高中鲁科版 (2019)第3章 机械波第1节 波的形成和描述练习题

3.1波的形成和描述同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．原点处有一简谐横波波源，时波源开始振动，形成沿轴正向传播的机械波，当时的波形图如图所示，此时质点刚好开始振动，下列说法中错误的是___________。

A．波源的振动周期是

B．时，质点与运动方向沿轴正方向

C．再经过质点通过的路程小于

D．此时质点与质点运动方向相反

2．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波动周期为0.40s，某一时刻，离开平衡位置的位移都相同的几个质点依次为P1、P2、P3……，已知P1与P2之间的距离为0.20m，P2与P3之间的距离为0.80m．则P1的振动传播到P2所用的时间是（          ）

A．0.40s B．0.20s C．0.10s D．0.08s

3．甩绳很受健身爱好者的喜爱，在某次锻炼中健身者手持绳的左端O点甩动大绳，形成的绳波可视为简谐波，如图所示。时间t＝0时，O点从平衡位置开始振动；t＝6s时，波传到x＝6m处。此时绳上P、Q两点与各自平衡位置的距离相等，下列说法正确的是（　　）

A．t＝0时，质点O向y轴负方向运动

B．t＝6s后，质点P、Q可能同时回到平衡位置

C．t＝7s时，质点P、Q的加速度方向相同

D．t＝6s时至t＝7s时，质点P、Q通过的路程均为5dm

4．如图a为沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的波形图象，P、Q两个质点的平衡位置分别为、；图b为轴上某质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是（　　）

A．简谐横波周期为4s，速度大小为

B．图b可能为平衡位置为O的质点的振动图象

C．时刻，质点P的速度一定最大，且一定沿y轴负方向

D．时刻，质点Q的速度一定最大，且一定沿y轴负方向

5．如图所示是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的图形，则关于质点P刚开始振动时的方向和波的性质，下列判断正确的是（　　）

A．向上、横波 B．向下、横波 C．向左、纵波 D．向右、纵波

6．手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻振动恰好传到Q点， 绳上OQ间形成如图所示的波形，则（　　）

A．t1时刻Q点运动方向向下

B．t1时刻P点运动方向向上

C．t1时刻P点运动方向向下

D．t=0时O点运动方向向下

7．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，此时波恰好传至的位置，质点a、b、c在该时刻所在位置如图，已知波速为。以下说法正确的是（　　）

A．此波中某质点的振动周期为40s

B．此时质点a的振动方向沿y轴正方向

C．从图示时刻开始后0.4s时间内，质点a、b、c通过的路程为

D．从图示时刻开始再经过0.1s时间，处的质点恰好到达波谷位置

8．如图所示，一列简谐横波向左传播，振幅为A，周期为T，波长为λ，已知t=0时刻介质中a质点的位移为，则T时刻（　　）

A．质点a位于平衡位置上方且位移大于

B．质点a位于平衡位置上方且位移小于

C．质点a在0时刻位置的左侧λ处

D．质点a在0时刻位置的右侧λ处

9．为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛声do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如下图（a）和图（b）的两个振动图像，由此可以判断（　　）

A．do和sol的周期之比约为2︰3

B．do和sol在空气中传播的波长之比为2︰3

C．do和sol的频率之比约为2︰3

D．do和sol在空气中传播的波速之比为3︰2

10．如图所示，甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P点是平衡位置在处的质点，Q点是平衡位置在处的质点，M点是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A．该波沿x正方向传播

B．质点M与质点Q的振动方向总是相同

C．在时间内，质点P通过的路程为

D．，质点M的速度为0

11．一列简谐横波沿x轴负方向传播。如图所示为时的波形图，此时质点A在波谷处。若时，质点A第一次到达正的最大位移处，则

A．这列波的周期为

B．这列波的波速为

C．时，质点A动能最小且加速度为零

D．时，处的质点在平衡位置，且沿y轴正向运动

12．某橫波在介质中沿轴传播，左图为时的波形图，如图为P点(处的质点)的振动图象，那么下列说法不正确的是

A．该波向右传播，波速为2m/s

B．质点L与质点N的运动方向总相反

C．时，质点M处于平衡位置，并正在往正方向运动

D．时，质点K向右运动了2m

13．一列简谐波以3m/s的波速沿x轴正方向传播，已知t=0时刻波形如图所示，则下列说法正确的是：

A．该机械波的周期为1s

B．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动

C．x=0处的质点在t=s时速度最大

D．x=0处的质点在t=s时到达平衡位置

14．描述振动强弱的物理量是（　　）

A．周期 B．频率 C．振幅 D．波速

15．下列关于横波和纵波的说法，正确的是（　　）

A．横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直

B．横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向平行

C．纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动

D．能形成波峰、波谷的波是横波

二、填空题（共4题）

16．地震波很复杂，既可以在地壳内传播，也可以在地球表面传播。但大体上可以分为两种：一种是________，另一种是________。

17．如图甲为一列沿x轴正向传播的简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．则由图可知波速为___________m/s；定在x=50m处接收器接收到该波频率___________5Hz(选填“大于”、“小于”、“等于”)

18．一列简谐横波向x轴负方向传播，在t=0时的波形如图所示，P、Q两质点的平衡位置的坐标分别为(－1，0)、(－7，0).已知t=0.7s时，质点P第二次到达波峰，下列说法正确的是__________.

A．该波的波长为5m

B．该波的波速为10m/s

C．振源的起振方向沿y轴负方向

D．当质点Q位于波峰时，质点P位于波谷

E.t=0.9s时，质点Q第一次到达波峰

19．在日常生活中经常需要精确测量密闭容器内液体的体积，某研究小组做了如下研究：如图所示，实验使用的长方体容器内部的底面积为，高为。在容器顶部镶嵌一个利用超声波测距离的传感器，该传感器测量时，默认超声波在空气中的传播速度为。

(1)若传感器竖直向下发出超声波与接收到反射波的时间间隔为，可知容器内液面到顶部的距离为________，容器内液体的体积为_________；

(2)研究小组在实验中发现，传感器测量液面距顶部的高度与实际高度存在偏差，通过查资料发现超声波在空气中的传播速度与温度有关，并获得下表中的数据。

根据表中的数据可以判断，在环境温度为时超声波速度_________，若传感器测得液面距顶部的高度为，则实际液面距顶部的高度为_________。（结果保留三位有效数字）

三、综合题（共4题）

20．蝙蝠如果每秒钟发射50次超声波，每次发出100个频率为105Hz的波，那么在空气中形成一系列断续的波列。已知空气中声速为340m/s，求：

(1)每个波列的长度及两波列间隔的长度；

(2)如果此声波进入水中传播，声波在水中的传播速度为1450m/s，那么波列的长度及两波列间隔的长度又是多少？

21．一列横波在x轴上传播，在t1=0和t2=0.005s时的波形图线如图所示。求：

(1)波的振幅A和波长；

(2)如果波向右传播，波速的可能值；

(3)如果波的周期为4×10-3s，则波向哪个方向传播。

22．如图是一列横波的波形图像。已知这列波的频率为，此时处的质点正向y轴正方向振动，可以推知：

（1）这列波正在沿轴哪个方向方向传播；

（2）这列波传播速度是多少；

（3）作出该质点的振动图像，并求出该质点在内通过的路程是多少。

23．如图所示，一列简谐波在x轴上传播，波速为50m/s。已知时刻的波形图像如图甲所示，图中M处的质点此时正经过平衡位置沿y轴的正方向运动。将时的波形图像画在图乙上（至少要画出一个波长）。

参考答案：

1．B

2．D

3．C

4．C

5．A

6．C

7．C

8．A

9．C

10．D

11．D

12．D

13．C

14．C

15．A

16．     横波     纵波

17．     20     等于

18．BDE;

19．     0.255     0.745     354     0.501

20．（1）0.34m，6.46m；（2）1.45m，27.55m

21．(1)A=20cm； =8m；(2)400（4n+1）m/s，（n=0、1、2、3……）；(3)右

22．（1）沿轴向右传播；（2）；（3）；

23．

由图甲可知，简谐波的波长，所以周期

，

此时波形与时刻波形相同，根据同侧法可知，波沿x轴负方向传播，根据波形的平移法可知，将时刻的波形向左平移得到时的波形图像，如图所示。