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2019-2020年高中物理 2.2機(jī)械波的描述自我小測 滬科版選修3-4 1如圖所示的是一列簡諧波在某一時(shí)刻的波形圖像。下列說法中正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在振動(dòng)過程中位移總是相同 B．質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過程中位移總是相同 C．質(zhì)點(diǎn)D、H的平衡位置間的距離是一個(gè)波長 D．質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個(gè)波長 2關(guān)于波的周期，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期就是波源的周期 B．波的周期是由波源驅(qū)動(dòng)力的頻率決定的 C．波的周期與形成波的介質(zhì)的密度有關(guān) D．經(jīng)歷整數(shù)個(gè)周期波形圖重復(fù)出現(xiàn)，只是波峰向前移動(dòng)了一段距離 3在均勻的介質(zhì)中，各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上，相鄰兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的距離均為a，如圖甲所示。振動(dòng)從質(zhì)點(diǎn)1開始并向右傳播，其振動(dòng)初速度方向豎直向上，經(jīng)過時(shí)間t前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形成的波形圖如圖乙所示，則該波的周期T、波速v分別是(　　) A．T＝，v＝ B．T＝t，v＝ C．T＝t，v＝ D．T＝t，v＝ 4如圖所示，是一簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，波沿x軸正方向傳播，則圖中a、b、c、d四個(gè)質(zhì)點(diǎn)中，速度為正，加速度為負(fù)的是(　　) A．a(chǎn)　　 　　 B．b　　 　　 C．c　　 　　 D．d 5如圖甲所示為一列簡諧橫波在t＝20 s時(shí)的波形圖，圖乙是這列波中P點(diǎn)的振動(dòng)圖像，那么該波的傳播速度和傳播方向是(　　) A．v＝25 cm/s，向左傳播 B．v＝50 cm/s，向左傳播 C．v＝25 cm/s，向右傳播 D．v＝50 cm/s，向右傳播 6如圖所示，位于介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機(jī)械波。若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則(　　) A．f1＝2f2，v1＝v2 B．f1＝f2，v1＝0.5v2 C．f1＝f2，v1＝2v2 D．f1＝0.5f2，v1＝v2 7如圖所示，一列橫波沿x軸傳播，實(shí)線和虛線分別是t1時(shí)刻和t2時(shí)刻波的圖像。已知t2＝(t1＋) s，振動(dòng)周期是0.5 s，則下列說法中正確的是(　　) A．波向x軸正方向傳播，傳播距離是15 m B．波向x軸負(fù)方向傳播，傳播距離是15 m C．平衡位置為x＝3 m的質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程為1.0 m D．平衡位置為x＝3 m的質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程為15 m 8如圖是同一機(jī)械波在兩種不同介質(zhì)中傳播的波動(dòng)圖像。從圖中可以直接觀察到發(fā)生變化的物理量是 (　　) A．波速 B．頻率 C．周期 D．波長 9第一次測定鑄鐵中的聲速是在巴黎用下面的方法進(jìn)行的：在長為931 m的鑄鐵管的一端敲一下，在管的另一端用一只耳貼在管上的人聽到兩次響聲。測得兩次響聲相隔2.5 s，已知當(dāng)時(shí)空氣中的聲速為340 m/s，則實(shí)驗(yàn)測得鑄鐵中的聲速為________ m/s。 10一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，圖(a)是t＝1 s時(shí)的波形圖，圖(b)是波中某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖線(兩圖用同一時(shí)間起點(diǎn))。可供選擇的選項(xiàng)有 A．x＝0處的質(zhì)點(diǎn) B．x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn) C．x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn) D．x＝3 m處的質(zhì)點(diǎn) (1)圖(b)可能是圖(a)中哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線。 (2)若波沿x軸正方向傳播，則圖(b)可能是圖(a)中哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線。 11水面上有A、B兩只小船，一道水波沿A、B方向傳播，船每分鐘上下擺動(dòng)20次，水波的速度是4 m/s，當(dāng)A船位于波峰時(shí)，B恰好位于波谷位置，A、B兩船間還有4個(gè)波峰，能否分析出A、B兩船間的水平距離？ 12在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為L，如圖(a)所示。一列橫波沿該直線向右傳播，t＝0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間Δt第一次出現(xiàn)如圖(b)所示的波形。求該波： (1)波長為多少？ (2)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為多少？ (3)波速為多少？ 答案 1解析：從題圖中可以看出質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在該時(shí)刻的位移都是零，由于波的傳播方向是向右的，容易判斷出質(zhì)點(diǎn)A、E、I的速度方向是向下的，而質(zhì)點(diǎn)C、G的速度方向是向上的，因而這五個(gè)點(diǎn)的位移不總是相同，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)B、F是處在相鄰的兩個(gè)波峰的點(diǎn)，它們的振動(dòng)步調(diào)完全相同，在振動(dòng)過程中位移總是相同，B正確；質(zhì)點(diǎn)D、H是處在相鄰的兩個(gè)波谷的點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離等于一個(gè)波長，C正確；雖然質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過程中位移總是相同，振動(dòng)步調(diào)也完全相同，但由于它們不是相鄰的振動(dòng)步調(diào)完全相同的兩個(gè)點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離不是一個(gè)波長(應(yīng)為兩個(gè)波長)，D錯(cuò)誤。 答案：BC 2解析：波的周期性是由質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期性決定的，故A選項(xiàng)正確；波的周期等于波源驅(qū)動(dòng)力的周期，與介質(zhì)無關(guān)，故B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D選項(xiàng)正是波的周期性的體現(xiàn)，故D正確。 答案：ABD 3解析：質(zhì)點(diǎn)1起振方向向上，其振動(dòng)傳播到質(zhì)點(diǎn)13，用時(shí)T，質(zhì)點(diǎn)13起振方向向上，而題中用時(shí)t，質(zhì)點(diǎn)13起振方向向下，故質(zhì)點(diǎn)13已振動(dòng)了的時(shí)間，則有t＝2T，波必傳播了2λ的距離，λ＝8a，故v＝＝。 3答案：A 4解析：由題圖知波沿x軸正方向傳播，則速度為正的為點(diǎn)c、d，而d點(diǎn)的加速度為正，c點(diǎn)的加速度為負(fù)，故選項(xiàng)C正確。 答案：C 5解析：由振動(dòng)圖像知周期T＝2 s，由波動(dòng)圖像知波長λ＝100 cm＝1 m，得v＝＝0.5 m/s＝50 cm/s，所以先排除選項(xiàng)A、C。 在質(zhì)點(diǎn)P的附近取半個(gè)波長，即圖甲中第二個(gè)波谷至第三個(gè)波峰，由圖乙知此時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，由質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向與波傳播方向關(guān)系，得出波向左傳播。 答案：B 6解析：因兩列波的波源都是S，所以它們的周期和頻率都相同，即T1＝T2，f1＝f2，由波速公式v＝得v1＝＝，v2＝，則v1＝2v2，C對。 答案：C 7解析：由題意可知 s＝1T，波從t1時(shí)刻起向右傳播1λ，即15 m，可得到t2時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直波的傳播方向，經(jīng)過1T，平衡位置為x＝3 m的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為振幅的5倍，即1.0 m。 答案：AC 8解析：同一機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不會(huì)改變(由振源決定)，波長和波速改變，而從圖像中能直接觀看發(fā)生改變的量當(dāng)然是波長，故D項(xiàng)正確。 答案：D 9解析：聲音在不同介質(zhì)中傳播的速度不同，第一次聽到的聲音是由鑄鐵傳播的，由于兩次傳播的距離相等，設(shè)聲音在空氣中聲速為v2，所需時(shí)間為t2，在鑄鐵管中聲速為v1，所需時(shí)間為t1。則有t1＝，t2＝。 由測得的時(shí)間差可列方程：－＝Δt， 代入數(shù)據(jù)有－＝2.5，解此方程可得v1＝3 908 m/s。 答案：3 908 10解析：(1)當(dāng)t＝1 s時(shí)，由圖(b)振動(dòng)圖線可知，質(zhì)點(diǎn)在t＝1 s時(shí)在平衡位置，正要沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，由圖(a)波動(dòng)圖線向x軸負(fù)方向傳播判斷O點(diǎn)在平衡位置，正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故選A。 (2)由圖(a)波動(dòng)圖線向x軸正方向傳播可判斷x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故選C。 答案：(1)A　(2)C 11解析：船每分鐘上下擺動(dòng)20次，可得周期T＝ s＝3 s，波長λ＝vT＝12 m，當(dāng)A船位于波峰時(shí)，B船恰好位于波谷位置，如下圖所示，可知sAB＝4λ＝54 m。 答案：sAB＝54 m 12解析：(1)由題中圖像可知：質(zhì)點(diǎn)1、9是兩個(gè)相鄰的且振動(dòng)情況總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離即為一個(gè)波長，即λ＝8L。 (2)t＝0時(shí)，波剛傳到質(zhì)點(diǎn)1，且質(zhì)點(diǎn)1起振方向向下，說明波中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均向下，在Δt后由圖像可知質(zhì)點(diǎn)9的振動(dòng)方向向上，說明它已經(jīng)振動(dòng)了，因此Δt＝T＋，即T＝Δt。 (3)波速v＝＝＝。 答案：(1)λ＝8L　(2)T＝Δt　(3)v＝