物理（人教版選修34）練習(xí)周末培優(yōu)練3機械波

周末培優(yōu)練(三)機械波1．一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在某一時刻的波形曲線如圖所示，由圖可知()A．各質(zhì)點振動的周期為4sB．該簡諧橫波的波長為4C．此時刻質(zhì)點A的速度為0D．此時刻質(zhì)點B的加速度為0解析：由波形圖不能讀出波的周期，故選項A錯誤；由圖象可知波長λ＝4m，故選項B正確；由圖象可知，此時A位于平衡位置，速度達(dá)最大，故選項C錯誤；由圖象可知，此時B答案：B2．一列機械波在某時刻的波形如圖所示，已知波沿x軸正方向傳播，波速是12m/s，A．這列波的波長是10B．這列波的周期是8sC．x＝6D．x＝5cm處質(zhì)點向解析：根據(jù)波的圖象知，波長是8cm，故選項A錯誤．由v＝eq\f(λ,T)得T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.08,12)s＝eq\f(1,150)s，故選項B錯誤．這列波的振幅為5cm，各個點振幅都是5cm，故選項C錯誤．因為波向x軸正方向傳播，根據(jù)“上下坡”法知，x＝5cm質(zhì)點向y軸的負(fù)方向振動，故選項D正確．答案：D3．一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波形圖如圖所示，a、b、c為三個質(zhì)點，a處于平衡位置且正向上運動，由此可知()A．該波沿x軸正方向傳播B．a(chǎn)的振幅為零C．b正向上運動D．該時刻以后，c比b先到平衡位置解析：由a點振動方向知波沿x軸負(fù)方向傳播，選項A錯誤；各質(zhì)點均作簡諧運動，振幅不為0，選項B錯誤；由傳播方向知b向下運動，選項C錯誤；b向下運動，c向上運動，c比b先回到平衡位置，選項D正確．答案：D4．已知一列波在某介質(zhì)中向某一方向傳播，如圖所示，并且此時振動還只發(fā)生在MN之間，并知此波的周期為T，Q質(zhì)點速度方向在波形圖中是向下的，下列說法正確的是()A．波源是M，由波源起振開始計時，P點已經(jīng)振動時間TB．波源是N，由波源起振開始計時，P點已經(jīng)振動時間TC．波源是N，由波源起振開始計時，P點已經(jīng)振動時間eq\f(T,4)D．波源是M，由波源起振開始計時，P點已經(jīng)振動時間eq\f(T,4)解析：因為此時Q點向下振動，又因為此時Q點右方鄰近的點在Q下方，說明波向左傳播，所以N是波源，振動從N點傳播到M點，經(jīng)過一個周期，又從波源N起振開始計時，需經(jīng)eq\f(3,4)T，P點才開始起振，故P質(zhì)點已振動了eq\f(1,4)T，選項C正確．答案：C5．(多選)如圖所示，O是波源，a、b、c、d是波傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置，且Oa＝ab＝bc＝cd＝3m，開始各質(zhì)點均靜止在平衡位置，t＝0時刻波源O開始向上做簡諧運動，振幅是0.1m，波沿Ox方向傳播，波長是8m，當(dāng)O點振動了一段時間、A．a(chǎn)質(zhì)點的速度方向向上B．b質(zhì)點的加速度為零C．c質(zhì)點達(dá)到最大位移處D．d質(zhì)點的速度為零但加速度不為零解析：波源O向上振動，經(jīng)過路程0.5m時，運動時間eq\f(5,4)T，波傳播距離eq\f(5,4)λ＝10m，此時各質(zhì)點位置如圖所示，由圖可知選項A、B正確，選項C、D錯誤．答案：AB6．如圖所示，是某繩波形成過程的示意圖，1、2、3、4……為繩上的一系列等間距的質(zhì)點，繩處于水平方向．質(zhì)點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4……各個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端．t＝0時質(zhì)點1開始豎直向上運動，經(jīng)過四分之一周期(T)，質(zhì)點5開始運動．下列判斷正確的是()A．t＝eq\f(T,4)時質(zhì)點5的運動方向向下B．t＝eq\f(T,2)時質(zhì)點8的加速度方向向上C．t＝eq\f(3T,4)時質(zhì)點12的運動方向向上D．t＝T時質(zhì)點16開始運動解析：本題考查簡諧橫波圖象，要求學(xué)生根據(jù)題意畫出不同時刻的波形圖．根據(jù)t＝0時質(zhì)點1開始豎直向上運動，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點5開始運動，則此時質(zhì)點5的運動方向向上，選項A錯誤；在t＝eq\f(T,2)時質(zhì)點9開始向上運動，質(zhì)點8的加速度方向應(yīng)向下，選項B錯誤；在t＝eq\f(3T,4)時質(zhì)點13開始運動，質(zhì)點12的運動方向向上，選項C正確；在t＝T時質(zhì)點17開始運動，選項D錯誤．答案：C7．(多選)一列沿x軸傳播的簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，此時圖中p質(zhì)點的振動速度方向向下．則下列說法正確的是()A．當(dāng)質(zhì)點p位于波谷時，質(zhì)點a一定到達(dá)波峰位置B．當(dāng)質(zhì)點p位于波谷時，質(zhì)點b一定到達(dá)平衡位置C．當(dāng)質(zhì)點p位于波谷時，質(zhì)點b一定在x軸的上方D．當(dāng)質(zhì)點p位于波谷時，質(zhì)點b一定在x軸的下方解析：由圖可知，p、a兩點相距半個波長距離，p、b相距eq\f(5,6)個波長的距離．當(dāng)p位于波谷時，a到達(dá)波峰位置，b位于x軸下方．選項A、D正確，選項B、C錯誤．答案：AD8．一列簡諧波在t＝0時刻的波形圖如圖所示，經(jīng)過0.1s，平衡位置位于x＝2m的點M第一次到達(dá)波峰，A．波速可能為20B．波的傳播方向一定沿x正方向C．波的頻率f＝2.5HzD．N點的速度不可能正在增大解析：若波沿x軸正方向傳播，根據(jù)經(jīng)過0.1s，當(dāng)x＝0的狀態(tài)傳到x＝2m的點M時，M第一次到達(dá)波峰，則v＝eq\f(Δx,t)＝eq\f(2,0.1)m/s＝20m/s，故選項A正確．根據(jù)題意可知，波可以沿x軸正方向也可以沿負(fù)方向傳播，故選項B錯誤；由圖象讀出波長λ＝16m，若波沿x軸負(fù)方向傳播，根據(jù)經(jīng)過0.1s，當(dāng)x＝16m的狀態(tài)傳到x＝2m的點M時，M第一次到達(dá)波峰，則v′＝eq\f(Δx′,Δt)＝eq\f(16－2,0.1)m/s＝140m/s，此時f＝eq\f(v,λ)＝eq\f(140,16)Hz＝8.75Hz，故選項C錯誤；N點此時可能由負(fù)的最大位移處向平衡位置運動，速度增大，故選項D錯誤．答案：A9．振源O起振方向沿－y方向，振幅為10cm，從振源O起振時開始計時，經(jīng)t＝0.7s，x軸上0至5mA．在0.7s內(nèi)，x軸上3mB．此波的周期可能是eq\f(7,15)sC．此列波的波速為eq\f(50,7)m/sD．此波的周期一定是0.4s解析：振源O起振方向沿－y方向，介質(zhì)中各個質(zhì)點的起振方向均沿－y方向，而圖示時刻x＝5m處質(zhì)點沿＋y方向振動，可知0至5m范圍第一次出現(xiàn)圖示簡諧波時，x＝5m處并不是波的最前列，在x＝5m處質(zhì)點的右邊還有半個波長的波形圖，即波此刻恰好傳到x＝7m處，所以波速為v＝eq\f(x,t)＝eq\f(7,0.7)m/s＝10m/s.由圖知，波長為λ＝4m，則周期為T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(4,10)s＝0.4s.由以上分析知，在0.7s內(nèi)，x軸上3m處的質(zhì)點振動了一個周期，通過路程為s＝4A＝4×10答案：D10．(2017·全國卷Ⅲ)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t＝0時的波形圖，虛線為t＝0.5s時的波形圖．已知該簡諧波的周期大于0.5s．關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是()A．波長為2B．波速為6C．t＝1s時，x＝1D．t＝2s時，x＝2解析：A錯：由簡諧波的波動圖像可知，波長為4B對：t＝0.5s時波向x軸正方向傳播的距離為x＝(n＋eq\f(3,4))λ(n＝0,1,2,3…)，即t＝(n＋eq\f(3,4))T＝0.5s(n＝0,1,2,3…)，又T＞0.5s，解之得T＝eq\f(0.5,n＋\f(3,4))，當(dāng)n＝0時，T＝eq\f(2,3)s，符合題意；當(dāng)n＝1時，T＝eq\f(2,7)s＜0.5s，不符合題意，則波速v＝eq\f(λ,T)＝6m/s.C錯：t＝0時x＝1m時處的質(zhì)點處于波峰，因t＝1s時n＝eq\f(t,T)＝eq\f(1,\f(2,3))＝1.5，則此時x＝1m處的質(zhì)點處于波谷．D對：t＝0時x＝2m處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置向上振動，因t＝2s時n＝eq\f(t,T)＝eq\f(2,\f(2,3))＝3，則此時x＝2m處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置向上振動．答案：BD11．如圖所示是一列橫波在某一時刻的波形圖，圖象中x軸的正方向表示波的傳播方向，y軸表示質(zhì)點相對平衡位置的位移．已知波速為v＝32m/s，(1)波長λ是多少？(2)周期T是多少？(3)畫出eq\f(T,2)后的波形圖，并用文字說明：B、D兩點的振動如何？解析：(1)由波形圖可以看出，波長λ＝8(2)根據(jù)v＝eq\f(λ,T)可得T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(8,32)s＝0.25s(3)波向前傳播半個波長后，質(zhì)點A、C分別在正最大位移和負(fù)最大位移處，速度為零；質(zhì)點B在平衡位置，沿y軸正方向運動；質(zhì)點D在平衡位置，沿y軸負(fù)方向運動．波形圖如圖所示．答案：(1)8m(2)0.25s(312．一列簡諧波沿x軸正方向傳播，t＝0時波形如圖甲所示，已知在0.6s末，A點恰第四次(圖中為第一次)出現(xiàn)在波峰，求：(1)該簡諧波的波長、波速分別為多少？(2)x＝5m處的質(zhì)點P(3)如果從該機械波傳到質(zhì)點P開始計時，請在圖乙中畫出P點振動圖象，并標(biāo)