沪科版 (2019)选择性必修 第一册3.3 机械波案例分析课后练习题

3.3机械波案例分析同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.1s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点xP=2.5m处的一个质点。则以下说法中正确的是（　　）

A．质点P的振幅为0.05m

B．波的频率可能为7.5Hz

C．波的传播速度可能为50m/s

D．在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点一定沿y轴正方向运动

2．一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形图如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，则该波的传播方向、波速以及Q点的运动情况分别是（　　）

A．沿x轴负方向，15m/s，Q点正在沿y轴正方向运动

B．沿x轴正方向，15m/s，Q点正在沿y轴负方向运动

C．沿x轴负方向，30m/s，Q点正在沿y轴正方向运动

D．沿x轴正方向，30m/s，Q点正在沿y轴负方向运动

3．图（a）为一列简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1m处的质点，Q是平衡位置在x=4m处的质点，图（b）为质点Q的振动图象。下列说法正确的是_________。

A．此简谐波沿x轴正方向传播

B．此简谐波的波速大小为20m/s

C．从t=0.1s到t=0.125s，质点P通过的路程为5cm

D．t=0时刻，质点P振动方向沿y轴向下

4．图1为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图2为平衡位置位于x=4m处质点的振动图像，则t=2021s时，x=3.5m处质点的描述正确的是（　　）

A．质点的振幅为cm

B．质点的加速度一定沿y轴正向

C．质点的位移一定为cm

D．质点的位移可能为cm

5．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0．6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则下列说法错误的是（　　）

A．这列波的波速可能是50m/s

B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm

C．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cm

D．若周期T=0.8s，则在t＋0.8s时刻，质点Q速度为零

6．一列简谐波在某一时刻的波形如图所示，质点M在该时刻的振动速度为v，经过0.2s，M点振动速度仍为v，再经过0.2s，M的速度为-v，则该波（　　）

A．向左传播，波速为10m/s B．向左传播，波速为5m/s

C．向右传播，波速为15m/s D．向右传播，波速为7.5m/s

7．一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（　　）

A．9m/s B．10m/s C．11m/s D．12m/s

8．如图，波速大小相同、振幅均为2cm的两列简谐波，甲波（实线）沿x轴正方向传播，乙波（虚线）沿x轴负方向传播。在t0=0时刻的部分波形如图所示，在t1=0.15s时，两列波第一次完全重合。下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙两列波的周期均为0.4s

B．甲、乙两列波的波速大小均为5m/s

C．甲、乙两列波的波速大小均为10m/s

D．t2=0.5s时，甲、乙两列波的波形第二次完全重合

9．一简谐机械横波沿x轴传播。该波在t=0时刻的波形曲线如图甲所示，在x=0处质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．该简谐横波的传播速度为4m/s

B．该简谐横波沿x轴正方向传播

C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置

D．从此时刻起，经过4s，M质点运动了1.6m的路程

10．一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻的波形图如图所示。已知波速为，且波刚传到点。下列选项正确的是（　　）

A．波源的振动周期为

B．质点比质点先回到平衡位置

C．时，质点沿负方向运动

D．时，质点的加速度比质点的加速度大

11．一列简谐横波沿轴正方向传播，速度为0.5m/s，周期为4s。t=1s时波形如图甲所示，是波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（   ）

A．这列波的波长为1 m

B．t=0s时质点a的速度与质点b的速度相等

C．t=1s质点a的加速度大小比质点b的加速度大

D．如图乙表示的是质点b的振动图像

12．如图所示，波源为P点的机械波在绳上传到质点Q时的波形，下列说法中正确的是（　　）

A．质点P传到了Q点，且Q振动方向向下

B．此时P已完成0.5个全振动

C．P点从平衡位置刚开始振动时，振动方向朝上

D．当P点停止振动时，绳上的波会立即消失

13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速。已知坐标原点处质点的振动图像如图所示，在选项的四幅图中，能够正确表示时波形的是（　　）

A． B．

C． D．

14．如图甲为一列简谐横波在t = 0.20s时刻的波形图，P点是平衡位置在x = 1.0m处的质点，Q点是平衡位置在x = 4.0m处的质点，M点是平衡位置在x = 8.0m处的质点；图乙为质点M的振动图像。下列说法正确的是（     ）

A．该波沿x轴负方向传播，波速为40m/s

B．质点M与质点Q的振动方向总是相同

C．在0.4s时间内，质点M通过的路程为1.0m

D．在0.4s时间内，质点P向左前进16.0m

15．在均匀介质绳中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为1m，如图（a）所示，一列简谐横波沿该直线向右传播，t＝0时刚到达质点1，质点1开始向下运动，6s后第一次出现如图（b）所示的波形。对于该列波下列说法正确的是（　　）

A．周期T=6s B．波长=9m

C．波速=2m/s D．频率f=0.5Hz

二、填空题（共4题）

16．如图甲所示，O为振源，OP=s，t=0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波，图乙为从t=0时刻开始描绘的P点的振动图象，由图可知该波的频率为___________，波长为___________，波源O点开始振动的方向是___________。

17．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=1s时的波形图，图乙是x=3m处质点的振动图象，则该波的传播速度为_______m/s，传播方向为_______。

18．一简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示，此刻波刚好传播到m，此时该点_______（选填“向上”或“向下”）振动，该波沿x轴传播的速度m/s。在此后的2s内，则该质点通过的总路程是__________，m处质点的振动方程为__________cm。

19．从坐标原点O产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，t=0时刻波的图像如图所示，此时波刚好传播到M点，x=1m的质点P的位移为10cm，再经，质点P第一次回到平衡位置，质点N坐标x=-81m（图中未画出），则__________________．

A．波源的振动周期为1.2s

B．波源的起振方向向下

C．波速为8m/s

D．若观察者从M点以2m/s的速度沿x轴正方向移动，则观察者接受到波的频率变大

E．从t=0时刻起，当质点N第一次到达波峰位置时，质点P通过的路程为5.2m

三、综合题（共4题）

20．一列简谐横波在时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图象。求：

（1）波速及波的传播方向；

（2）质点Q的平衡位置的x坐标。

21．一列简谐横波沿x轴传播，图甲为t＝4s时的波形图，P、Q是介质中的两个质点．图乙为质点P的振动图象，求：

（1）波的传播方向和波速的大小；

（2）质点Q平衡位置的坐标．

22．一列简谐横波沿x轴传播，图中实线和虚线分别代表t＝0时刻和t＝0.01s时刻在0≤x≤8m区域的波形，已知该波的频率f<30Hz，求：

（1）波速的大小及波的传播方向；

（2）图中P质点（坐标xP＝1m）从t＝0时刻开始经过多长时间第一次向下经过平衡位置以及此过程中P的平均速度大小。

23．（1）如图所示为一皮带传动装置，请在图中标出皮带上质点的线速度方向和质点的加速度方向。

（2）一列机械波向左传播，画出这一时刻点的位移；点的速度方向。

参考答案：

1．C

2．C

3．D

4．D

5．B

6．B

7．A

8．B

9．A

10．B

11．C

12．C

13．D

14．A

15．C

16．               向上

17．     2     -x轴方向

18．     向上     10cm    

19．ABE

20．（1）18cm/s，沿x轴负方向传播；（2）9cm

21．（1）沿x轴负方向， ；（2）

22．（1）100m/s，向右传播；（2）0.05s，。

23．

（1）线速度的方向沿着圆周的切线方向，向心加速度的方向指向圆心，如图所示：

（2）机械波向左传播，则波谷要向左移动，所以该时刻质点B正在向下振动，如图所示：