粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三节 机械波的传播现象同步测试题

这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三节 机械波的传播现象同步测试题，共22页。试卷主要包含了3机械波的传播现象 课后练习，5s时刻，质点M到达波谷等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第一册3.3机械波的传播现象 课后练习（解析版）1．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时，波传播到x轴上的的质点，此时质点A在负的最大位移处；在时，质点A第二次出现在正的最大位移处，下列判断中正确的是（　　）A．该波的波速为B．时，处的质点刚开始振动，且振动方向向下C．时，处的质点在平衡位置，且振动方向向下D．处的质点在正的最大位移处时，质点A也正好在正的最大位移处2．简谐波在绳中传播的示意图如图所示。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动等间距的质点2、3、4…依次做受迫振动。质点1从平衡位置向上运动开始计时，时，质点1第一次到达最高点，质点5开始运动。若质点1的振幅为，则下列说法正确的是（　　）A．质点7和质点11的振动情况始终相反B．时，质点11开始向上振动C．时，质点9处于波谷D．内，质点7通过的路程为3．如图所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在轴上，当时，波源处的质点开始振动，时，刚好形成如图所示波形，则（　　）A．波源的起振方向向下B．该波的波速为C．时，处的质点速度最大D．t=15s时，x=5m处的质点加速度最大4．一列简谐横波沿x轴传播，时的波形如图所示，质点A与质点B相距1m，A点速度沿y轴正方向；时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知（ ）A．此波沿x轴正方向传播B．此波的传播速度为50m/sC．从时起，经过0.04s，质点A沿波传播方向迁移了1mD．在时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向5．直角坐标系的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线。位于处的波源发出的两列机械波a、b同时在Ⅰ、Ⅱ中传播。某时刻只画出了介于和6m之间的波形图，已知此时刻a波刚好传到处，下列说法正确的是（　　）A．波源的起振方向沿y轴正方向B．此时刻b波也刚好传到C．质点Q在某四分之一周期内路程可能为0.5A（A为振幅）D．平衡位置距处1.5m的两质点P、Q中，质点Q先到达最大位移处6．一列横波沿x轴负方向传播，某时刻的波形如图所示，则（　　）A．质点C此时向y轴正方向运动 B．质点C将比质点B先回到平衡位置C．质点F此时向x轴负方向运动 D．质点E的振幅为零7．一列简谐横波沿轴传播，振幅为，周期为。已知在时刻，质点坐标为，沿轴正向运动，质点坐标为，沿轴负向运动，如图所示。下列说法正确的是（　　）A．该列播向轴正向传播B．当质点在波谷时，质点一定在波峰C．该列简谐横波波长可能为D．该列简谐横波波长可能为8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s，振幅A=2cm，M、N是平衡位置相距3m的两个质点，如图所示，在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处，已知该波的周期大于1s，下列说法正确的是（　　）A．在t=0.5s时，质点N正通过平衡位置沿y轴正方向运动B．从t=0到t=1s，质点M运动的路程为2cmC．在t=5.5s时刻，质点M到达波谷D．t=0.5s时刻，处于M、N正中央的质点加速度与速度方向相同9．两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，波速均为。波源分别位于和处，振幅均为。时刻两列波的图像如图所示，此时平衡位置在和处的P、Q两质点刚开始振动。图中质点M的平衡位置在处，下列说法正确的是（　　）A．两列波的周期均为B．内，Q点通过的路程为C．时，M点处于平衡位置且向下振动D．后，P点偏离平衡位置的位移始终为010．一列简谐横波沿轴正方向传播，时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点，时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点，下列说法正确的是（    ）A．质点d在时间内通过的路程为B．质点e开始运动时方向沿轴正方向C．当时质点b和质点c的加速度相同D．该波的传播速度为E.质点b在时间内通过的位移为11．一列简谐横波沿ⅹ轴的正向传播，振幅为2cm，周期为T。已知为时刻波上相距50cm的两质点a、b的位移都是1cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是（　　）A．该列简谐横波波长可能为150cmB．该列简谐横波波长可能为12cmC．当质点b的位移为2cm时，质点a的位移为正D．在时刻质点b速度最大12．均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t = 0时刻，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）A．该波从A点传播到B点，所需时间为B．时，处质点位于波峰C．时，处质点振动速度方向竖直向上D．时，处质点所受回复力方向竖直向上E.处质点起振后，内经过的路程为13．两列简谐横波a、b在同一均匀介质中沿x轴同一方向传播，t＝0时刻各自的波形如图甲所示，横波b上x＝0处质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）A．横波b沿x轴正方向传播B．t=0时刻横波b上x=0处的质点的位移为cmC．横波a在介质中传播的速度为2m/sD．t＝13.5s时x＝1.0m处的质点的位移为20cm14．如图表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为3cm（且在图中所示范围内振幅不变），波速为2m/s，波长为0.4m，E点为B、D连线和A、C连线的交点。下列叙述正确的是（　　）A．A、C两点都是振动加强点B．直线BD上的所有点都是振动加强点C．E点振动的频率为10HzD．B、D两点在该时刻的高度差为12cm15．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如下图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，时刻，处的质点正处在波谷，周期，则（　　）A．波传播的方向沿x轴负方向B．波传播的速度C．若从时刻开始，波传播3s后，的质点运动的路程为3m，则该质点的振幅为0.2mD．时刻，处的质点的位移为（A为振幅）16．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正向传播，时刻的波动图象如图甲所示，质点M的振动图象如图乙所示。已知时刻质点M恰好完成一次全振动，M、N两质点的平衡位置均在x轴上，两者相距。求：（1）此简谐横波的传播速度的大小；（2）时质点N运动的路程。
  17．简谐横波在均匀介质中沿直线传播，是传播方向上相距的两质点，波先传到M，当波传到N开始计时，两质点的振动图像如图所示。求：（1）波由M传到N所用的时间t；（2）波的波速v。
  18．一列沿x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图象如图乙所示。求：①该波的波速；②甲图中x=1.25m的质点从图示位置到波峰的时间；③写出t=0开始计时x=2m处的振动方程。
  19．一列横波沿x轴正方向传播，t1与t2时刻的波形图如图所示，已知t2-t1=0.2s，求：（1）这列波的速度大小。（写出列式、计算过程）（2）取（1）中波速最小的情况，以t1时刻为计时起点，写出x=8米处的质点的振动方程，并定性画出振动图像。（至少画出一个周期）    20．在坐标原点的一个波源沿y轴做简谐振动，经过0.2s刚好形成如图所示的波形，(1)求波速的大小；(2)判断2.02s时刻x=200m处质点的振动方向并说明理由。
  参考答案1．D【详解】A．从波的图像可知波长。时波刚传到的质点，由波的传播方向、波形和质点的振动方向的关系可知，此时该质点的振动方向向上，即波源的起振方向向上。时质点A在负的最大位移处，需经过一个半周期第二次出现在正的最大位移处，所以有。由波长和周期可求出波速，A错误。B．到处相距半个波长，所以波经半个周期传到处，此时该点向上振动，B错误。C．时处的质点在平衡位置向下振动，时经过了一个半周期，所以处的质点仍在平衡位置，但向上振动，C错误。D．处的质点与A点相距两个波长，振动的步调应一致，D正确。故选D。2．D【详解】由题可知，该简谐波的波长为16个间距，周期为1.6s。A．质点7和质点11相距波长，所以其振动情况并不是始终相反。A错误；B．质点11与质点1相隔10个间距，所以从质点1开始振动，经过1s开始振动。B错误；C．质点9与质点1相隔8个间距，所以从质点1开始振动，经过0.8s开始振动。再经过0.4s该点位于波峰，C错误；D．质点7与质点1相隔6个间距，所以从质点1开始振动，经过0.6s开始振动。所以在内，质点7振动了半个周期，质点7通过的路程为两倍振幅，即。D正确。故选D。3．D【详解】A．由图可知，此时处的质点的起振方向与波源的起振方向相同，此时刻该质点向上振动，所以波源的起振方向向上。A错误；B．由题可得B错误；C．时，处的质点开始振动，此时的质点处于波峰位置，速度为零。C错误；D．该振动传播到处的时间为周期为，t=15s时，即此时该质点处于波谷处，加速度最大。D正确。故选D。4．D【详解】A．根据上下坡法测，A点速度沿y轴正方向，则A点处于下坡过程，所以此波沿x轴负方向传播，则A错误；B．由图像可知此波的波长为由题意可知周期为则此波的波速为所以B错误；C．根据波的传播特点可知各质点只能在各自的平衡位置做上下振动，不会随波迁移，所以C错误；D．在时，质点B振动了 ，恰好处于平衡位置，速度沿y轴正方向，所以D正确；故选D。5．D【详解】A．由同侧法判断出的质点向下振动，由a波刚好传到的质点处，此时此质点与震源的振动方向一致，故振源的起振方向沿y轴负方向，故A错误；B．由图可知a波的波长为1m，b波的波长为4m，同一波源产生的波频率相等，由可知介质Ⅱ中波的传播速度时介质Ⅰ中的4倍，此时刻a波传播到处，此时刻b波传播到处，故B错误；C．设Q点的振动方程为则四分之一周期的路程为用数学换元法思想得变形得当时无解，当无解，当无解，当无解，故无论在哪一个四分一周期都Q的路程都不可能为0.5A，故C错误；D．由图可知质点P、Q都是向y轴正方形振动，质点P经过四分之一周期到达最大位移处，而质点Q在小于四分之一周期的时间就能到达最大位移处，即质点Q先到达最大位移处，故D正确。故选D。6．B【详解】A．此时刻质点C振动速度为零，选项A错误；    B．质点B此时向上振动，则质点C将比质点B先回到平衡位置，选项B正确；C．根据波形图可知，质点F此时向y轴负方向运动，选项C错误；    D．质点E的位移此时为零，但是振幅不为零，选项D错误。故选B。7．BD【详解】CD．由于质点a、b运动位移恰好为振幅的一半且运动速度恰好相反，因此a、b间的水平距离代入数据可知，当n=2时，波长为4cm，但无论n取何值，波长都不可能为10cm，C错误，D正确；B．由于质点a、b运动总是相反，因此质点在波谷时，质点一定在波峰，B正确；A．根据质点a、b运动位移和速度，只能判断质点a、b间有，无法判断波的传播方向，A错误。故选BD。8．CD【详解】A．依题意，该波的波速为2m/s，波的周期大于1s，根据 ，则该波的波长大于2m，时刻的波形如图所示；依题意解得周期为在t=0.5s时则质点N正通过平衡位置沿y轴负方向运动，A错误；B．从t=0到t=1s，时间为半个周期，质点M运动的路程为2个振幅4cm，B错误；C．在t=5.5s时刻质点M到达波谷，C正确；D． t=0.5s时刻将时刻的波形向右移动四分之一波长，就是t=0.5s时刻的波形，该时刻处于M、N正中央的质点正在由波谷向平衡位置运动，其加速度与速度方向都向上，D正确。故选CD。9．AD【详解】A．两波的波长均为，所以周期为A正确；B．内，即个周期，Q点通过的路程为B错误；C．两波传播到M点的时间为时，M点于平衡位置且向上振动。C错误；D．时，右波刚传播到P点，此时，左波在该点由平衡位置向上振动，右波在该点由平衡位置向下振动，叠加后，速度为零，位移始终为零。D正确。故选AD。10．ABC【详解】A．质点d在时间内通过的路程A正确；B．由波的传播图象可知，质点e开始运动时方向沿轴正方向，B正确；C．波的周期时刻，质点c经过平衡位置向上运动，振动方程时刻，质点b在最大位移处向下运动，振动方程因此在时刻由于时质点b和c的位移相等，故加速度相等，C正确；D．根据题意知，该波的传播速度为D错误；E．质点b在时间内通过的位移为，路程才是，E错误。故选ABC。11．AD【详解】AB．设质点的起振方向向上，则质点的振动方程为且a、b中间的距离小于1个波长，对于b点有解得a点振动的时间比b点长，所以由得 a、b两个质点振动的时间差为所以a、b之间的距离为则通式为则波长可以为当n＝0时由于n是整数，所以λ不可能为12cm，A正确，B错误；C．当质点b的位移为＋2cm时，即b到达波峰时，结合波形知，质点a在平衡位置下方，位移为负，C错误；D．由得当时质点b到达平衡位置处，速度最大，D正确；故选AD。12．ACE【详解】A．由图a、b可看出，该波的波长、周期分别为λ = 10m，T = 4s则根据波速公式v = = 2.5m/s则该波从A点传播到B点，所需时间为t = m/s = 4m/sA正确；B．由选项A可知，则该波从A点传播到B点，所需时间为4s，则在t = 6s时，B点运动了2s，即，则B处质点位于波谷，B错误；C．波从AE波面传播到C的距离为x =(10 - 10)m则波从AE波面传播到C的时间为t = 则t = 8s时，C处质点动了3.1s，则此时质点速度方向向上，C正确；D．波从AE波面传播到D的距离为则波从AE波面传播到C的时间为t = 则t = 10s时，C处质点动了8.3s，则此时质点位于z轴上方，回复力方向向下，D错误；E．由选项A知T = 4s，12s = 3T一个周期质点运动的路程为4cm，则3T质点运动的路程为12cm，E正确。故选ACE。13．BD【详解】A．根据图乙振动图像可知，t＝0时刻横波b上x＝0处的质点沿y轴负方向振动，故横波b沿x轴负方向传播，A错误；B．由已知条件可得vb=横波b的周期为由题图可知，t=0.5s时，yb=-10cm，由正弦函数图像关系可知，横波b上x＝0处质点的振动方程为y=-10sin()cm则t＝0横波b上x＝0处的质点的位移为y=-10sincm=cmB正确；C．同一介质中简谐波的传播速度相同，则横波a的波速为va=vb=C错误；D．根据图甲可知横波a的波长横波b的波长要使x=1.0m处的质点位移为20cm，设所需时间为t，则时刻两波波峰叠加，设波速均为v，可得解得m＝2n其中m，n均为自然数，当m=6，n=3，代入可得t＝13.5s符合题意，D正确。故选BD。14．BD【详解】A．A、C两点都是波峰与波谷相遇的位置，都是振动减弱点，故A错误；B．B点是波谷与波谷相遇的位置，D点是波峰与波峰相遇的位置，根据波形的特点可知直线BD上所有的点都是振动加强点，故B正确；C．E点振动的频率为故C错误；D．B、D两点在该时刻的高度差为故D正确。故选BD。15．BC【详解】A．周期T>0.5s，因此从实线到虚线的时间间隔，假设波沿x轴负方向传播，则解得T=0.48s<0.5s将实线波形沿x轴正方向平移此时的波形为t=0时刻的波形，此波形表明x=2m处的质点不在波谷，因此假设不成立，则这列波沿x轴正方向传播，故A错误；B．当波沿x轴正方向传播时，有解得T=0.8s波传播的速度故B正确；C．时刻，处的质点正处在波谷，当传播3s后，有振动的路程解得A=0.2m故C正确；D．时刻，的质点正处在波谷，则可知处的质点的位移为负值，故D错误。故选BC。16．（1）；（2）【详解】(1)由图甲可知波长为由图乙可知波的周期为故该列波的波速为(2)0时刻该列波已传播至x=7m处，则传播到N点所需的时间由图乙可知此波的振幅质点N每个周期运动的路程为0.8m，时质点N运动的时间为所以时质点N运动的路程为17．（1），n=0、1、2、3、4……；（2），n=0、1、2、3、4……【详解】（1）由图像可知，周期为简谐波从M传到N，质点N的振动图像向右移动2s后与M质点的振动图像重合，意味着N点比M点振动滞后了2s，即M传到N的时间可能为2s，由周期性可知，波由M传到N所用的时间为，n=0、1、2、3、4……（2）波速为，n=0、1、2、3、4……18．①0.5m/s；②t=（4n+1.5）s（n=0、1、2、3…）；③y= -0.8sin0.5πt（m）【详解】①由甲图读出波长λ=2m，由乙图读出周期T=4s，则该波的波速②此时波峰处于x1=0.5m处，甲图中x=1.25m的质点从图示位置第一次到波峰的时间所以x=1.25m的质点从图示位置到波峰的时间③该波的振幅A=0.8m，周期T=4s，t=0开始计时，x=2m处质点的振动方向向下，故振动方程为19．（1）；（2），【详解】（1）有图可知，该波的波长为由平移法可知在t2-t1=0.2s时间内波传播的距离为则波速为（2）当时波速最小为30m/s，由有图可知波的振幅A=2cm，用同侧法可知，x=8米处的质点起振方向向下，则得x=8米处的质点的振动方程为则振动图像如下图所示20．(1)；(2)负方向，见解析【详解】(1)由图可知波长为20m，周期为0.2s，故波速为(2)由图可知，波源的起振方向沿y轴负方向，波传播到x=200m处历时由于所以处质点在2s时刻开始振动，又满足故处质点在时刻沿y轴负方向运动。