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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刻的波形圖像。下列說法中正確的是(　　) A．質(zhì)點A、C、E、G、I在振動過程中位移總是相同 B．質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相同 C．質(zhì)點D、H的平衡位置間的距離是一個波長 D．質(zhì)點A、I在振動過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個波長 2關(guān)于波的周期，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點的振動周期就是波源的周期 B．波的周期是由波源驅(qū)動力的頻率決定的 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)個周期波形圖重復(fù)出現(xiàn)，只是波峰向前移動了一段距離 3在均勻的介質(zhì)中，各質(zhì)點的平衡位置在同一直線上，相鄰兩個質(zhì)點的距離均為a，如圖甲所示。振動從質(zhì)點1開始并向右傳播，其振動初速度方向豎直向上，經(jīng)過時間t前13個質(zhì)點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刻的波形圖，波沿x軸正方向傳播，則圖中a、b、c、d四個質(zhì)點中，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時的波形圖，圖乙是這列波中P點的振動圖像，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，實線和虛線分別是t1時刻和t2時刻波的圖像。已知t2＝(t1＋) s，振動周期是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)點在這段時間內(nèi)通過的路程為1.0 m D．平衡位置為x＝3 m的質(zhì)點在這段時間內(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)時空氣中的聲速為340 m/s，則實驗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時的波形圖，圖(b)是波中某振動質(zhì)點位移隨時間變化的振動圖線(兩圖用同一時間起點)?？晒┻x擇的選項有 A．x＝0處的質(zhì)點 B．x＝1 m處的質(zhì)點 C．x＝2 m處的質(zhì)點 D．x＝3 m處的質(zhì)點 (1)圖(b)可能是圖(a)中哪個質(zhì)點的振動圖線。 (2)若波沿x軸正方向傳播，則圖(b)可能是圖(a)中哪個質(zhì)點的振動圖線。 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20次，水波的速度是4 m/s，當(dāng)A船位于波峰時，B恰好位于波谷位置，A、B兩船間還有4個波峰，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個質(zhì)點，相鄰兩質(zhì)點的距離均為L，如圖(a)所示。一列橫波沿該直線向右傳播，t＝0時到達(dá)質(zhì)點1，質(zhì)點1開始向下運動，經(jīng)過時間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)點振動的周期為多少？ (3)波速為多少？ 答案 1解析：從題圖中可以看出質(zhì)點A、C、E、G、I在該時刻的位移都是零，由于波的傳播方向是向右的，容易判斷出質(zhì)點A、E、I的速度方向是向下的，而質(zhì)點C、G的速度方向是向上的，因而這五個點的位移不總是相同，A錯誤；質(zhì)點B、F是處在相鄰的兩個波峰的點，它們的振動步調(diào)完全相同，在振動過程中位移總是相同，B正確；質(zhì)點D、H是處在相鄰的兩個波谷的點，它們的平衡位置之間的距離等于一個波長，C正確；雖然質(zhì)點A、I在振動過程中位移總是相同，振動步調(diào)也完全相同，但由于它們不是相鄰的振動步調(diào)完全相同的兩個點，它們的平衡位置之間的距離不是一個波長(應(yīng)為兩個波長)，D錯誤。 答案：BC 2解析：波的周期性是由質(zhì)點振動的周期性決定的，故A選項正確；波的周期等于波源驅(qū)動力的周期，與介質(zhì)無關(guān)，故B選項正確，C選項錯誤；D選項正是波的周期性的體現(xiàn)，故D正確。 答案：ABD 3解析：質(zhì)點1起振方向向上，其振動傳播到質(zhì)點13，用時T，質(zhì)點13起振方向向上，而題中用時t，質(zhì)點13起振方向向下，故質(zhì)點13已振動了的時間，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c、d，而d點的加速度為正，c點的加速度為負(fù)，故選項C正確。 答案：C 5解析：由振動圖像知周期T＝2 s，由波動圖像知波長λ＝100 cm＝1 m，得v＝＝0.5 m/s＝50 cm/s，所以先排除選項A、C。 在質(zhì)點P的附近取半個波長，即圖甲中第二個波谷至第三個波峰，由圖乙知此時刻P質(zhì)點向上運動，由質(zhì)點運動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時刻起向右傳播1λ，即15 m，可得到t2時刻的波形圖，質(zhì)點的振動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，頻率不會改變(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，所需時間為t2，在鑄鐵管中聲速為v1，所需時間為t1。則有t1＝，t2＝。 由測得的時間差可列方程：－＝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，由圖(b)振動圖線可知，質(zhì)點在t＝1 s時在平衡位置，正要沿y軸負(fù)方向運動，由圖(a)波動圖線向x軸負(fù)方向傳播判斷O點在平衡位置，正沿y軸負(fù)方向運動，故選A。 (2)由圖(a)波動圖線向x軸正方向傳播可判斷x＝2 m處的質(zhì)點在平衡位置，正沿y軸負(fù)方向運動，故選C。 答案：(1)A　(2)C 11解析：船每分鐘上下擺動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，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1、9是兩個相鄰的且振動情況總是相同的兩個質(zhì)點，它們的平衡位置之間的距離即為一個波長，即λ＝8L。 (2)t＝0時，波剛傳到質(zhì)點1，且質(zhì)點1起振方向向下，說明波中各質(zhì)點的起振方向均向下，在Δt后由圖像可知質(zhì)點9的振動方向向上，說明它已經(jīng)振動了，因此Δt＝T＋，即T＝Δt。 (3)波速v＝＝＝。 答案：(1)λ＝8L　(2)T＝Δt　(3)v＝