，所以v不可能为1.2m/s；当n＝2时故C正确，B错误；D．在0.1~0.15s内，根据图像的斜率等于速度，可知，质点b的速度为负，说明质点b正向y轴负方向运动，位移增大，加速度增大，做加速度逐渐变大的减速运动，故D正确。本题选不正确项，故选B。11．B【详解】由图该波的周期T大于，波传播的距离小于波长，则据题意，由两个时刻的波形得到：，或，解得，，由波速公式，得，。故ACD错误，B正确。故选B.12．BDE【详解】A．由乙图读出t=0时刻质点A的速度方向为沿y轴正方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴负向。故A错误；B．由甲图读出该波的波长为λ=20m，由乙图周期为T=0.8s，则波速为故B正确；C．图示时刻质点P沿y轴负方向，Q直接向平衡位置运动，所以质点P将比质点Q后回到平衡位置，故C错误；D．△t=0.4s=0.5T，质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是4倍振幅，则经过△t=0.4s，A质点通过的路程是故D正确；E．因为△t=0.8s=T，所以质点A通过的位移为0，故E正确。故选BDE。13．ACD【详解】A．波沿x轴正方向传播，时刻，a质点的振动方向沿y轴负方向，故A正确；B．时刻，b质点沿y轴正方向运动，c质点沿y轴负方向，速度方向不同，故B错误；C．由波动图可知，波长、周期分别为：，，则波速，故C正确；D．经过1.5s，即个周期，质点a通过的路程为，故D正确。E．时刻，质点b位于波峰，质点c位于波谷，加速度大小相等，方向相反，故E错误；故选ACD。14．AD【详解】A．依题，向左、向右传播的两列波关于y轴左右对称，步调总是相同，A正确；B．波速由介质决定，与频率无关，故O质点振动加快，波的传播速度不变，B错误；C．质点不随波逐流，当波在绳中传播时，绳中所有质点只在平衡位置附近上下振动，C错误；D．振动从O点传到Q′时，P点已经振动了个周期，Q′起振方向向上，当Q′点振动第一次达到负向最大位移时，质点P′第二次到达平衡位置处，共运动了1个周期，通过的路程为D正确。故选AD。15．20cm或28cm【详解】由题意可知a、b两点相距，或者，即有或解得所以波长可能为28cm或20cm。16．BCD【详解】A.由图可知，波长，故A错误；BC.由于波沿x轴正方向传播，在0.5s内波传播的距离为，由于周期大于0.5s，，解得：，频率，波速，故B正确，C正确；D.t=0时x=1m处的质点位于波峰，经t=1s，即经过1.5个周期，该质点正在向上运动，故D正确；E.t=2s=3T是周期的整数倍，故t=0时，x=2m在平衡位置，t=2s，该质点同样经过平衡位置正向上运动，故E错误．故选BCD。17．AD【详解】A.由甲图得到波长为，故A正确；B.由乙图得到周期为，故波速为故B错误；C.各个质点开始振动的方向均与波前的运动方向相同，简谐横波沿x轴正方向传播，波前向下运动，故M点以后的各质点开始振动时的方向都沿方向，故C错误；D.处的波峰传到Q点时，质点Q第一次到达波峰，所用时间为：故D正确；E.波速为，故在末，波前传到Q点，此后的时间：质点Q从平衡位置开始运动，故其运动的路程为：故E错误。故选AD。18．【详解】由波形图可知波动的振幅，在一个周期内质点通过的路程为所以当质点通过的路程为18cm时对应的是一个半周期，即，解得又根据圆频率表达式此时处质点正在向y轴负方向振动，所以该质点的振动方程为由波形图可知波长根据波速公式处的质点第一次出现在波谷是处的振动传播到了处