2020-2021学年第三章 机械波第二节 机械波的描述达标测试

这是一份2020-2021学年第三章 机械波第二节 机械波的描述达标测试，共6页。试卷主要包含了下列说法正确的是，5 s等内容，欢迎下载使用。

课后篇巩固提升
必备知识基础练
1.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是( )

A.波速B.波长
C.频率D.以上都不变
答案C
解析波的频率由波源决定,与介质无关,选项C正确;波速由介质决定,波由一种介质进入另一种介质,波速v发生变化,选项A、D错误;由λ=vf知选项B错误.
2.(多选)对公式v=λf的理解,以下说法正确的是( )
A.由v=λf可知,波速与频率成正比
B.波速v由介质决定,频率f由波源决定
C.当波由一种介质进入另一种介质时,频率不变,波速、波长改变
D.v=λf适用于横波,不适用于纵波
答案BC
解析波速只与介质有关,频率由波源决定,选项A错误,B正确;不同频率的波在同一种介质中传播时,波长与频率成反比,同一列波从一种介质进入另一种介质,频率不变,选项C正确;v=λf适用于一切波,选项D错误.
3.(多选)下图为一完整的波形,下列有关说法正确的是( )
A.若P是振源,此时P向上振动
B.若Q是振源,此时Q向上振动
C.若P是振源,此时P向下振动
D.若Q是振源,此时Q向下振动
答案AD
解析若P为振源,则该波向右传播,P处于下坡路上,所以向上振动,A正确;若Q为振源,则该波向左传播,Q处于上坡路上,所以向下振动,D正确.
4.(2021福建泉州第十六中学高二月考)下列说法正确的是( )
A.一列简谐波在同一种介质中传播时各质点具有相同的周期和振幅
B.当机械波从一种介质进入另一种介质时,保持不变的物理量是波长
C.由波在均匀介质中的传播的速度公式v=λf可知,频率越高,波速越大
D.在波的传播方向上,相距半波长的整数倍的两质点的振动情况完全相同
答案A
解析简谐波在同一种介质中传播时各质点具有相同的周期和振幅,故A正确;当机械波从一种介质进入另一种介质时,频率不变,波长和波速改变,故B错误;波的传播速度与介质有关,与频率大小无关,故C错误;在波的传播方向上,相距半波长的奇数倍的两质点的振动情况相反,故D错误.
5.(多选)(2021江苏高二期末)如图所示,一列简谐横波在均匀介质中沿+x轴方向传播,其波长为λ、周期为T.某时刻,在该波传播方向上的P、Q两质点(图中未画出,P点比Q点更靠近波源)偏离各自平衡位置的位移大小相等、方向相反,则下列说法正确的是( )
A.P、Q两质点平衡位置间的距离可能等于λ2
B.此时刻P、Q两质点的速度可能相同
C.波从P点传到Q点所需时间可能等于一个周期
D.P、Q两质点平衡位置间的距离可能介于λ2和λ之间
答案ABD
解析P、Q两质点的位移大小相等、方向相反,它们可能是反相点,振动情况总是相反,也可能不是,所以P、Q两质点间的距离可能等于半个波长,也可能不等于半个波长,故A、D正确;根据波形分析可知,此时刻P、Q两质点的速度方向可能相反,也可能相同,故B正确;若P、Q间距离等于一个波长,波从P点传到Q点所需时间等于一个周期,而P、Q的位移大小相等,方向相反,P、Q间距离不可能等于一个波长,所以波从P点传到Q点所需时间不可能等于一个周期,故C错误.
6.(2021山东高二期末)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形,P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5 m和x=6.5 m处.t=0.5 s时,质点P恰好第二次位于波峰位置.下列说法正确的是( )
A.这列波的周期为0.5 s
B.这列波的传播速度为6 m/s
C.t=0.6 s时,质点Q将位于波峰位置
D.质点Q在0~0.9 s内的路程为18 cm
答案D
解析简谐横波沿x轴正方向传播,可知t=0时刻质点P经平衡位置向上运动,则质点P第二次到达波峰需经54T,则T=0.4s,故A错误;该波的波长为λ=2m,则波速v=λT=20.4m/s=5m/s,故B错误;t=0时刻Q点通过平衡位置向下运动,故t=0.6s=1.5T时,质点Q通过平衡位置向上运动,故C错误;因n=t'T=,故质点Q在0~0.9s内的路程为s=2.25×4A=9×2cm=18cm,故D正确.
7.(多选)大家熟悉的d,re,mi,fa,sl,la,si是一组按照音调高低次序排列起来的音阶,下表中列出了某乐律中各音的频率.下列说法正确的是( )
A.d音和sl音的振动频率之比为2∶3
B.d音和sl音的振动周期之比为2∶3
C.d音和sl音在空气中传播时的波长之比为3∶2
D.d音和sl音在空气中传播时的速度之比为2∶3
答案AC
解析d音和sl音的振动频率之比fdfsl=264396=23,d音和sl音的振动周期之比TdTsl=fslfd=32,故A正确,B错误;d音和sl音在空气中传播时的波速相同,由v=λf知,d音和sl音在空气中传播时波长之比λdλsl=fslfd=32,故C正确,D错误.
8.(2021江苏扬州高二月考)如图所示是一列横波在某一时刻的波形图像.已知这列波的频率为5 Hz,此时x=0.5 m处的质点正在向y轴正方向振动,问:
(1)这列波正在向哪个方向传播?
(2)波速大小是多少?
(3)该质点1 s内通过的路程是多少?
答案(1)向x轴正方向传播 (2)10 m/s
(3)2 m
解析(1)由于x=0.5m处的质点正在向y轴正方向振动,所以这列波正在向x轴正方向传播.
(2)由题图可知λ=2m,
根据v=λf,
代入数据可得,波速大小v=10m/s.
(3)每经过一个周期,质点振动4倍振幅的路程,而每1s运动5个周期,
故1s内通过的路程s=5×4×0.1m=2m.
关键能力提升练
9.(多选)(2021陕西洛南中学高二月考)一列自右向左传播的简谐横波,在t=0时刻的波形图如图所示,此时坐标为(1,0)的质点刚好开始运动,在t=0.3 s时刻,质点P在t=0时刻后首次到达波峰位置,质点Q的坐标是(-3,0),则下列说法正确的是( )
A.在t=0时刻,质点P的速度方向沿y轴负方向
B.这列波的传播速度为0.3 m/s
C.在0~0.3 s时间内,质点A运动的路程为0.03 m
D.在t=0.5 s时刻,质点Q首次到达波峰位置
答案AD
解析根据t=0时刻的波形图,可知波长λ=4cm,在t=0时刻质点P沿y轴负方向运动,质点P的速度方向沿y轴负方向,选项A正确;在t=0.3s时,质点P在t=0时刻后首次到达波峰位置,说明波动周期T=0.4s,这列波的传播速度为v=λT=10cm/s=0.1m/s,选项B错误;在0~0.3s时间内,即34T时间内,质点A运动的路程为3个振幅,即3×8cm=24cm=0.24m,选项C错误;在t=0.5s时,波沿x轴负方向传播了5cm,质点Q首次到达波峰位置,选项D正确.
10.(多选)(2021江苏海安高级中学高二期末)直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线,位于x=0处的一波源发出的两列机械波a、b同时分别在介质Ⅰ、Ⅱ中传播,某时刻的波形图如图所示,此时刻a波恰好传到x=4 m处,下列说法正确的是( )
A.波源的起振方向沿y轴负方向
B.两列波的频率关系fa=4fb
C.此时刻b波传到x=-16 m处
D.质点P在这段时间内的路程为50 cm
答案ACD
解析此时刻x=4m处的质点刚刚开始振动,根据质点的传播方向和振动方向的关系可知,该质点此时刻向y轴负方向振动,说明波源开始振动的方向也为y轴负方向,A正确;由题意可知,这两列波是由同一波源发出的,两列波的频率相同,B错误;由图像可知,a波的波长为λa=1m,b波的波长为λb=4m,根据公式v=λT=λf可得vavb=λaλb=14,根据x=vt可得xaxb=vavb=λaλb=14,代入数据可得xb=16m,b波向左传播,所以此时刻b波传到x=-16m处,C正确;分析可知质点P振动的时间为2.5个周期,质点P在这段时间内的路程为s=2.5×4×5cm=50cm,D正确.
11.(2021山东济南高三月考)一根粗细均匀的绳子,右侧固定,使左侧的S点上下振动,产生一列向右传播的机械波,某时刻的波形如图所示.下列说法中正确的是( )
A.左侧的质点重复右侧的质点的振动过程
B.波的传播速度逐渐减小
C.S点振动的频率逐渐增大
D.波的传播方向与质点的振动方向相同
答案C
解析由机械波产生的机理可知,右侧的质点重复左侧的质点的振动过程,选项A错误;波的传播速度由介质决定,波速不变,选项B错误;S点振动产生的机械波的波长减小,则根据f=vλ可知,振动的频率逐渐增大,选项C正确;由题图可知,波的传播方向与质点的振动方向垂直,选项D错误.
12.(多选)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形为图中实线,t=1 s时刻的波形为图中虚线,已知该波的周期大于1 s.则下列说法正确的是( )
A.该波的波速为5 m/s
B.该波的周期为1.6 s
C.t=0时刻,x=10 m处的b点正在向y轴负方向运动
D.t=1 s时刻,x=4 m处的a点相对平衡点的位移为1.5 cm
答案AB
解析由于波的周期大于1s,所以1s内波的传播距离小于其波长,由题图可知,该波在1s内传播的距离s=5m,所以波速v=st=5m/s,故A正确;由题图可知波长λ=8m,所以周期T=λv=85s=1.6s,故B正确;由于波在向x轴正方向传播,故t=0时刻b点正在向y轴正方向运动,故C错误;t=0时刻,a点处于波谷位置,以该时刻为计时起点,则a点的振动方程为y=3sin2πTt-π2cm,代入t=1s得y=3sin3π4cm=322cm,故D错误.
13.(2021山东高二期末)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x轴上有P、M、Q三点,从波传到x=5 m的M点时开始计时,已知t1=0.7 s时M点第二次出现波峰.求:
(1)这列波传播的速度大小;
(2)从t=0起到t2=1 s止,质点Q(x=9 m)通过的路程.
答案(1)10 m/s (2)60 cm
解析(1)质点M在t=0时沿y轴负方向振动,经过74个周期第二次出现波峰
所以t1=74T
解得T=0.4s
由题图可知波长为4m,可得波速为v=λT=40.4m/s=10m/s
(2)从t=0开始,设经过Δt,质点Q开始振动,则有Δt=xQ-xMv=410s=0.4s
所以质点Q振动的时间为Δt1=t2-Δt=1s-0.4s=0.6s
质点Q的路程为s=Δt1T×4A=0.60.4×4×10cm=60cm唱名
d
re
mi
fa
sl
la
si
f/ Hz
264
297
330
352
396
440
495