沪科版 (2019)选择性必修 第一册3.2 机械波的描述综合训练题

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3.2机械波的描述 课时练习（解析版）
1．图6(a)为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图像．下列说法正确的是________．(填正确答案标号)
图6
A．在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动
B．在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m
D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
E．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10 sin 10πt(国际单位制)
答案 BCE
解析 由y－t图像可知，t＝0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动，选项A错误；由y－t图像可知，波的振动周期T＝0.2 s，由y－x图像可知λ＝8 m，故波速v＝eq \f(λ,T)＝40 m/s，根据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播，则波在0.10 s到0.25 s内传播的距离Δx＝vΔt＝6 m，选项C正确；在t＝0.25 s时其波形图如图所示，
此时质点P的位移沿y轴负方向，而回复力、加速度方向沿y轴正方向，选项B正确；Δt＝0.15 s＝eq \f(3,4)T，质点P在其中的eq \f(1,2)T内路程为20 cm，在剩下的eq \f(1,4)T内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在Δt＝0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm，选项D错误；由y－t图像可知质点Q做简谐运动的表达式为y＝0.10sin eq \f(2π,0.2)t(m)＝0.10sin 10πt(m)，选项E正确．
2．(多选)对于公式v＝λf的理解，正确的是( )
A．v＝λf适用于一切波
B．由v＝λf知，机械波的频率f增大，则波速v也增大
C．v、λ、f三个量中，对同一列机械波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有f
D．由v＝λf知，波长是2 m的声音比波长是4 m的声音传播速度小2倍
答案 AC
解析 公式v＝λf适用于一切波，无论是机械波还是电磁波，A正确；机械波的波速仅由介质决定，与频率f无关，所以B、D错；对同一列波，其频率由波源决定，与介质无关，故C正确．
3．关于波长，下列说法正确的是( )
A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长
B．在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长
C．在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长
D．在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长
答案 A
解析 机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故A正确；在一个完整波形上，位移相同的相邻两质点间的距离不一定等于一个波长，故B错误；速度相同的相邻两质点之间距离小于一个波长，故C错误；振动情况总是相同的两质点间的距离是波长λ的整数倍，故D不正确．
4．如图2所示是一列简谐横波某时刻的波形图，下列关于所标点的振动方向的描述正确的是( )
图2
A．质点a向上运动
B．质点b向上运动
C．质点c向上运动
D．质点d向下运动
答案 C
解析 由传播方向知，波源在左侧，找a左侧邻近的a′点，由题图可知a′点在a点的下方，则a点向下运动，同理得b点的运动方向向下，c点、d点的运动方向都向上，故C正确．
5．一列简谐波在两时刻的波形分别如图4中实线和虚线所示，由图可确定这列波的( )
图4
A．周期 B．波速 C．波长 D．频率
答案 C
解析 本题考查根据波的图像获取相关的信息，描述波的几个物理量之间的关系．由题图直接知道，波长为4 m．因为没有给出这两个时刻具体的数值，无法求出波的周期、频率，也不能知道波速．
6．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图6所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是( )
图6
A．v变小，a变大 B．v变小，a变小
C．v变大，a变大 D．v变大，a变小
答案 D
解析 本题考查简谐振动及波的规律，由题意和波的图像可以知道此简谐横波的波源在P点左侧，所以此时P点正向上运动，在简谐运动中正靠近原点，做加速度逐渐减小的加速运动，故D项正确．